Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute (한국건설순환자원학회논문집)

Korean Recycled Construction Resources Institute (한국건설순환자원학회)
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A Study on the Non-combustible Properties of High-density Fiber Cement Composites Mixed with Hemp Fibers

마 섬유 혼입에 따른 고밀도 섬유 시멘트 복합체의 불연 특성 연구

  • 장경필 (한국건설기술연구원 건축연구본부) ;
  • 송태협 (한국건설기술연구원 건축연구본부)
  • Received : 2022.09.15
  • Accepted : 2022.09.28
  • Published : 2022.09.30
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Abstract

The function of reinforcing fibers used in building materials is to maintain resistance to bending loads and to function for cracking caused by drying shrinkage. High-density fiber-cement composites are mainly used for linear plates and are used to increase bending resistance. Therefore, tensile properties, bonding strength with cement hydrate, alkali resistance, and the like are required. Recently, as the non-combustible performance has been strengthened, a function to minimize the occurrence of sparks during high-temperature heating has been added. Therefore, the use of organic fibers is limited. In this study, a study was conducted to replace polypropylene used as reinforcing fiber with hemp fiber with excellent heat resistance. Hemp fibers have excellent heat resistance, good affinity with cement, and excellent alkali resistance. Based on the total volume of polypropylene fibers used in the existing formulation, the non-combustible performance was compared and evaluated by using hemp fibers instead of the polypropylene fibers, and basic physical properties such as flexural strength were tested. As a result of conducting a non-combustibility and physical property test using hemp fibers with a fiber length of 7 mm using 2 % and 3 % by weight, it was found that there is no remaining time of the flame, and the flexural strength can be secured at 95 % level of the existing polypropylene fiber.

건축자재에서 사용되는 보강 섬유의 기능은 휨하중에 대한 저항력 유지, 건조 수축에 의한 균열 방지 기능 등을 목적으로 하고 있다. 고밀도 섬유 시멘트 복합체는 주로 선형의 판재에 사용되는 것으로 휨 저항력을 높이기 위하여 사용한다. 따라서, 인장성, 시멘트 수화물과의 결합력, 내알칼리성 등이 요구된다. 최근 불연성능 기준이 강화되어 고온 가열 시 불꽃 발생을 최소화해야 하는 기능이 추가되었다. 따라서 유기 섬유의 사용이 제한되고 있다. 본 연구에서는 보강 섬유로 사용하는 폴리프로필렌 섬유를 내열성이 우수한 마 섬유로 대체하여 사용하는 연구를 수행하였다. 마 섬유는 내열성이 우수하고 시멘트와의 친화력이 좋으며 알칼리 저항력 또한 우수하다. 기존의 배합에서 사용하는 폴리프로필렌 섬유의 부피 총량을 기준으로 마 섬유를 대체하여 사용하여 불연성능을 비교 평가하였으며, 휨강도 등 기본 물리적 특성 시험을 진행하였다. 길이 7 mm의 마 섬유를 질량비 2 %, 3 %를 사용하여 불연 및 물리적 특성 시험을 수행한 결과 불꽃의 잔존 시간은 전혀 없는 것으로 나타났으며, 휨강도는 기존 폴리프로필렌 섬유의 95 % 수준까지 확보가 가능한 것으로 확인되었다.

Keywords

Acknowledgement

본 연구는 한국건설기술연구원 "선진화 국가 수출 경쟁력 확보를 위한 압출성형 패널 내열성 향상 기술개발(과제번호 20220147-001)"에 의해 수행되었습니다.

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