에너지 효율적 건설을 위한 철광석 폐기물로부터 경량 발포 지오폴리머의 합성 및 특성 분석

단열은 건축 설계에서 핵심적인 고려사항으로, 에너지 효율성을 높이고 거주자의 쾌적성에 크게 기여합니다. 효과적인 해결책은 열 전달을 방지/억제하고 충분한 기계적 강도를 가지면서도 낮은 에너지 소비 및 지속 가능성을 지닌 재료를 사용하는 것입니다. 이러한 신흥 대안 중에서 발포 지오폴리머는 기존 단열재보다 일반적으로 열전도율 계수가 낮아 단열 적용에 상당한 가능성을 보여주고 있습니다. 본 연구는 철광석 폐기물을 중량 기준으로 10% 및 20%를 지오폴리머 매트릭스에 도입하는 것과 세 가지 발포제인 알루미늄 분말, 과산화수소, 과붕산나트륨을 사용한 발포 지오폴리머 제조라는 두 가지 주요 측면을 다룹니다. 철광석 폐기물은 메타카올린을 부분 대체하는 부가 첨가제로 사용되었으며, 지속 가능한 자원 활용을 촉진하는 것을 목표로 하였습니다. 이러한 재료의 성능과 실현 가능성을 평가하기 위해 압축 강도 분석, 열전도율 측정, 수은 침투 기공 분석 등의 일련의 시험이 수행되었습니다. 결과에 따르면 과붕산나트륨을 도입한 조성물이 0.211에서 0.110 W/m·K 범위 내에서 가장 낮은 열전도율 값을 달성했으나, 압축 강도는 1.5에서 5 MPa로 비교적 낮았습니다. 반면 알루미늄 분말로 발포한 지오폴리머는 0.296에서 0.391 W/m·K 범위의 높은 열전도율을 보였으나, 최대 13 MPa에 달하는 크게 향상된 압축 강도를 나타냈습니다. 기공 구조 분석 결과, 더 이질적인 기공 구조를 가진 시료가 단열 성능 면에서 우수한 경향을 보였습니다. 철광석 폐기물 첨가는 압축 강도와 같은 일부 특성을 향상시켰습니다. • 20중량% 철광석 폐기물 통합은 발포 지오폴리머의 기계적 특성을 향상시켰습니다; • 알루미늄 분말을 이용한 발포 지오폴리머는 최고 13 MPa의 우수한 강도를 제공하였습니다; • NaBO 3는 46%의 더 높은 기공률을 형성하여 열전도율을 0.110 W/m·K까지 감소시켰습니다; • 과산화수소 및 20중량% 철광석 폐기물을 포함한 지오폴리머는 단열을 위한 최상의 조성입니다.