현장파쇄 순환골재의 동상방지층 및 빈배합 콘크리트층에 대한 적용성 평가

김진철(Kim, Jin-Cheol),김홍삼(Kim, Hong-Sam) 한국건설순환자원학회 2005 한국건설순환자원학회지 Vol.1 No.1

고속도로 건설 및 유지관리 과정에서 발생되는 폐콘크리트의 재활용을 위하여 현장파쇄에 의한 순환골재의 생산 및 도로용 재료의 시방기준 준수여부를 평가하여 최적의 파쇄방법을 선정하였으며, 최적 파쇄방법에 의해 생산된 순환골재를 이용한 시험시공을 실시하였다. 현장파쇄 순환골재의 입도시험결과 임팩트 크러셔 또는 죠, 콘크러셔 조합형이 소요입도에 적합한 순환골재를 생산할 수 있었다. 생산된 순환골재를 동상방지층에 적용할 경우 함수비 변동에 의한 건조밀도 변화가 작으므로 천연골재에 비하여 관리가 쉬운 장점이 있었으며, 빈배합콘크리트 기층의 경우 재령 7일 압축강도는 순환골재의 종류에 관계없이 10MPa를 상회하므로 현장적용에는 큰 문제가 없음을 알 수 있었다. 시험시공 적용 결과 동상방지층의 경우 순환 굵은골재, 스크리닝스 및 모래를 소요입도로 혼합하였을 때 양호한 지지력을 나타내었으며, 순환골재 빈배합 콘크리트의 강도는 천연쇄석에 비하여 71~85% 강도를 나타내었으나 배합강도 5.8MPa를 크게 상회하였으므로 현장적용에는 문제없음을 확인하였다. In other to recycle the waste concrete produced in stiu on the construction and management in highway, the recycled aggregates were experimentally examined in a practical application for anti-freezing layer and lean concrete base course. From the results, the mobile impact crusher and the eccentric-mounted cone and jaw were superior to the others for the graded aggregates. In the case of anti-freezing layer, the recycled one was easily controlled since the dry densities, contrary to natural one, were not largely changed with the moisture contents. It was found that the 7days compressive strengths of lean concrete were above the 10MPa regardless of the crushing types. From the result of testing the bearing capacity of anti-freezing layer, it was found that when the recycled aggregates mixed with natural sand would be within the required gradations, the layer meets the requirements of limitation and the percentage to passing 2-20mm sieve increased by 5~13% because the flimsy mortars on aggregate were re-crushed by vibrated-roller compactor. Although the compressive strength of lean concrete was 71~85% of the natural coarse aggregate, the recycled aggregates are applicable to the lean concrete because they largely exceeded the required strength, 5.8MPa.

섬유보강 순환잔골재 콘크리트의 공학적 특성 및 수축균열저감특성에 관한 실험적 연구

김규용,남정수,김무한,이도헌,송하영,Kim, Gyu-Yong,Nam, Jeong-Soo,Kim, Moo-Han,Lee, Do-Heun,Song, Ha-Young 한국건설순환자원학회 2009 한국건설순환자원학회지 Vol.4 No.3

최근 국내에서는 건설생산현장에서 순환골재 및 이를 활용한 순환골재 콘크리트의 사용을 적극적으로 도모하기 위하여 순환골재 콘크리트의 제조기술에 관한 다양한 연구개발이 활발하게 이루어지고 있으나 순환굵은 골재에 비하여 순환잔골재에 관한 적용 및 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 순환잔골재를 사용한 환경부하저감형 콘크리트의 공학적 성능 및 수축균열저감 성능 향상을 위한 섬유보강 순환잔골재 콘크리트의 공학적 특성 및 수축균열특성에 관하여 실험 실증적으로 비교 검토함으로써 향후 환경부하 저감형 섬유보강 순환잔골재 콘크리트의 개발을 위한 기초자료를 제시하고자 한다. 그 결과, 천연잔골재에 비해 순환잔골재의 사용으로 콘크리트의 균열면적이 증가하였으며, W/C비가 증가할수록 균열면적도 증가하는 것으로 나타났다. 또한 섬유종류중 PVA 및 Nylon섬유를 혼입한 시험체의 균열면적이 가장 적은 것으로 나타났으며, 섬유혼입율이 증가할수록 균열면적이 감소하는 것으로 나타나 섬유혼입에 의한 균열저감성능을 확인할 수 있었다. Recently, the study is progressing actively about manufacture skill of concrete for promoted recycled aggregate and concrete made into recycled aggregate in the construction production field. But, application and study about recycled fine aggregate insufficient compared to recycled coarse aggregate. So, in this study, it presents basic data for development of environmental load reduction fiber reinforcement recycled fine aggregate concrete by comparison and investigation about engineering properties and shrinkage cracking of fiber reinforcement recycled find aggregate concrete for increasing shrinkage cracking reduction and long term stability of environmental load reduction concrete used recycled fine aggregate. In the result of the study, compared to natural fine aggregate, a crack-extent increased by applying recycled fine aggregate, moreover, as a water cement ratio increased, the crack size increased, as well. In addition, it's shown that the specimen mixed with PVA and Nylon, among all kinds of fibers, showed the smallest crack size, so it's verified that the mix of fiber had an effect on decreasing crack-extent.

