수행평가(세특) 화학, 건축학과 진로 주제

 

목차 

• 세특 주제 요청 관련 
• 화학 관련 건축 연계 방법
• 심화 주제 추천
• 세특 목차 

 

세특 주제 요청 관련 

화학2와 연관이 있는 세특 주제를 기반으로 건축학과에 진로로 연계를 요청 주신 부분입니다. 화학2 목차 챕터1의 다양한 물질에 내용을 근간으로 화학 물질이 건축에 어떻게 활용되는지를 기반으로 주제를 접근해 보도록 하겠습니다. 

 

화학 관련 건축 연계 방법

건축물에는 다양한 물질이 활용이 됩니다. 특히 건축을 위한 철근부터 콘크리트 그리고 내장재, 단열재 등 다양한 물질과 화합물 복합재가 사용되고 있습니다. 특히나 최근 신기술로 개발되고 있는 신물질까지 고려한다면 화학 과목을 연계한 건축에 대한 주제는 무궁무진 할 수 있다고 할 수 있습니다. 이에 따라, 화학물질이 건축에 어떻게 적용이 되고 어떤 식으로 활용이 되고 있는지에 대해 심화 탐구를 가져간다면 무난하게 세특 보고서를 작성할 수 있을 것으로 보입니다. 이와 관련한 주제들이 어떤 것들이 있는지에 대해 살펴보도록 하겠습니다. 

 

심화 주제 추천 

 

건축과 관련된 신규 화학 물질 개발

 

친환경 소재 개발 지속 가능하고 친환경적인 소재: 환경에 미치는 영향을 줄이는 화학 물질 개발이 점점 더 강조되고 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 바이오 기반 소재: 화석 연료에 대한 의존도를 줄이기 위해 바이오 기반 수지 또는 천연 섬유와 같은 재생 가능한 소스에서 파생된 화학 물질.
• 저공해 제품: 휘발성 유기화합물(VOC) 및 기타 유해 배출물을 최소화하여 실내 공기질을 개선하는 화학 제제.
  녹색첨가제 : 재활용 원료나 폐부산물 등의 콘크리트용 친환경 혼화제 및 첨가제로 자원 소모와 폐기물 발생을 줄인

콘크리트 특성을 더욱 강화하기 위한 방안의 고성능 혼화제: 연구원들은 콘크리트 및 모르타르에 향상된 특성을 제공하는 고급 혼화제를 개발하기 위해 노력하고 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 자가 치유 콘크리트: 콘크리트의 균열을 자율적으로 수리할 수 있는 화학 물질을 포함하여 수명을 연장하고 유지 관리 필요성을 줄입니다.
• 고강도 고성능 콘크리트: 콘크리트의 기계적 성질, 내구성, 작업성을 향상시켜 보다 효율적인 시공과 오래 지속되는 구조물을 가능하게 하는 혼화제.
• 자기다짐 콘크리트 : 콘크리트의 유동성과 시공성을 향상시켜 진동의 필요성을 감소시키고 시공 생산성을 향상시키는 화학물질.

코팅 및 표면 처리에 관련 한 부분으로 건물 표면에 향상된 보호 및 성능을 제공하는 새로운 화학 물질에 대한 지속적인 발견을 연구하고 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 자가 세척 코팅: 먼지, 오염 물질 및 생물학적 성장을 방지하는 코팅으로 표면을 더 오랫동안 깨끗하게 유지하고 유지 관리 요구 사항을 줄입니다.

낙서 방지 코팅: 낙서가 표면에 달라붙는 것을 방지하고 쉽게 제거할 수 있도록 보호 장벽을 만드는 화학 물질.
광촉매 코팅: 빛 에너지를 사용하여 오염 물질 분해 또는 표면 자체 청소와 같은 화학 반응을 촉진하는 코팅.

