경량기포 콘크리트(Autoclaved aerated(Light weight) concrete)

정의

다른 명칭으로는 오토클레이브 셀룰러 콘크리트(ACC), 오토클러브 경량 콘크리트(ALC), 오토클레이브 콘크리트 등이 있다. 일반적인 콘크리트와 달리 굵은골재를 사용하지 않으며 일정량의 시멘트와 물을 혼합한 슬러지에 기포제를 섞어 다공성의 구조가 된 상태에서 양생시킨 콘크리트로 미세한 독립기포가 제품 내부에 형성되어 가볍고, 단열성, 방음성 등이 우수한 기포 콘크리트이다.

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역사

경량기포 콘크리트는 스웨덴의 건축가 겸 발명가인 요한 액셀 에릭슨(Johan Axel Eriksson) 박사가 1920년대 중반에 영국공과대학의 헨리크 크뢰거(Henrik Kreüger) 교수와 함께 일하면서 발명되었고, 1924년에 특허 등록이 되었으며, 1929년에 스웨덴에서 생산이 시작되었다

이 제품은 알룸 셰일로 생산되었는데, 본 광물질은 소량의 천연 우라늄을 포함하고 있어 이 물질은 방사성 라돈가스를 방출되기 때문에, 1972년 스웨덴 방사선안전청은 방사선을 방출하는 건설자재의 부적합성을 지적하였고, 1975년 Y통 생산에 알룸 슬레이트 사용이 중단되었다. Quartz sand, 석회질, 시멘트, 물, 알루미늄 가루 등을 포함한 새로운 형태의 경량기포 콘크리트가 생산되게 되었다.

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특징

AAC(ALC)는 단열 성능이 매우 우수한 콘크리트 기반 재료다. 또한, 절단 및 가공 등이 용이하여 건설에 빠른 적용이 가능하다.

AAC는 고층 건물과 고온 변형이 있는 건물에 적합하다. 그것의 낮은 밀도로 인해, AAC를 사용하여 건설된 고층 건물들은 구조 부재를 위한 강철과 콘크리트를 덜 필요로 한다. 이음매의 수가 적어 AAC 블록을 쌓는데 필요한 모르타르의 양이 줄어든다. 마찬가지로, 렌더링에 필요한 재료도 AAC의 치수 정확도로 인해 더 낮다. AAC의 열효율이 높아져 고온이 심한 지역에 사용하기에 적합하며, 이는 시공 및 단열재를 위한 별도의 재료의 필요성을 제거하여 시공이 간단하고 비용이 절감되기 때문이다.

AAC 재료는 요소로부터 보호하기 위해 stucco 또는 plaster compound로 코팅하거나 벽돌이나 비닐과 같은 측면 재료로 덮을 수 있다.

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제조

대부분의 다른 콘크리트 용도와는 달리, AAC는 모래보다 큰 골재를 사용하지 않고 생산된다. Quartz Sand, 석회질재료, 시멘트 등이 재료로 사용되며, 제조사 기포제 및 기타 혼화제가 혼합되며, 소량의 알루미늄 분말이 사용되기도 한다. 인도나 중국과 같은 일부 국가에서는 석탄 화력 발전소에서 발생하여 규산염 함량이 50-65%인 플라이애쉬가 사용되기도 한다.

AAC를 혼합하여 형태에 주조할 때, 알루미늄 분말은 수산화칼슘과 물과 반응하여 수소를 형성한다. 수소 가스는 직경 3mm(1⁄8인치)까지 가스 거품을 일으키며 혼합물의 부피를 2배로 늘려준다. 포밍 과정이 끝나면 수소는 대기 중으로 빠져나와 공기로 대체된다.

재료에서 형태를 제거하면 고체지만 여전히 부드럽다. 그런 다음 블록이나 패널로 절단하고 12시간 동안 오토클레이브 챔버에 보관한다. 이 증기압강화 과정에서 온도가 190°C(374° 화씨)에 이르고 압력이 8~12bar에 이르면 Quartz Sand는 수산화칼슘과 반응하여 규산칼슘을 형성하는데, 이것은 AAC의 높은 강도를 형성하게 하며, AAC 블록의 부피의 최대 80%에 해당하는 기포가 형성되게 한다. 위의 과정에서 경량기포 콘크리트에는 토버모라이트(tobermorite)라는 calcium silicate hydrate 형태의 물질이 생성된다.

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장점

AAC는 70년 이상 생산되어 왔으며, 다른 시멘트 건설 재료에 비해 다음과 같은 장점들이 있다.

- 열효율이 개선되어 건물의 냉난방 부하를 감소시킨다.

- 다공성의 구조는 뛰어난 내화성을 제공한다.

- 방음성이 우수하다.

- 작업성이 좋아 정확한 절삭이 가능하여 사용 중 고체 폐기물의 발생을 최소화하며, 이는 원자재의 처리에서부터 폐기물의 처리에 이르기까지 수명 주기의 모든 단계에서 환경에 미치는 영향을 감소시킬 수 있다(기존 콘크리트보다 고형 폐기물을 최소 30 % 적게 배출하며, 온실가스 배출량의 50 %가 감소한다.).

- 가볍기 때문에 운송, 노동 비용에서 비용과 에너지를 절약할수 있으며, 지진이 발생하더라도, 피해가 줄을 수 있다.

- 우수한 조습재료로 건물 내부의 습도조절에 긍정적인 효과를 가지고 있다.