녹화공법 적용을 위한 포러스 폴리머 콘크리트의 개발 및 식생 블록 내 생장 특성

성찬용 ( Chan-yong Sung ),김영익 ( Young-ik Kim ),김태호 ( Tae-ho Kim ),이승훈 ( Seong-hoon Lee ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

건설기술의 비약적인 발전으로 구조물의 대형화 및 고층화 등 사용환경이 점차 확대됨에 따라 새로운 건설재료에 대한 인식이 대두되면서 강도 뿐만 아니라 내마모성, 내충격성, 내약품성 및 내동결융해성 등과 같은 내구성이 매우 우수한 고분자 재료인 폴리머를 활용한 폴리머 콘크리트에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 또한, 최근에는 콘크리트를 환경친화적인 재료로 개발하는 연구가 확대되고 있으며, 그 대표적인 예로서 환경보존 및 생태계와의 조화를 도모한다는 의미에서 환경친화적인 콘크리트에 대한 연구가 계속적으로 수행되고 있으며, 다공성 콘크리트의 공극을 활용하여 식생을 적용한 식생콘크리트는 자연친화적이면서 동·식물의 서식처 제공 등의 생태 및 환경보호가 가능하여 하천 호안 및 사면 등의 녹화 공법에 활용되어지고 있다. 따라서 본 연구는 결합력이 높은 불포화폴리에스터 수지와 쇄석을 활용한 포러스 폴리머 콘크리트 및 포러스 폴리머 블록 내 식생 적용을 통한 식생 폴리머 블록을 개발하여 하천의 호안 및 사면의 녹화 공법에 활용하기 위한 것으로서, 포러스 폴리머 콘크리트의 공극률 및 압축강도와 다공성 폴리머 블록에 한지형 잔디 및 초본식물의 식재를 통한 식생 폴리머 블록 내에서의 식물의 초기 발아 및 생장 특성에 대한 기초 자료를 제공하고자 한다. 포러스 폴리머 콘크리트 제조를 위한 결합재는 올소타입의 불포화 폴리에스터 수지를 사용하였으며, 충전재는 탄산칼슘을 사용하였다. 골재는 5-10mm 및 5-20mm의 쇄석을 사용하였으며, 포러스 폴리머 콘크리트블록 내 식생 적용을 위한 품종은 녹화시 피복 밀도가 높으며, 초기 생육속도가 우수하여 우리나라의 비탈면시공에 많이 사용되는 한지형 잔디인 톨훼스큐(Tall fescue) 및 페레니얼 레이그라스(Perennial ryegrass)와 다년 초본식물로서 난지형 자생 식물인 비수리(Lesedeza) 및 알파파(Alfalfa)를 선정하였으며, 각각 단일 파종하였다. 포러스 콘크리트 블록에 식생 적용 결과 식생 종류에 관계없이 초기 발아 시점은 5~7일로 나타났으며, 파종 후 2주가 경과한 시점에서 한지형 잔디의 경우 80% 이상의 높은 발아율을 나타내었다. 파종 후 4주가 경과한 시점에서 한지형 잔디의 경우 초기의 높은 생장으로 인하여 8~9점의 높은 피복도를 나타내었으며, 발아율이 상대적으로 낮은 비수리는 6점 이하의 피복도를 나타내었다. 파종 후 8주가 경과한 시점에서 한지형 잔디의 생장량은 16~22cm로 높은 생장량을 나타낸 반면에 자생식물은 3~6cm의 생장량을 나타내었다.