친환경 에너지 절감을 위한 방안을 위한 연구로 건축에서 에너지 효율에 기여하는 화학 물질의 개발은 중요한 초점입니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 단열재: 에너지 소비를 줄이고 건물의 안락함을 향상시키기 위해 내열성이 향상된 고급 단열 화학 물질.
  상변화 물질: 열 에너지를 흡수하고 방출하여 온도를 조절하여 건물의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 화학 물질.
• 스마트 코팅: 열 획득을 줄이기 위해 햇빛을 반사하거나 추운 기간 동안 열을 가두는 것과 같은 환경 조건에 적응할 수 있는 코팅입니다.

 

건축과 관련된 다양한 목적을 위해 건설에 사용되는 다양한 유형의 건축 자재 화학 물질

• 혼화제: 혼화제는 특정 특성을 향상시키기 위해 콘크리트나 모르타르에 첨가되는 화학 물질입니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
  - 감수제: 원하는 콘크리트 농도에 필요한 물의 양을 줄입니다.
  - 가속기: 콘크리트의 경화 및 경화 시간을 가속화합니다.
  - 지연제: 콘크리트의 양생 및 경화 시간을 늦춥니다.
  - 공기연행제 : 미세한 기포를 도입하여 콘크리트의 작업성 및 동결융해 저항성을 높인다.
• 실란트 및 방수제: 이 화학 물질은 수분 침투를 방지하고 습기로 인한 손상으로부터 보호하는 데 사용됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
  - 실리콘계 : 이음새 및 틈새를 메워 수분 침투를 방지하는 용도로 사용.
  - 폴리우레탄 실란트: 물에 대해 유연하고 내구성 있는 밀봉을 제공합니다.
  - 방수 막: 방수 장벽을 만들기 위해 표면에 적용됩니다.
• 접착제: 접착제는 다양한 건축 자재를 함께 접착하는 데 사용됩니다. 일반적인 유형은 다음과 같습니다.
  - 에폭시 접착제: 다양한 재료에 강력한 접착력을 제공합니다.폴리우레탄 접착제: 목재, 플라스틱 및 기타 재료를 접착하는 데 사용됩니다.
  - 건축용 접착제: 건축 분야의 범용 접착용으로 설계되었습니다.
• 코팅 및 마감: 이 화학 물질은 외관을 개선하고 환경 요인으로부터 보호하거나 내구성을 향상시키기 위해 표면에 적용됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
  - 페인트: 내부 및 외부 표면에 색상, 미학 및 보호 기능을 제공합니다.
  - 바니시: 목재의 투명하고 보호적인 마감에 사용됩니다.
  - Anti-corrosion coatings: 녹과 부식을 방지하기 위해 금속 표면에 적용됩니다.
• 단열재: 에너지 효율 및 제어 온도를 개선하기 위해 단열재에 사용되는 화학 물질은 다음과 같습니다.
  - 폴리우레탄 폼: 벽, 지붕 ​​및 기타 건물 구성 요소를 단열하는 데 사용됩니다.
  - 미네랄 울: 단열 및 방음 특성을 제공합니다.
  - 발포 폴리스티렌(EPS): 경량 단열재.
• 내화성 재료: 이 화학 물질은 건축 자재의 내화성을 향상시키는 데 사용됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
  - 난연성 코팅: 화염 확산을 지연시키기 위해 표면에 적용됩니다.
  - 팽창성 코팅: 열에 노출되면 팽창하여 단열 장벽을 형성합니다.
  - 내화석고보드 : 화재확산 방지를 위해 벽체 및 천정에 사용.
• 청소 및 유지 관리 화학 물질: 이 화학 물질은 건축 자재의 청소, 유지 관리 및 복원에 사용됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
  - 콘크리트 세척제: 콘크리트 표면에서 얼룩, 먼지 및 부스러기를 제거합니다.
  - 녹 제거제: 금속 표면의 녹 얼룩을 제거하는 데 사용됩니다.
  - 스톤 실러: 자연석 표면에 적용하여 외관을 보호하고 향상시킵니다
  
  
  

세특 목차 

• 본 주제를 선정하게 된 배경 설명 
• 화학의 물질에 대한 교과 내용 설명
• 친환경, 새로운 신기술 건축 자재에 대한 심화 탐구 
• 결론 및 본인의 진로 연계