단위수량 조절을 통한 아연슬래그 활용 층간소음 저감 바닥용 모르타르의 품질 최적화에 관한 연구

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확장요약문

공동주택 바닥충격음 기준 강화에 따라 바닥 모르타르의 밀도를 높여 중량충격음을 저감하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 아연슬래그는 아연 제련 부산물로 비중이 3.3~3.7ton/m3 수준이여서 일반 골재(2.6~2.7) 보다 높아 층간소음 저감용 중량 모르타르의 골재로 사용이 유리하다. 그러나 중량 모르타르는 단위수량에 따라 유동성, 재료분리, 강도 및 압송성이 민감하게 변한다. 본 연구에서는 단위수량(W/DM, 물-건조몰탈 질량비)을 16, 18, 20%로 조절하여 플로우(KS L 5111, 타격없음), 레올로지(Brookfield DV-3, Schieibinger Ebt-v), 재령별 압축강도(40*40*160mm)를 평가하여 품질을 확인하고 펌핑성능을 예측하였다.

W/DM이 16 %에서 20 %로 증가함에 따라 플로우는 180 mm에서 230 mm로 증가하였으나, 20 %를 초과하면 재료분리가 우려되었다. 레오미터(P-mode) 점도는 6.82 Pa·s에서 3.32 Pa·s로, 항복응력은 24.81 Pa에서 3.28 Pa로 감소하였고, 모든 배합에서 전단박화 거동을 보였다(Table 1). 재령 28일 압축강도는 ZnS-16이 41.44 MPa로 ZnS-20(30.14 MPa)보다 약 37 % 높았다(Fig. 1). 기존 연구의 점도 및 토크- 각속도와 펌핑성능 관계를 이용하여 유동성이 가장 낮은 ZnS-16을 예측한 결과, 토출량 20 m³/h에서 수평 50 m는 약 8 bar, 400 m는 약 75 bar가 필요하여 장비 상시 가용 범위(100 bar) 이내로 판단되었다.

이상에서 단위수량 증가에 따라 유동성과 강도는 상충 관계를 보였으며, 재료분리 한계와 강도·압송성을 함께 고려할 때 W/DM 18 % 내외가 바닥용 아연슬래그 모르타르의 품질 균형 측면에서 적정한 것으로 판단된다. 향후 바닥충격음 저감 성능 평가와 모사 펌핑 실험으로 검증할 예정이다.