순환골재와 GFRP 보강근을 적용한 호안블럭의 하중저항특성에 관한 연구

김용재,김종호,문도영 한국자원리싸이클링학회 2022 資源 리싸이클링 Vol.31 No.5

Aggregate resources in Korea are expected to run out owing to an increase in development demand and construction investment. Recycled concrete aggregates (RCA), extracted from waste concrete, have a lower quality than natural aggregates. However, RCA can produce concrete similar in quality to the normal concrete by aggregate pretreatment, use of admixtures, and quality control. RCA are most suitable for use in precast concrete products such as sidewalk blocks and revetment blocks. Herein, the feasibility of producing revetment blocks using recycled aggregate concrete (RAC), similar in quality to normal concrete, was analyzed. The amount of RCA was varied, and moderate high early strength cement and steam curing were used to produce the concrete test blocks. In the block test, the load resistance characteristics of the blocks were evaluated to determine optimal RAC and glass fiber reinforced polymer (GFRP) rebar compositions. Thus, the variable that reduced the cement content was determined at the same level as that of natural aggregate concrete by the control of steam curing. In the concrete block test, although this depends on the reinforcement ratio, the RAC block exhibited the same or better performance than a normal concrete block. Therefore, the low quality of RCA in RAC is no longer a problem when concrete mixing and curing are controlled and appropriate reinforcement is used. 현재 우리나라에서 보유한 골재자원은 개발수요증가 및 건설투자확대 등으로 고갈이 예상되고 있으며, 정부에서는 향후 골재자원의원활한 공급을 위해 다양한 해결책을 모색하고 있다. 순환골재는 폐콘크리트에서 추출한 골재로 일반골재에 비해 품질이 낮으나, 전처리, 혼화재 적용 등을 통해 일반콘크리트와 유사한 품질을 유도할 수 있는 것으로 알려져 있다. 순환골재 활용성을 극대화할 수 있는 방안은보도블럭, 호안블럭 등 콘크리트 2차 제품에 적용하는 것으로 예상되므로 본 연구에서는 일반골재콘크리트 호안블럭과 유사한 품질을 나타낼 수 있는 순환골재콘크리트 호안블럭의 생산가능성을 분석하였다. 이를 위해 순환골재 및 준조강시멘트의 적용량과 증기양생이력을콘크리트 시험변수로 설정하였으며, 호안블럭 시험에서는 최적의 순환골재콘크리트와 GFRP 보강근 적용에 따른 하중저항성능을 평가하였다. 실험결과, 준조강시멘트와 순환골재를 혼입한 콘크리트는 양생온도 및 지속시간의 변화에도 탈형강도를 만족하였다. 재령 28일강도에서는 증기양생이력에 따라 압축강도의 증감이 확인되었으며, 특히 시멘트량을 감소시킨 변수도 증기양생이력의 조절을 통해 일반콘크리트와 동등한 성능이 발현되었다. 순환골재콘크리트 호안블럭의 재하시험결과, 보강비에 따라 다르나 일반 호안블럭과 유사한 성능을 나타내었다. 따라서 순환골재콘크리트의 낮은 품질특성은 배합 및 양생방법의 조절과 적정 보강재 적용을 통해 보완이 가능할 것으로 판단된다.

열사이클을 적용한 고온 조건 콘크리트 블록의 열용량 특성

양인환(In-Hwan Yang),박지훈(Ji-Hun Park) 한국건설순환자원학회 2020 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.8 No.4

