| 초록 |
팽창 퍼라이트는 경량성 및 단열성이 뛰어난 재료로서 건축 재료로서 다양하게 사용되고 있다. 이러한 용도 중 정밀한 크기와 기계적 강도를 요구하는 분야 또한 증가하는 추세이다. 그러나 퍼라이트의 팽창 거동에 관한 연구는 매우 미비하여 팽창 정도를 예측하고 제어하는 것은 거의 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 퍼라이트의 팽창 거동을 수치 해석함으로써 퍼라이트의 팽창 공정을 개선하여 정밀하게 팽창 거동을 제어할 수 있도록 그 기반을 마련하는데 그 목적이 있다. 일정량의 결합수를 함유한 용암석 중 하나인 퍼라이트는 원석에 포함된 2-6%의 결합수로 인하여 팽창하게 된다. 이때의 과정은 800-1100℃의 연화점으로 열을 주면 결합수가 재결합하여 수분을 형성하고 형성된 수분이 급속히 증기화하여 증기화된 수분이 연화된 퍼라이트를 팽창시키는 것으로 알려져 있다. 이때 팽창되면서 폼 구조를 가지게 되면 이로 인하여 밀도와 열전도도의 감소가 수반된다. 본 연구에서는 용융 퍼라이트 내에서 수증기의 확산에 대한 수학적 모델을 이용하여 용융 퍼라이트에서 이미 존재하는 버블 내로 증기가 확산되어 압력이 변화하고 팽창되는 과정을 모사하였다. |