측정방법 및 시간경과에 따른 순환골재의 pH 특성에 관한 연구

송태협,이종찬,이세현,Song, Tae-Hyeob,Lee, Jong-Chan,Lee, Sae-Hyun 한국건설순환자원학회 2011 한국건설순환자원학회지 Vol.6 No.3

시멘트의 강알칼리성 성분으로 인하여 파분쇄된 순환골재의 pH는 12이상을 발현한다. 이 시멘트의 강알카리성은 환경적으로 피해를 주게 된다. 순환골재의 강알카리성은 골재의 특성, 알카리 용출시간, 골재의 크기 등에 따라 다양하게 나타날 수 있다. 본 연구에서는 이러한 다양한 조건에 따른 순환골재의 pH 특성을 시험하기 위하여 습식 및 건식 생산공정에서 생산한 건식 및 습식 순환골재를 이용하여 폐기물공정 시험방법, 토양오염공정 시험방법, BS EN 1744-3에서 제시한 pH 시험방법에 따른 pH 특성, 순환골재의 용출시간에 따른 pH의 특성, 골재의 입도별 pH 특성을 분석하여 순환골재의 환경적 문제를 해결하는데 기여하고자 하였다. 시험결과에서는 순환골재는 입도가 작을수록 pH가 높은 것으로 나타났으며, 시간 경과에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 건식과 습식 순환골재의 pH 경향은 시간 경과에 따른 차이 외에 시험방법에 의한 차이는 없었다. pH 시험방법에 있어서 폐기물공정시험에 의한 순환골재 pH값이 가장 높게 나타나 pH 편차를 고려한 단일 pH 시험방법 제안이 요구된다. The pH of recycled aggregate is over 12 because of high alkalinity of cement. This high alkalinity give circumstance harmful effect. The high alkalinity of recycled aggregate can appear variously according to aggregate properties, elution time of alkalinity, aggregate size, and so on. This study analyzed recycled aggregate properties according to wet and dry type manufacture process; different test methods: waste official test, soil contamination official test, BS EN 1744-3 standard; elution time and different size to test effects of various condition. These test results can contribute to solving environmental problems by recycled aggregate. In the test results, pH of recycled aggregate was as higher as smaller particle size and as time elapsed. There was no difference between dry and wet type recycled aggregate except for difference according to elapsed time. Waste official test method got the highest pH value between pH test methods. So unified pH test method need to test recycled aggregate pH.