본 연구에서는 열에너지 저장시스템의 중요한 요소인 저장 매체에 관한 연구를 수행하였다. 열에너지 저장 매체로써 콘크리트는 열적 및 역학적 특성이 우수하며 저렴한 비용으로 인해 다양한 이점을 갖는다. 또한, 강섬유가 혼입된 초고강도 콘크리트는 고인성 및 고강도 특성으로 인해 고온 노출에 우수한 내구성을 나타내며, 강섬유의 높은 열전도율은 축열 및 방열에 유리한 영향을 미친다. 초고강도 콘크리트의 온도분포 특성을 파악하기 위하여 콘크리트 블록을 제작하고 일정한 열사이클을 적용하여 가열실험을 수행하였다. 열유체 흐름에 의한 열전달을 위하여 열전달 파이프를 콘크리트 블록 중심부에 매립하였다. 또한, 열전달 파이프 형상에 따른 온도분포 특성을 비교하기 위하여 핀의 유무에 따라 원형 파이프 및 종방향 핀 부착 파이프를 설정하였다. 열사이클에 따른 온도분포 특성을 분석하고, 이를 토대로 시간에 따른 열에너지 및 누적 열에너지를 산정하여 비교 분석하였다. 열사이클이 반복될수록 강섬유 혼입 초고강도 콘크리트는 고온에 대하여 안정화를 나타내었다. 또한, 온도분포 및 열에너지 산정 결과를 통해 축열 성능을 보유한 것으로 판단되며, 열에너지 저장 매체 역할을 수행할 수 있는 재료로 기대된다. In this study, an experimental study on storage media for thermal energy storage system was conducted. For thermal energy storage medium, concrete has excellent thermal and mechanical properties and also has various advantages due to its low cost. In addition, the ultra-high strength concrete reinforced by steel fibers exhibits excellent durability against exposure to high temperatures due to its high toughness and high strength characteristics. Moreover, the high thermal conductivity of steel fibers has an advantageous effect on heat storage and heat dissipation. Therefore, to investigate the temperature distribution characteristics of ultra-high-strength concrete, concrete blocks were fabricated and a heating test was performed by applying high-temperature thermal cycles. The heat transfer pipe was buried in the center of the concrete block for heat transfer by heat fluid flow. In order to explore the temperature distribution characteristics according to different shapes of the heat transfer pipe, a round pipe and a longitudinal fin pipe were used. The temperature distribution at the differnent thermal cycles were analyzed, and the thermal energy and the cumulated thermal energy over time were calculated and analyzed for comparison based on test results.

저소음 포장용 기층 콘크리트 블록 개발

이관호,박우진,김광염 한국방재학회 2010 한국방재학회논문집 Vol.10 No.1

The rapid economic development induced the massive road constructions, becoming bigger and high-speed of the vehicles. However, it brings lots of social problems, such as air pollutions, traffic noise and vibration. Special concrete block for the base course of asphalt pavement is needed to decrease traffic noise such as tire's explosive and vehicles sound, applying Helmholtz Resonators theory to asphalt pavement. If it is applied to the area where it happens considerable noise such as a junction, the street of a housing complex and a residential street, it is one of considerable method to solve the social requirements of noise problem. This research examines couple of laboratory tests for the sound absorption effect of the concrete block and the base concrete block. There are specimens which is fixed hall-size, space, depth as the condition of this research, and these are analysed of noise decrease effect using different condition of the first noise of each vehicle. As a result of analysis data according to vehicle noise volume, measurement distance, a form and size of the hall using the base concrete block, the use of special concrete base showed a good alternative solution for decreasing traffic noise level, from 4dB to 9dB. 급속한 경제성장은 대규모 도로건설 및 물류에 필요한 차량의 대형화 및 고속화를 유도하였으나, 이로 인해 발생하는 대기오염 및 자동차의 소음, 진동은 사회적 문제로 대두되고 있는 실정이다. 기층용 특수콘크리트 블록은 Helmholtz Resonators 이론을 접목시킴으로서 차량의 타이어 파열음과 차량음 등을 흡수하여 소음을 현저히 줄이는 기능을 보유하고 있어 접속도로, 아파트 단지내 도로, 주택가 도로 등 소음발생이 높은 지역에 적용한다면 소음저감에 대한 사회적 요구를 충족시킬 수 있다. 본 연구에서는 2-layer 아스팔트포장과 기층용 특수콘크리트 블록의 복합식 공법으로 일반 콘크리트 블록과 기층용 콘크리트 블록의 흡음효과 시험을 실내 시험으로 실시하였다. 시험 조건으로는 홀 사이즈, 간격, 깊이가 결정된 시편에 각 차종별 초기소음을 다르게 주어 소음저감효과를 분석 하였다. 기층용 콘크리트블록을 이용하여 차량소음크기, 시편크기, 측정거리, 홀의 형상 및 크기에 따른 데이터를 분석한 결과 소음저감효과는 탁월했으며 약 4dB에서 최대 9dB 정도 감소시킨 것으로 나타났다.

