본 기술은 다공성 골재를 세척·건조한 뒤 진공 상태에서 액상 상변화물질을 스며들게 하고, 에틸실리케이트 기반 졸-겔 공정으로 겉면을 코팅해 상변화물질이 빠져나가지 않는 축열 잔골재를 만드는 제조방법입니다. 이 잔골재를 넣은 콘크리트는 탄소섬유강화플라스틱 튜브 안에 채워 콘크리트 충전 강관 기둥으로 쓸 수 있습니다.
건축물 난방이 국내 온실가스 배출의 약 30%를 차지하는 가운데, 기존 철근콘크리트와 CFT 기둥은 열을 저장하지 못하고 그대로 잃어 에너지 효율이 낮았습니다. 또 CFT는 강재 무게 때문에 운반과 시공이 번거롭고 습한 환경에서 철이 쉽게 부식되어 내구성이 떨어지고 유지관리 비용과 붕괴 위험이 커지는 문제가 있었으며, 피복 두께 확보나 에폭시 코팅, 아연도금 같은 기존 방식도 콘크리트 과다 사용과 예산 증가의 한계가 있었습니다.
본 기술은 함침 후 골재 표면에 남은 상변화물질을 제거하고, 에틸실리케이트와 에탄올을 1:4 몰비로 섞어 가온 교반한 뒤 실란커플링제를 더하고 염산으로 pH 3~4에서 반응시킨 졸을 암모니아수로 중성 부근에 맞춰 골재를 넣고 겔화·건조·분쇄합니다. 이렇게 만든 잔골재 콘크리트를 CFRP 튜브 안에 채우고, 중앙에는 열선을 넣은 초고강도 콘크리트 기둥을 배치해 강도 저하를 보완하고 열전도를 높입니다. 축열형 건축 기둥과 벽체, 해안·습윤 지역의 부식 우려 구조물, 저탄소 그린빌딩 골조에 적용될 수 있어 녹슬지 않는 가벼운 기둥이 낮의 열을 저장했다가 밤에 내놓아 냉난방 에너지 비용을 줄일 수 있습니다.
본 발명은 국토교통부의 탄소 고분자 부식 ZERO 철근대체재 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
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