분별해체 현장조사에 의한 건설폐기물 발생량 및 공정 분석

이종찬,송태협,Lee, Jong-Chan,Song, Tae-Hyeob 한국건설순환자원학회 2009 한국건설순환자원학회지 Vol.4 No.1

This CW(Construction wastes) are increasing as construction industry is growing, so many countries make efforts to recycle CW. Korea also made a stipulation for recycling CW. But the main content of this stipulation is for using recycled aggregates. Advanced countries try to increase reuse rate of not only recycled aggregate but also other kinds of wastes. So they are adopting SDM(separating dismantlement) method and we are also planning to make the system for SDM. This study is about SDM analysis through construction field investigation and difference analysis between SDM and UDM comparing predictive amount by UDM with real generated amount by SDM. First, the generated amount of construction wastes by SDM is more than estimated amount by UDM, and mixed waste was specially reduced more than UDM. The warehouse is easier than the office building to applicate SDM. But still there is no manual for SDM in the site, so establishment of SDM is demanded. 건설폐기물은 건설산업이 증가할수록 그 발생량이 증가하고 있다. 따라서 많은 국가에서는 건설폐기물 발생량을 감소시키기 위한 노력을 하고 있다. 한국에서도 건설폐기물의 재활용을 위하여 건설폐기물 재활용 촉진에 관한 법률을 제정하여 재활용에 노력하고 있으나, 이 규정에서는 순환골재의 재활용이 주가 되고 있다. 선진국가에서는 순환골재 이외의 건설폐기물의 재활용을 위하여 건축물 해체시 분별해체공사를 적용함으로써 재활용율을 높이고 있다. 국내에서도 분별해체에 대한 적용을 제도화하려는 과정에 있다. 이에 본 연구는 건축물 분별해체에 대한 중요성이 부각되는 차원에서 분별해체공사 건축물의 현장조사를 통하여 분별해체공정을 분석하고, 건설폐기물의 발생량에 있어서 일반해체시 발생예측량과 실제 분별해체시 발생량을 비교하여 그 차이점을 분석하였다. 먼저 건설폐기물 발생량은 일반해체방법에 의한 발생예측량과 실제 분별해체에 따른 발생량을 조사 비교하였을 때 분별해체 발생량이 더 많게 나타났으며, 특히 혼합건설폐기물량이 일반해체방법에 의한 발생예측량보다 현저하게 감소하였다. 분별해체공정은 창고시설이 사무소빌딩보다 분별해체가 용이하였으나 아직 공법 정립의 미비로 현장의 임기응변식 해체공사가 이루어지고 있어 분별해체 공법의 정립이 요구되었다.

순환골재 콘크리트 박스 구조의 거동

변근주,송하원,김호진,남진원,김기환,Byun, Keun-Joo,Song, Ha-Won,Kim, Ho-Jin,Nam, Jin-Won,Kim, Ki-Hwan 한국건설순환자원학회 2006 한국건설순환자원학회지 Vol.2 No.1

본 연구에서는 순환골재 콘크리트를 구조용으로 활용하기 위한 목적의 일환으로, 품질관리가 용이한 공장제품의 하나인 프리캐스트 콘크리트 박스구조에 순환골재 콘크리트를 적용할 수 있는가를 평가하였다. 이를 위하여 순환 굵은골재만을 0, 30% 치환한 실물크기의 프리캐스트 콘크리트 박스를 각각 제작하여, 외압강도시험, 전단 파괴시험 및 수밀성 시험을 수행하였다. 시험결과 순환골재 콘크리트의 압축강도는 보통 콘크리트의 96% 이상을 확보한 것으로 나타났으며, 외압강도 및 전단 파괴시험 결과에서도 보통 콘크리트를 사용한 박스와 비교하여 약 95% 이상의 성능을 발휘하는 것으로 평가되었다. 특히 수밀성 시험에서는 누수기준수압인 60kPa을 만족하는 한편 보통 콘크리트보다 수밀성이 우수한 것으로 평가되었다. 이러한 시험결과에 근거하여 순환 굵은골재를 30%로 치환하여 프리캐스트 콘크리트 박스 구조에 순환골재 콘크리트를 적용하는 것은 무리가 없을 것으로 판단된다. 또한, 시험결과 예측 및 구조거동 예측을 위하여 3차원 비선형 유한요소해석을 실시하였으며, 유한요소해석결과와 시험결과를 비교한 결과, 순환골재 콘크리트의 치환여부에 관계없이 모든 경우에서 해석결과보다 우수한 구조성능을 확보한 것으로 시험분석되었다. 이러한 비교분석을 통하여 해석과 시험결과에 대한 타당성을 입증하였으며, 특히 적절한 배합을 적용한 순환골재 콘크리트 구조의 경우 일반적인 콘크리트의 해석 기법을 적용하여 신뢰성 있는 거동예측이 가능하다는 것을 추가로 확인하였다. In order to use a recycled aggregate concrete for precast concrete box structures, the structural behaviors should be analytically and experimentally evaluated. In this study, full-scale precast concrete box structures are manufactured using the recycled aggregate (30% replacement) and natural aggregate. Then, the flexural failure test and shear failure test as well as water leakage lest for the structures arc carried out. First of all, test results of compressive strength show that recycled aggregate concrete is only 4% lower than normal concrete. In the flexural and shear failure test, the structural performances of precast box using the recycled aggregate concrete are 95% of the capacities of normal precast concrete box or more. Especially, the water leakage test shows that leakage pressure of recycled concrete box is more than the critical value, 60kPa, as well as 9% higher than normal precast concrete box. These test results are analyzed and compared with results of finite clement analysis. The comparison shows that test results are more excellent than analytical results. Also, the comparison confirms the applicability of recycled aggregate concrete for the use as practical precast concrete box structure.