일라이트와 이산화티탄을 활용한 콘크리트 블록의 수질환경개선을 위한 실험연구

허재원,강경수,김영수 한국구조물진단유지관리공학회 2018 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.22 No.1

In order to conduct the “A Study on Experiment for Improvement of Water Quality in Concrete Block Using illite and TiO2 Powder”, as a result of the preliminary mortar experiment, water quality purification characteristic test, pollution-resistance test, fish poison test, and the related KS-equivalent tests after manufacturing the actual concrete block, the following conclusion were deduced. As a result of the concrete block functional evaluation equivalent to KS, all the conditions showed higher compressive strength. Even though increase of absorption rate, according to illite replacement in vesicular structure, was expected as a problem, it was replaced after mixing with Titanium dioxide, and then Titanium dioxide was settled in large pores of illite so there was no problem in absorption rate. “일라이트와 이산화티탄을 활용한 콘크리트 블록의 수질환경개선을 위한 실험연구”를 진행하기 위해 모르타르 예비실험, 수질정화특성, 방오실험, 어독성 실험 및 실 콘크리트 블록 제조 후 관련 KS에 준한 실험을 진행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. KS에 준한 콘크리트 블록의 성능평가 결과 전 조건에서 시험기준치의 압축강도를 상회하는 것으로 측정되었으며, 다공질구조의 일라이트 치환에 따른 흡수율 증가가 문제점으로 예상되었으나, 이산화티탄과 사전 혼합하여 치환함으로써 일라이트의 대형 공극내 이산화티탄이 정착함에 따라 흡수율 또한 문제가 없는 것으로 관찰되었다.

저소음 포장체의 소음저감 특성

이관호,박우진 한국도로학회 2012 한국도로학회논문집 Vol.14 No.1

The rapid economic development induced the massive road constructions, becoming bigger and high-speed of the vehicles. However, it brings lots of social problems, such as air pollutions, traffic noise and vibration. Special concrete block for the base course of asphalt pavement is needed to decrease traffic noise such as tire's explosive and vehicles sound, applying Helmholtz Resonators theory to asphalt pavement. If it is applied to the area where it happens considerable noise such as a junction, the street of a housing complex and a residential street, it is one of alternative methods to solve the social requirements of noise problems. This research examines couple of laboratory tests for the sound absorption effect of the concrete block and the base concrete block for quiet pavement. The specimens, which is fixed hall-size, space, depth as the condition of this research, are analysed of noise reduction effect using different noise levels of vehicles. Judging from the analysis of test results with vehicle noise volume, measurement distance, a form and size of the hall using the base concrete block, the use of special concrete base and quiet asphalt surface showed a good alternative solution for decreasing traffic noise level, from 4dB to 9dB. 급속한 경제성장은 대규모 도로건설 및 물류에 필요한 차량의 대형화 및 고속화를 유도하였으나, 이로 인해 발생하는 대기오염 및 자동차의 소음, 진동은 사회적 문제로 대두되고 있는 실정이다. 기층용 콘크리트 블록은 Helmholtz Resonators 이론을 접목시킴으로써 차량의 타이어 파열음과 차량음 등을 흡수하여 소음을 현저히 줄이는 기능을 보유하고 있어 접속도로, 아파트 단지내 도로, 주택가 도로 등 소음발생이 높은 지역에 적용한다면 소음저감에 대한 사회적 요구를 충족시킬 수 있다. 본연구에서는 2-layer 아스팔트포장과 기층용 콘크리트 블록의 복합식 공법으로 일반 콘크리트 블록과 기층용 콘크리트 블록의흡음효과 시험을 실내 시험으로 실시하였다. 시험 조건으로는 홀 사이즈, 간격, 깊이가 결정된 시편에 각 차종별 초기소음을다르게 주어 소음저감효과를 분석 하였다. 2-layer아스팔트 표층과 콘크리트블록을 이용하여 차량소음크기, 시편크기, 측정거리, 홀의 형상 및 크기에 따른 데이터를 분석한 결과 소음저감효과는 탁월했으며 약 4dB에서 최대 9dB 정도 감소시킨 것으로 나타났다.

