Utilization of Charcoal as an Environmentally Friendly Building Materials (I) - Characterization of Building Materials Prepared with Charcoal -

목탄을 이용한 친환경 건축자재 이용기술(I) - 목탄으로 제조된 건축자재의 특성 평가 -

  • Ahn, Byoung-Jun (Division of Forest Bioenergy, Department of Forest Resources Utilization, Korea Forest Research Institute) ;
  • Jo, Tae-Su (Division of Wood Engineering, Department of Forest Resources Utilization, Korea Forest Research Institute) ;
  • Lee, Sung-Suk (Division of Forest Bioenergy, Department of Forest Resources Utilization, Korea Forest Research Institute) ;
  • Paik, Ki-Hyon (Department of Environmental Sciences and ecological engineering, College of Life Science & Biotechnology, Korea University) ;
  • Kim, Sun-Ik (GOLDHAN)
  • 안병준 (국립산림과학원 녹색자원이용부 바이오에너지연구과) ;
  • 조태수 (국립산림과학원 녹색자원이용부 탄소순환재료과) ;
  • 이성숙 (국립산림과학원 녹색자원이용부 바이오에너지연구과) ;
  • 백기현 (고려대학교 생명과학대학 환경생태공학부) ;
  • 김선익 ((주) 금한 팜)
  • Received : 2009.07.31
  • Accepted : 2009.09.23
  • Published : 2009.11.25

Abstract

The objective of this study was to investigate potential usage of environmentally friendly building materials, liquid mortar and dry cement mortar mixed with charcoal, based on the test of their physical and chemical properties. From the test results of physical and chemical properties of the liquid mortar mixed with charcoal, liquid mortar containing over 20% of charcoal, the consistency viscosity and the non-volatile content met a standard requirement. Drying time was delayed with increase in charcoal contents in the liquid mortar, however they were fully cured within 60 minutes in all treated levels. Other properties were acceptable at standard requirement. From the results, it was found that the proper charcoal addition level to the liquid mortar was 25%. In the results on dry cement, it was found that samples containing 5% of charcoal showed the maximum compressive strength, whereas samples containing over 20% of charcoal did not reach the minimum requirement of KS standard. Water retention ability constantly increased as the charcoal ratio increased. The conventional dry cement mortar adsorbed 59.5% of it, in the test of adsorption rate on ammonia gas, whereas cement mortar containing 10% of charcoal showed 71.6% of ammonia gas adsorption.

본 연구는 일반 페인트 및 건조시멘트에 목탄을 첨가하여 제조된 건축자재의 제반 물리 화학적 특성 조사를 바탕으로 하여 목탄의 친환경 건축자재 혼합제로서의 활용 가능성을 모색하기 위한 목적으로 수행되었다. 목탄을 포함한 액상몰탈의 물리 화학적 물성 시험결과, 목탄 20% 이상을 포함한 액상몰탈의 경우, 점도에 대한 저항치인 주도와 불휘발분이 품질기준에 적합하였다. 목탄 첨가량이 증가할수록 건조시간은 지연되었으나, 모든 처리구에서 품질기준인 60분 이내에서 건조가 완료되었다. 기타 제반 물성에서는 모든 처리구에서 품질기준을 충족하였다. 이 결과로 볼 때, 액상 몰탈에 대한 적정 목탄 함량은 25%로 판단된다. 건조 시멘트 몰탈에 대한 압축강도는 목탄 5% 첨가구에서 가장 우수하였으며, 20% 이상 첨가구에서는 KS 기준치에 비해 낮은 것으로 조사되었다. 또한 목탄 첨가량 증가로 보수성은 지속적으로 증가하며, 암모니아가스 탈취율의 경우 일반 시멘트 몰탈이 59.5%, 목탄 10% 첨가 시멘트 몰탈은 71.6%의 암모니아를 흡착하였다.

Keywords

References

  1. 권성민, 김남훈. 2006. 목재의 탄화기구 해석(I). 목재공학 34(3): 8~14
  2. 김순호, 배원태, 윤정배. 2007. 천연광물질을 활용한 건축용 벽 바름재의 특성에 관한 연구. 대한건축학회 논문집 구조계 23(8): 183~190
  3. 김남훈, 황원중, 권성민, 권구중, 이성재. 2006. 제조온도에 따른 목탄의 해부학적 특성. 목재공학 34(4): 1~8
  4. 이오규, 조태수. 2006. 소나무 및 참나무 백탄의 물성과 구리(II) 이온 흡착효과. 임산에너지 25(2): 55~63
  5. 이오규, 최준원, 조태수, 백기현. 2007. 목탄계 건축자재에 의한 포름알데히드 흡착. 목재공학 35(3): 61~69
  6. 조태수, 안병준, 최돈하. 2005. 탄화온도 차이에 의한 목질탄화물의 흡착성 변화. 목재공학 33(3): 45~52
  7. 조태수, 이오규, 안병준, 최준원. 2006. 국산 수종으로 탄화한 목탄의 물성 및 흡착성. 임산에너지 25(1): 9~17
  8. 조태수, 최준원, 이오규. 2007. 탄화온도가 목탄의 물리.화학적 특성에 미치는 영향. 목재공학 35(3): 53~60
  9. Amer Ali Al-Rawas, Abdel Wahid Hago, Ramzi Taha, and Khalid Al-Kharousi. 2005. Use of incinerator ash as a replacement for cement and sand in cement mortars. Building and Environment 40(9): 1261~1266 https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2004.10.009
  10. Boehm, H. P. 2002. Surface oxides on carbon and their analysis: a critical assessment. Carbon 40: 145~149 https://doi.org/10.1016/S0008-6223(01)00165-8
  11. Ismail Demir. M. Serhat Baspinar, and Mehmet Orhan. 2005. Utilization of kraft pulp production residues in clay brick production. Building and Environment 40(11): 1533~1537 https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2004.11.021
  12. Mannan, M. A. and C. Ganapathy. 2004. Concrete from an agricultural waste-oil palm shell (OPS). Building and Environment 39(4): 441~448 https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2003.10.007
  13. Olusola, K. O., E. A. Olanipekun, O. Ata, and O. T. Olateju. 2006. Studies on termite hill and lime as partial replacement for cement in plastering. Building and Environment 41(3): 302~306 https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2005.01.034
  14. Osunade, J. A. 2002. Effect of replacement of lateritic soils with granite fines on the compressive and tensile strengths of laterized concrete. Building and Environment 37(5): 491~496 https://doi.org/10.1016/S0360-1323(01)00049-X
  15. Tanada, S., N. Kawasaki, T. Nakamura, M. Araki, and M. Isomura. 1999. Removal of formaldehyde by activated carbons containing amino groups. Journal of Colloid and Interface Science 214: 106~108 https://doi.org/10.1006/jcis.1999.6176
  16. Turatsinze, A., S. Bonnet, and J.-L. Granju. 2005. Mechanical characterization of cement-based mortar incorporating rubber aggregates from recycled worn tyres. Building and Environment 40(2): 221~226 https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2004.05.012
  17. 滝本裕美, 中野達夫, 武田孝志, 德本守彦. 2000. 木炭による木造住宅床下の濕度及び部材の含水狀態の改善. 木材工業. 55(1): 14~17
  18. 森美知子, 斉藤幸惠, 信田 聡, 有馬孝禮. 2000. 木質係材料から調製された炭化物質の吸着特性. 木材學會誌. 46(4): 355~362
  19. 外崎真理雄, 鈴木養樹, 松岡真悟. 2001. 床下調濕用廢材木炭の吸放濕特性. 木材工業. 56(10): 464~467