무기계 건설폐기물을 이용한 재생시멘트 배합설계에 관한 이론적 제안

김지훈(Ji-Hoon Kim),태성호(Sung-Ho Tae),송훈(Hun Song),신현욱(Hyeon-Uk Shin) 한국건설순환자원학회 2016 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.4 No.3

오늘날 시멘트 산업은 시멘트 제조시 발생되는 이산화탄소(CO2)의 배출량을 줄이기 위해 각종 산업부산물을 연료의 대체재로 사용하거나 건설폐기물을 재활용한 콘크리트 제 2차 제품을 개발하는 등 환경부하 저감 산업으로 변모하기 위해 노력하고 있다. 이에 본 연구에서는 국내 발생되는 건설폐기물의 종류와 발생추이를 고찰함과 건설폐기물을 활용한 재생시멘트 개발에 관련된 선행연구를 분석함으로서 재활용 가능한 무기계 건설폐기물에 선정하고 수집하여 분석하였다. 수집된 무기계 건설폐기물의각 화학성분은 XRF장비를 이용하여 분석하였으며, 국내 시판되는 시멘트의 화학성분을 기준으로 무기계 건설폐기물을 조합하여 보그(Bogue)식을 활용한 소성이후 생성되는 클링커(clinker)의 광물성분을 예측 분석하였다. 그 결과, 폐석고보드와 폐천장재가 다량의 산화칼슘(CaO)을 함유하고 있어 시멘트 제조시 중요하게 사용되는 석회석의 대체재로서 활용 가능한 것을 확인하였으며, 이러한 무기계 건설폐기물을 적절히 조합한다면 1종 이외에 다양한 포틀랜드 시멘트 개발도 가능할 것으로 사료된다. 본 연구는 실험적 연구에 앞서 이론적 배합에 관한 연구로 무기계 건설폐기물을 이용한 환경부하 저감형 재생시멘트 개발의 가능여부를 분석하고자 하였다. Until now, the construction material industry has been recognized as a typical environmental destruction industry. However, recently, in order to reduce CO₂ emission, the main cause of environmental problems, lots of studies have been done about recycling industrial by-products and construction wastes. Therefore, the purpose of this study is to confirm whether it is possible to use as an alternative material in cement production process as a part of the development of recycled cement using an inorganic construction waste. For this study, the inorganic construction wastes was collected and analyzed each chemical component by XRF(X-ray Fluorescene). Also, the inorganic construction wastes were combined based on the chemical component of the cement, to perform this analysis. As a result, when the inorganic construction wastes was properly combined, it is possible to consider the development of the recycled cement used the inorganic construction wastes.

구조체 콘크리트용 순화골재의 이물질 함유량 시험방법 개발

이도헌(Lee, Do-Heun),전명훈(Jun, Myoung-Hoon),정재동(Jaung, Jae-Dong) 한국건설순환자원학회 2005 한국건설순환자원학회지 Vol.1 No.1