ALC 블록성능의 기포콘크리트 배합설계 연구

양근혁 한국건축시공학회 2015 한국건축시공학회지 Vol.15 No.1

The objective of this study is to develop a high-performance foamed concrete made with a new mixtureproportioning as an alternative of autoclaved lightweight concrete (ALC) block. For the early-strength gain of thefoamed concrete under an atmospheric curing condition, the binders and chemical agents were specially contrived asfollows: 3% anhydrous gypsum was added to ordinary portland cement (OPC) in which 3CaO·SiO2 content wascontrolled to be above 60%; and the content of polyethylene glycol alkylether in a polycarboxylate-basedwater-reducing agent was modified to be 28%. Using these binders and chemical agents, 11 mixes were prepared withthe parameters of W/B ratio (30% to 20% in a interval of 2.5%) and unit binder content (400kg/m3 to 650kg/m3 in ainterval of 50kg/m3). The quality and availability of the mixed foamed concrete were examined according to theminimum requirements specified in the KS for ALC block and existed conventional foamed concrete. The measuredproperties satisfied the minimum requirement of KS for ALC block and proved that the developed high-performancefoamed concrete had considerable potential for practical application. 본 연구의 목적은 ALC 블록대체를 위한 고성능 기포콘크리트 배합설계를 개발하는 것이다. 대기양생 하에서 기포콘크리트의 고강도 발현(특히 초기재령에서)을 위하여결합재 및 혼화제를 사전연구에서 다음과 같이 설계하였다. 규산3칼슘이 60% 이상인 보통포틀랜드시멘트에 무수석고 3%를 첨가하였으며, 폴리카르본산계 감수제에서 폴리알킬에테르 성분을 28%로 조절하였다. 이들 재료를 사용하여 물-결합재비와 단위결합재양을 변수로 기포콘크리7트 11배합을 실험하였다. 배합된 기포콘크리트의 품질 및실용성은 KS 규격의 ALC 블록의 요구조건 및 기존의 일반기포콘크리트와 비교하였다. 실험결과 본 연구의 고성능기포콘크리트는 ALC 블록의 요구조건을 만족하면서 높은실용가능성을 보였다.

폴리머 콘크리트 식생블록 제조기술개발

이윤수,주명기 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 2004 석재연 논문집 Vol.9 No.-

본 연구에서는 폴리머 콘크리트를 이용한 식생블록을 개발할 목적으로 폴리머 결합재비에 따른 공극률, 연속공극률, 투수계수 및 강도 특성을 실험적으로 검토한 결과, 폴리머 콘크리트 식생블록의 공극률, 연속공극률 및 투수계수는 폴리머 결합재비의 증가에 따라 저하하는 경향을 보였다. 폴리머 콘크리트 식생블록의 압축, 휨, 인장강도는 폴리머 결합재비의 증가에 따라 증가하였다. 또한 폴리머 콘크리트 식생블록의 강도는 투수계수가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. In this study, the effect of binder content on void ratio, continuous void ratio, coefficient of permeability and strength properties of polymr concrete vegetation block are examined. Results of this study show that, the void ratio, continuous void ratio and coefficient of permeability of polymer concrete vegetation block decrease with increasing binder content. The flexural, tensile and compressive strengths of the polymer concrete vegetation block increase with increasing binder content. The flexural, tensile and compressive strengths of the polymer concrete vegetation block decrease with increasing the coefficient of permeability.

