The environment-friendly building material, photocatalyst/scoria/loess concrete, was prepared using scoria and loess (which have merits as building materials) and photocatalyst (which has the functions to compose the environmental contaminants and of self cleaning). In order to apply this material as a building material, the compressive and flexible strengths, and water absorptivity (which have been set by Korea Industrial Standard) were measured. The optimum mixing ratio of photocatalyst/scoria/loess concrete was obtained at the condition of $393kg/m^3$ of coarse aggregate, $802kg/m^3$ of fine aggregate in case of scoria, $80kg/m^3$ of loess, $12kg/m^3$ of photocatalyst, $400kg/m^3$ of cement, and $2kg/m^3$ of AE water reducing agent. The photocatalyst/scoria/loess concrete prepared by above mixing ratio of raw materials showed 25 MPa of compressive strength, $3.8{\sim}4.6$ MPa of flexible strength and $11.4{\sim}12.0%$ of water absorptivity, indicating that the quality of this material was suitable for Korea Industrial Standard (more than 21 MPa for compressive strength, more than 2.0 MPa for flexible strength in case of lightweight aggregate, and less than 15 % for water absorptivity in case of clay brick) for using as a building material.
본 연구에서 광촉매 종류 및 혼입율에 따른 역학적 특성 및 질소산화물 제거 특성을 평가하였고 보다 경제적이고 효율적인 광촉매 콘크리트 제조를 위해 분할 타설하는 방법에 대해 검토하였다. 그 결과 광촉매 혼입률이 5%일 때 가장 높은 압축강도와 탄성계수가 측정되었다. 광촉매 반응에 의한 질소산화물 제거 성능평가 결과 광촉매 혼입률이 증가함에 따라 질소산화물 제거율이 증가하였다. 이때 광촉매 P-25의 질소산화물 제거성능은 NP-A보다 우수하였다. 경제성을 고려하여 콘크리트 표면의 일정 두께를 광촉매 콘크리트로 타설하는 분할 타설 방안을 제안하였고, 이때의 일체화 성능을 평가하였다. 그 결과 역학적 성능 및 내구성능이 Plain에 비해 동등 이상으로 나타나 일체화 거동을 만족하는 것으로 판단된다.
Due to the rapid deterioration of the domestic atmosphere, people are suffering from inconveniences such as wearing fine dust masks all the time during outdoor activities. In this study, light transmitting concrete, LEFC(Light Emotion Friendly Concrete), using TiO2 photocatalyst was produced. Since the characteristics of LEFC where acrylic rods are inserted require self-consolidating performance, the purpose was to utilize UHPC(Ultra High Performance Concrete) materials to obtain high-flowability. Further, the compressive strength and flexural strength were evaluated to prevent the reduction of epidemiological performance by utilizing UHPC materials. As such, a basic study was carried out to develop LEFC materials using photocatalyst that can purify the air and stimulate human sensibility.
The environment-friendly building material, photocatalyst/scoria/loess concrete, was prepared using scoria and loess (which have merits as building materials) and photocatalyst (which has the functions to compose the environmental contaminants and of self cleaning). In order to apply this material as a building material, the compressive and flexible strengths, and water absorptivity (which have been set by Korea Industrial Standard) were measured. In order to know the environment-friendly characteristics of this material, several tests, such as, the tests of emissivity and emission power of far infrared ray and acoustic absorptivity, antibacterial test for Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa, antifungal test for mixed fungal strains, and deodorization test of ammonia were carried out. Moreover, the removal characteristics of NOx, and formaldehyde (HCHO) by photocatalyst/scoria/loess concrete were examined as the following different parameters: the removal characteristics of these contaminants with the substitution ratio and the kind of photocatalyst, light source, UV intensity of sunlight, relative humidity, intial NOx concentration.
A porous photocatalyst concrete filter was successfully produced to remove NOx, by mixing TiO2 photocatalyst with lightweight aerated concrete. Ultra Fine Bubbles were used to form continuous pores inside the porous photocatalytic concrete filter, which was mixed via a bubble generation experiment. The optimal mixing condition was determined to be with 4 % of the bubble generation agent B. NO removal specimens were prepared for various photocatalytic loading conditions, and the specimen containing 3 % P-25 removed NO at a concentration of 1.03 µmol in 1 h. The NO removal rate of the porous photocatalytic concrete filter prepared in this study was 10.99 %. This photocatalytic filter performance was more than 9 times the amount of NO removed by a general photocatalytic filter. The porous photocatalyst concrete filter for removing NOx developed in this study can be applied to various construction sites and the air quality can be solved by reducing NOx contributing to the formation of fine particles.
