시멘트 보강 혼합토의 강도 및 열전도 특성

초록

최근 친환경 재료에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데 전통적인 흙재료가 건축재료로서 각광을 받고 있다. 흙재료는 태고로부터 근대에 이르기까지 주거시설의 주된 재료로 다양하게 사용되어져 왔으며 특히 최근에는 흙재료가 보온 및 보습효과와 인체에 유익한 물질의 방출, 천연적인 미적 욕구 충족 등 우수한 건축재료로서의 특성을 보유하고 있어 쾌적한 환경과 자연적인 미관이 요구되는 환경친화형 전원주택, 황토방, 업소건축물 등에 다양하게 이용되고 있다. 또한 온도 및 습도 조절이 요구되는 농산물 저장시설, 축사 등의 바닥이나 벽체 재료로 활용된다면 상당한 에너지 절감효과도 기대할 수 있을 것으로 사료된다. 이러한 전통적 흙재료는 콘크리트재료에 비하여 시공이 다소 난이하고 강도가 현저하게 떨어지며 특히 건조수축에 의한 균열로 인하여 미관이 크게 손상될 수 있기 때문에 이러한 단점을 보완하기 위하여 오래전부터 짚이나 대나무 혹은 마와 같은 천연재료를 사용하여 보강해 왔으나 이는 시공성이 저하되고 인장강도를 증진시키는 데에 그 효과가 국한되어 왔다 이에 따라, 보강재로서 석회, 플라이애쉬 혹은 시멘트, 고분자 합성섬유 등이 이용될 수 있으며 이들 재료중 일부가 현장에 적용된 사례를 볼 수 있다. 그러나 이들 재료에 대하여 건축공학적 특성을 고려한 체계적인 연구는 절대적으로 부족한 실정이기 때문에 이들 보강재료의 혼합비, 보강 혼합토의 적정 시공조건 및 허용응력 등에 관한 이론적 근거의 부재로 혼합토의 배합설계 및 시공방법에 대한 지침서가 전무한 실정이며 건물 내부 실내환경의 쾌적성과 에너지 절약을 위해서 콘크리트 건물 벽체의 단열성능 시험과 단열재에 대한 연구가 수없이 이루어져 왔으나 흙을 이용하여 건물을 지을 경우 흙 벽체의 단열성능에 대한 연구 또한 국내에서는 거의 이루어지지 않은 실정이다. 이에 본 연구는 건축재료로 이용 가능한 흙재료에 시멘트를 보강재로 사용한 이른바 ‘시멘트 보강 혼합토’ 의 강도 특성과 아울러 열전도 특성을 토질 및 재료공학적 방법의 실험을 통해 연구하여 건축재료로서의 전통적 흙재료의 배합설계를 포함하는 설계기준 정립과 시공방법에 대한 이론적 근거와 기초자료를 제시하는데 그 목적이 있다"