레미콘 슬러지를 활용한 콘크리트블록 활용에 대한 기초 연구

정재호 한국건축시공학회 2019 한국건축시공학회지 Vol.19 No.4

Sludge generated in the production of ready-mixed concrete is classified as waste and processed at a high cost. In particular, small and medium-sized ready-mix manufacturer are burdened with such costs, and some companies are illegally processing them. Therefore, the purpose of this study is to suggest a method for recycled remicon sludge as a concrete block composition. When the remicon sludge is simply dried, the residual chemical admixture and ettringitee contained in the sludge are present, so that the compressive strength of the concrete block and the compressive strength after freezing and thawing are largely deteriorated to meet the quality standards of the concrete shore and retaining wall block It was not possible to do. As a method for satisfying the physical performance, it was found that the remicon sludge was calcined at a high temperature of about 900 ° C. to decompose ettringite and residual chemical admixture and then used it. 레미콘 제조 시 발생되는 슬러지는 폐기물로 분류되어 높은 비용을 지불하며 처리를 하고 있다. 특히 중소레미콘 업체에서는 이 비용이 큰 부담으로 작용되며, 일부 업체에서는 불법적인 처리가 발생되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 레미콘슬러지를 콘크리트블록용 조성물로 재활용하는 방법을 제시 하는데 그 목적이 있다. 레미콘슬러지를 단순 건조하여 사용 하였을 때에는 슬러지에 포함된 잔류화학혼화제와 에트린가이트가 존재하여 콘크리트블록의 압축강도, 동결융해 후 압축강도 물리적성능이 크게 떨어져 콘크리트호안 및 옹벽블록의 품질기준을 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 물리적 성능을 만족시키기 위한 방법으로 레미콘슬러지를 900℃정도의 고온에서 소성시켜 에트린가이트와 잔류 화학혼화제 등을 분해시킨 후 사용하는 것이 우수한 것으로 나타났다.

산업부산물을 활용한 투수 콘크리트 블록의 공학적 성능 평가

전지훈 ( Jihun Jeon ),김태진 ( Taejin Kim ),조상범 ( Sangbeom Jo ),손영환 ( Younghwan Son ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

최근 모든 산업에서 환경 문제에 대한 관심이 증가하고, 각종 환경규제가 제정되고 있는 세계적 경향에 따라, 건설 산업에서도 지속가능성의 중요성을 인지하고 다방면의 노력을 기울이고 있다. 대표적으로, 학계, 산업계 전반에서 건설폐기물이나 타 산업의 부산물 등을 재활용하여 건설재료로 이용하려는 사례가 증가하고 있다. 여러 산업부산물 중에서, 굴 패각과 Bottom ash는 각각 수산업과 발전사업으로부터 생성되는 산업부산물이며, 재활용률이 낮아 매립, 야적에 따른 각종 환경 문제를 유발하고 있으므로 대량 처리를 위해서는 건설재료로의 재활용 방안이 필요한 실정이다. 이들은 천연골재에 비하여 경량인 특징을 가지며, 특히 굴 패각의 경우 콘크리트의 첨가제나 시멘트 주원료의 대체재로 이용되는 방안이 다수 검토되었다. 한편, 포장 블록은 보도, 차도의 포장에 이용되는 가장 중요한 건설 자재 중 하나로서, 최근에는 불투수면 증가, 기후 변화에 따른 물순환 문제에 대한 지속가능한 대응 방안으로서 투수 콘크리트 블록 이용이 확대되고 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 굴 패각과 Bottom ash를 각각 투수 콘크리트 블록을 구성하는 시멘트와 굵은 골재의 대체 재료로 활용하는 방안을 검토하였다. 이를 위하여 각 재료의 대체율에 따라 공시체를 제작하고, 각각에 대한 휨강도 및 투수 성능을 측정하였다. 상기 시험 결과는 국내 투수 콘크리트 블록의 품질기준과 비교하여 평가되었으며, 이로부터 산업부산물의 재활용이 투수 콘크리트 블록의 품질에 미치는 영향을 논의하고 재료별 적정 대체율을 제시하였다. 본 연구에서 농어촌 지역 내에서 발생하는 산업부산물을 대량으로 재활용할 수 있는 방안을 제시함에 따라, 각종 오염 및 악취 등 환경 문제의 대응책이 될 수 있을 것으로 기대된다.