A few years ago, the rapid degradation of domestic air quality has led to the efforts of exhaust gas policy and fine dust mask, but it is not a fundamental measure. In Korea, photocatalyst will be applied to residential and multi-use facilites to purify indoor and outdoor air. Also, in this study, it is tried to produce exposed concrete that is aesthetically pleasing as well as air purification of indoor by combining with light transparent concrete according to the increasing interest in human indoor living environment. For this purpose, we have developed a block formwork for photocatalysis light transparent concrete and established a suitable manufacturing method for on-site construction.
Generally, $TiO_2$ powders absorb ultraviolet rays and make oxidation/reduction reactions on its surface. Hydroxide radical(OH), a product of photocatalyst reactions, has so strong oxidation/reduction electric potential that it can oxidize noxious gas like VOCs(Volatile Organic Compounds) and NOx. In this study, $TiO_2$ was substituted for exposed concrete to investigate the purifying degree of VOCs(Benzene, Toluene) and NOx. Anatase types of $TiO_2$ were used as photocatalyst. The sun rays and the ultraviolet were used as a light source. Anatase type $TiO_2$ was better than rutile type in purifying performance. The sunray showed the best purifying performance among the light sources. $3\%$ substitution of $TiO_2$ with the sunray was enough to purify VOCs(Benzene, Toluene) and NOx efficiently.
해양환경에서 콘크리트의 내구성과 철근의 부식은 콘크리트 내부로 침투하는 염소이온에 의해 악화된다. 본 연구에서는 염소이온에 의해 야기되는 콘크리트의 염해부식에 대한 저항성을 향상시키기 위해 전도성 광촉매를 사용하였다. 시험체로는 전도성 활성탄소와 광촉매($TiO_2$)분말을 혼합하여 모르타르와 콘크리트를 제작하였다. 전도성 탄소의 함량이 증가할수록 압축강도는 감소하였다. 전도성 광촉매가 첨가된 시험체가 일반 시험체보다 월등히 우수한 내염해부식성을 나타내었으며 이것은 XRF 시험에 의한 분석 결과 모르타르 또는 콘크리트 내부로의 염소이온 확산이 광촉매 작용에 의해 억제되었기 때문인 것으로 판단되었다. 모르타르 및 콘크리트 내부로의 염소이온 확산계수를 구함으로써 광촉매에 의한 염소이온 확산에 대한 억제반응이 분석되었다.
Interest in indoor air quality is increasing day by day due to various reasons such as industrial development. Because redmud, an industrial subsidiary, contains titanium dioxide, this study evaluated self-consolidation performance with Slump Flow Test, J-Ring Test, and L-Box Test by mixing redmud in a mixture of ultra-high performance concrete, and sought the optimal combination with high flowability. In addition, the UHPC mixing experiment with photocatalyst was conducted, and the photocatalyst was replaced by the weight ratio of cement and the redmud by the weight ratio of fine aggregate and mixed with the concrete mixture.
본 연구에서는 빛 감성친화형 콘크리트에 광촉매를 적용하여 대기질 및 실내공기질을 개선하기 위한 LEFC 블록을 개발하고자 하였다. LEFC에 광촉매를 적용하게 되면 자외선 입사면 반대편에서도 투과로 인한 자외선이 존재하여 광촉매가 반응함으로써 일반 건축 자재를 적용한 경우보다 광촉매 반응효율이 크게 상승한다. 따라서 광촉매를 LEFC에 적용하기 위해 슬럼프, J-ring, L-box 테스트를 통한 자기충전성능을 평가하여 최적 배합을 결정하였고, 압축 및 휨 강도 시험을 통해 역학성능을 평가하였다. 그리고 TiO2 분포도를 확인하기 위해 SEM과 EDS 분석을 실시하였다. ALC골재와 단열재 적용으로 광촉매 사용량을 줄이고 단위중량을 감소시키는 방안을 활용하여 광촉매 효율을 증가시키는 빛투과 콘크리트 블록을 제작하였고, 향후 건조수축 등의 문제점 개선 및 NOx 제거 실험을 통한 LEFC 블록 성능 평가를 진행하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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