건설폐기물 발생량이 급증함에 따라, 폐콘크피트를 파쇄가공한 순환골재를 구조체 콘크리트용으로 사용할 필요성이 증대하고 있다. 그러나 순환골재에는 콘크리트의 물리적 특성에 악영향을 미치는 각종 이물질이 포함되어 있어, 사전에 이물질 함유량을 적절히 판단하기 위한 시험방법이 요구된다. 본 연구에서는 순환잔골재와 순환굵은골재에 포함되어 있는 각종 이물질 함유량을 육안관찰에 의하여 선별하기 위한 시험방법을 개발하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 현행 KS F 2576(재생골재의 이물질 함유량 시험방법)은 시험대상 순환골재의 종류, 용어의 정의, 시료량, 시험방법 등의 전반적인 개정이 필요하다. 2. 순환골재에 포함된 이물질은 시료의 입경이 1.2mm 이상이면 육안선별이 가능하며, 입경이 클수록 측정 소요시간이 크게 단축된다. 3. 육안선별 방법에 의한 이물질 함유량 시험을 위하여 순환잔골재는 입경 2.5~5mm의 시료 30g, 순환굵은골재는 입경 5mm 이상의 시료 1kg을 대상으로 하면 시험의 용이성 및 정밀도 확보가 가능하다. A recycled aggregate contains impurities that affect negative effects on physical properties of concrete. Therefore, a test method for examining impurities content in recycled aggregate is necessary before use of recycled aggregate. In this study, the test method by visual examination for separating impurities in recycled fine and coarse aggregates was developed. The results of the test are as follow: 1. The current KS F 2576 was necessary for comprehensive revision including types of tested recycled aggregate, definition of terminology, quantity of sample, and test method. 2. Visual examination is appropriate for larger than impurity panicle size of 1.2mm, and the larger panicle size the shorter time was required. 3. For the impurity content test by visual examination, the easiness and accuracy of the test can be obtained from the condition of sample weight of 30 grams with particle size of 2.5mm to 5mm for recycled fine aggregate and the condition of sample weight of 1 kilogram with panicle size of larger than 5mm for recycled coarse aggregate.

순환골재의 오염물질 발생 가능성에 관한 실험적 평가

박정호,성진욱,박제철,Park, Jeong-Ho,Seong, Jin-Uk,Park, Je-Chul 한국건설순환자원학회 2013 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.1 No.1

본 연구는 순환골재에서 발생하는 오염물질의 특성과 오염 가능성을 평가하기 위해 생산제품 순환골재(RA-1)와 현장 순환골재(RA-2)의 용출시험을 실시하였다. 순환골재의 pH, Conductivity, 중금속 함량은 RA-2 보다 RA-1이 높게 나타났다. 용출시험결과, 순환골재로부터 용출되는 오염물질은 입경이 작을수록 높게 나타났다. 순환골재의 pH는 9.0~12.3으로 강알칼리성으로 나타났고, Conductivity는 10mm 이하에서 높게 나타났다. 중금속은 KSLT의 용출기준을 만족하였고, 순환골재로부터 약 10% 이하로 용출되었다. 순환골재의 수질 오염 가능성을 평가한 결과, 오염 가능성이 매우 높은 항목에는 pH, 오염 가능성이 낮은 항목에는 Conductivity, Turbidity, 오염 가능성이 매우 낮은 항목에는 중금속으로 나타났다. This study was on leaching test(KSLT, TCLP) of the aggregate for the products(RA-1) and for the site(RA-2) to evaluate the characteristics of contaminants and the possibility of contamination arising from the aggregate. On the basis pH, conductivity and heavy metal contents in the aggregate, RA-1 indicated higher than RA-2. As a result of the leaching test, the pollutants were eluted from the aggregate increased as the particle size of the aggregate was smaller. The pH in the aggregate had a strong alkali by a pH value of 9.0~12.3, the conductivity was higher in less than 10mm RA-1 due to the leaching of dissolved inorganic ions. The heavy metals satisfied the leaching standards of KSLT and less 10% was eluted from the aggregate. As a result of evaluating water pollution possibility of the aggregate, the pH displayed in items with a very high possibility of contamination, conductivity and turbidity did in item with a low possibility of contamination and on the other hand the heavy metals did in item with a very low possibility of contamination.

