Compressive Strength Evaluation of Concrete with Mixed Plastic Waste Aggregates Filled with Blast Furnace Slag Fine Powder

무기충진재를 혼입한 복합 폐플라스틱 골재를 활용한 콘크리트 압축강도 특성

Plastic wastes generated from household waste are separated by mixed discharge with foreign substances, and recycling is relatively low. In this study, the effect of the ratio and content of mixed plastic waste coarse aggregate(MPWCA)s and mixed plastic waste fine aggregate(MPWFA)s filled with blast furnace slag fine powder on the slump and compressive strength of concrete was evaluated experimentally. The MPWCAs were found to have a similar fineness modulus, but have a single particle size distribution with a smaller particle size compared to coarse aggregates. However, the MPWFAs were found to have a single particle size distribution with a larger fineness modulus and particle size compared to fine aggregates. Meanwhile, the effect of improving the density and filling pores by the blast furnace slag fine power was found to be greater in the MPWFA compared to the MPWCA. As the amount of the mixed plastic waste aggregate(MPWA)s increased, the slump and compressive strength of concrete decreased. In particular, the lower the slump and compressive strength of concrete was found to decrease the greater the amount of MPWFA than MPWCA when the amount of MPWA was the same. This is because of the entrapped air and voids formed under the angular- and ROD-shaped aggregates among the MPWFAs. On the other hand, the addition of the admixture and the increase in the unit amount of cement were found to be effective in improving the compressive strength of the concrete with MPWAs.

플라스틱은 소비량 증가에 따라 생활계폐기물 중 폐플라스틱의 발생량도 급격히 증가하고 있으나, 분리, 선별 공정 비용 증가 등으로 재활용은 저조한 실정이다. 이에 본 연구는 생활계폐기물 발생 복합재질 폐플라스틱을 콘크리트용 골재로 재활용하기 위한 기초 연구로 고로슬래그 미분말을 충진한 복합재질 폐플라스틱 잔골재 및 굵은골재의 투입 비율 및 투입량이 콘크리트의 슬럼프 및 압축강도에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 복합재질 폐플라스틱 굵은골재는 부순 굵은골재 대비 조립률은 유사하나, 입자 크기가 작은 단입도 분포인 반면에, 복합재질 폐플라스틱 잔골재는 부순 잔골재 대비 조립률 및 입자 크기가 큰 단입도 분포인 것으로 나타났으며, 고로슬래그 미분말에 의한 밀도 및 공극 충진에 의한 흡수율 향상 효과는 복합재질 굵은골재 대비 복합재질 잔골재가 큰 것으로 나타났다. 복합재질 폐플라스틱 골재의 투입량이 증가할수록 콘크리트의 슬럼프와 압축강도는 감소하였다. 특히, 동일한 양의 복합재질 폐플라스틱 골재 투입 수준에서 복합재질 폐플라스틱 잔골재의 투입량이 많을수록 슬럼프와 압축강도는 작아지는 것으로 나타났으며, 이는 복합재질 폐플라스틱 잔골재 중 ROD 형상의 골재 하부에 공기가 갇히면서 형성된 공극에 의한 것으로 판단된다. 한편, 혼화제 투입 및 단위 시멘트량 증대는 복합재질 폐플라스틱 골재 투입 콘크리트의 압축강도 향상에는 효과가 있는 것으로 나타났다.