원자력발전소 모의 콘크리트로부터 생산된 순환 굵은 골재 활용 콘크리트 역학적 특성

이성철,신경준,김창락 한국건설순환자원학회 2020 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.8 No.2

순환 골재 활용에 대한 연구가 국내에서도 비교적 많이 이루어져 왔으나, 대부분 순환 골재의 출처가 명확하지 않아, 국내원자력 발전소와 같이 출처가 분명한 순환 골재를 재활용하는데 직접적으로 연구 결과를 적용하기에는 많은 불확실성이존재한다. 따라서, 이 연구에서는 국내 원자력발전소 해체 시 발생하는 콘크리트 폐기물로부터 순환 굵은 골재를 생산 및재활용할 수 있는 가능성에 대해 분석하기 위해, 국내 원자력발전소 모의 콘크리트를 제작 후 순환 굵은 골재를 생산하였다. 생산된 순환 굵은 골재를 활용하여 순환 굵은 골재 혼입률을 고려한 콘크리트를 배합하고, 역학적 특성을 실험적으로 분석하였다. 실험 결과 순환 굵은 골재 혼입률이 증가할수록 콘크리트 압축강도, 인장강도, 탄성계수 모두 전반적으로 감소하는 것으로나타났으며, 순환 굵은 골재만을 사용한 경우 일반 콘크리트 대비 각각 최대 36, 37, 27% 정도로 감소하는 것으로 나타났다. 따라서, 향후 원자력발전소 해체로부터 생산된 순환 굵은 골재를 활용할 경우 혼입률에 대한 제한이 필요할 것으로 판단된다.

천연골재 콘크리트와 순환골재 콘크리트 접합면의 전단강도

문훈(Hoon Moon),최익제(Ik-Je Choi),김지현(Ji-Hyun Kim),정철우(Chul-Woo Chung),김영찬(Young-Chan Kim) 한국건설순환자원학회 2020 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.8 No.1

건설자원의 고갈과 콘크리트 폐기물의 증가에 따라 콘크리트 재활용은 선택적 사항이라기보다는 필수적 사항으로 되어 가고 있다. 콘크리트 재활용에 대한 연구는 오래 동안 다양한 관점에서 수행되어 왔다. 그러나 여러 나라의 기준이나 권고사항을 보면 순환골재 콘크리트의 적용에는 순환골재의 비율이나 순환잔골재의 사용금지 등과 같은 많은 제한사항이 있다. 본 연구에서는 구조부재에서 천연골재 콘크리트와 순환골재 콘크리트를 분리타설하는 방법에 대한 적절성을 알아보고자 하였다. 순환골재콘크리트의 제작 시 굵은골재의 치환비율은 50, 100%로 하였고 두 콘크리트의 접합면에는 교섭을 도입하였다. 순환골재 콘크리트를 제작하는 과정에서 순환골재를 처리하거나 혼화재를 첨가하지 않았다. 두 콘크리트 접합면의 전단강도를 평가하기 위해 등분포하중으로 재하한 2면전단 시험법을 채택하였다. 실험결과에 따르면 골재치환율이 큰 시험체가 전단강도 대 압축강도 비가 크게 나왔는데 이는 굵은골재의 크기와 전단절단면의 조도에 기인한 것으로 보인다. 여러 가지 변수들의 영향을 알아보기 위한 후속연구가 필요하며 그와 같은 연구 활동을 진행 중이다. Concrete recycling is becoming mandatory rather selective due to depletion of constructional materials and increase of concrete waste. Studies on recycling concrete are conducted in various point of view for long time. However, standard or guideline of many countries for the application of recycled aggregate concrete(RAC) has restrictions such as low replacement rate of coarse aggregate and no fine aggregate allowed due to inferior material properties of recycled aggregate. This study intends to figure out the feasibility of casting natural aggregate concrete(NAC) and RAC separately in a structural member. In making RAC, replacement rate of coarse aggregate was 50, 100% in RAC and treatment of interface of two concretes is introduced. RAC treatment of recycled aggregate or inclusion of additives was not done as it can increase embodied energy of concrete work. Double-shear test with uniformly distributed loading was adopted to evaluate shear strength at the interface of two concretes. After curing it was hard to distinguish interface of two concretes. Experimental result revealed that specimen with higher replacement rate showed higher shear-to-compressive strength ratio, which is possibly attributed to coarse aggregate size and roughness of sheared section. Further study on the effect of various parameters is required and subsequent research activity is on-going.