권호 표지

Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute (한국건설순환자원학회논문집)

Korean Recycled Construction Resources Institute (KOREC)

  • Quarterly
  • /
  • 2288-369X(eISSN)

Aim & Scope

Various topics related to recycled construction materials for civil engineering and its application are permitted. Topics include, but are not limited to, research results on properties and performance of recycled construction materials and structures, advanced and improved experimental techniques, latest modeling methods, possible improvement and enhancement of construction properties, structural and microstructural characterization, and waste management. The J Rec Const Resources also publishes review articles, as well as short communications and discussions.

http://www.jrcr.or.kr KSCI KCI

Volume 12 Issue 1

  1. Sang-Jin Oh;Hyeon-Woo Lee;Seung-Jun Kwon 1
    https://doi.org/10.14190/JRCR.2024.12.1.1 PDF
    다공성인 콘크리트에서는 외부의 수분 및 염화물 유입이 발생하며, 이는 매립된 철근의 부식을 야기한다. 본 연구에서는 촉진부식실험(ICM: Impressed Current Method)를 이용하여 10 V의 전압을 인가하였으며, 이에 따라 10 % 수준까지 부식량을 조절하였다. 부식량은 부식전류량 누계와 선형적인 관계가 도출되었으며, 균열의 영향으로 부식 유도 시간에 따라 2차 함수의 형태로 증가하였다. 부착응력에 대해서는 OPC 콘크리트에 대해서는 부식량 3.0 % 이후 급격한 부착응력의 감소가 발생하였다. 또한 치환률 30 %의 슬래그 콘크리트에서는 일반 콘크리트에 비하여 51.4~71.6 %의 낮은 부식량을 나타내었으며 5일간의 촉진실험에도 일정 수준의 부착강도를 유지하였다.
  2. Jae-Won Choi;Byoung-Know You;Yong-Sik Chu;Min-Cheol Han 8
    https://doi.org/10.14190/JRCR.2024.12.1.8 PDF
    포틀랜드 시멘트, 철강 산업 등에서 원료로 사용되는 석회석(CaCO3, calcium carbonate)은 고온에서 탈탄산 분해 반응에 의해 CO2를 배출한다. 석회석 사용에 의한 CO2 배출을 저감하기 위해 CO2 배출의 원인이 되는 carbonate 광물을 함유하지 않거나 함유량이 적으면서도 CaO를 함유한 산업부산물로 석회석을 대체하려는 기술이 제안되었다. 이들 산업부산물에 함유된 CO2를 정량 측정하는 방법으로 Loss of Ignition(LOI), Thermo-Gravimetric Analysis(TG), Infrared Spectroscopy(IR) 등이 사용되나, 산업부산물의 특성에 따라 CO2 배출량을 과대 또는 과소 평가할 우려가 있다. 본 연구에서는 CaCO3 시료와 고온에서 산화반응에 의해 중량이 증가하는 시료 각각에 carbonate 형태로 함유된 CO2의 함량을 측정하는 방법으로 LOI, TG, IR 및 DTG(Differential Thermo-Gravimetric Analysis) 방법의 신뢰도와 시험방법별 측정결과를 비교 검토하였다. CaCO3 시료에 대해서는 검토한 모든 시험결과는 충분한 수준의 신뢰도를 나타내었다. 반면, 고온에서 중량이 증가하는 시료의 CO2 함량에 대해서는 LOI와 TG는 시료의 CO2 함량을 제대로 평가하지 못했으며, IR은 예측값에 비해 CO2 함량을 과대평가하는 경향을 나타내었으나, DTG에 의한 평가 결과는 예측값에 근사하였다. 이로부터 수 % 미만 수준의 미량의 CO2를 함유하고, carbonate 광물의 분해 배출 온도에서 CO2 배출에 의한 중량 감소 외에도 중량이 변화하는 시료의 경우 DTG를 이용하여 CO2 함량을 구하는 것이 LOI나 TG, IR을 이용한 평가보다 합리적이라고 판단된다.
  3. Sang Hyeon Cheong;Sukhoon Pyo;Hyeong-Ki Kim 17
    https://doi.org/10.14190/JRCR.2024.12.1.17 PDF
    고로슬래그 미분말과 페로니켈슬래그 골재를 혼입한 저발열 콘크리트의 특성을 분석하고, 이 콘크리트의 LNG 저장탱크용 매스콘크리트에의 적용성을 검토하였다. 먼저 배합설계를 통해 콘크리트의 굳기 전 및 굳은 뒤 특성을 확인 하였으며, 단열온도 상승실험을 통해 단열곡선의 계수를 측정하였다. 측정된 계수를 이용해 LNG 저장탱크에 대한 수화열 해석을 진행하여 균열발생 가능성을 판단하였다. 실험 결과 적당한 유동성을 갖으면서도 28일까지 약 40 MPa의 압축강도를 확보할 수 있는 콘크리트 배합을 결정하였으며, 이 배합은 저열포틀랜드시멘트 콘크리트에 비해 최종 발열량은 낮고, 발열속도는 빨랐다. LNG 탱크의 여러 부재에 대한 수화열 해석 결과 균열 발생가능성은 낮음을 확인 하였다.
  4. Hong-Seop Kim;Kyoung-Su Shin;Do-Gyeum Kim 25
    https://doi.org/10.14190/JRCR.2024.12.1.25 PDF
    본 연구에서는 알파형 반수석고를 활용한 PHC 파일 콘크리트의 역학적 특성을 평가하였다. 알파형 반수석고의 치환율이 증가할수록 응결시간이 급격히 빨라졌으며, 특히 20 % 이상 치환 시 급격한 수화반응으로 응결시간이 단축되어 작업 시간 확보가 불가능하였다. 알파형 반수석고의 치환율이 증가할수록 ettringite와 Gypsum 피크가 증가하는 경향을 보였으며, ettringite 피크 증가로 인해 콘크리트의 수축량이 감소하는 것으로 판단된다. 알파형 반수석고 치환율 5~15 %에서는 OPC 대비 압축강도가 증가하거나 동등 수준으로 나타났으나 20 % 치환 시 급격한 응결로 인한 작업성이 저하되어 5~15 % 범위의 사용이 적절하다고 판단된다.
  5. Chul-Woo Beak;Sung-Woo Choi;Deuk-Hyun Ryu 33
    https://doi.org/10.14190/JRCR.2024.12.1.33 PDF
    본 연구에서는 나노소재의 콘크리트 혼화재로 사용하기에 적합한지 확인하기 위해 마이크로 실리카 및 흄드 실리카 대체율 변화에 따른 시멘트 페이스트의 기본 특성을 분석하였다. 초고강도용 배합을 참고하여 나노소재 대체율에 따른 시멘트 페이스트의 유동성을 평가와 압축강도 특성을 비교 분석하였다. 반응성 나노소재의 시멘트 수화물과의 관련 특성은 SEM, EDS 분석 이용하여 미세구조를 관찰과 수화 생성물의 구성요소 확인하였다. 본 연구에 사용한 반응성 나노소재는 탭밀도가 0.061~0.264 g/cm3 수준으로 SF 대비 낮게 측정되었다. 마이크로 실리카의 경우 대체율이 증가할수록 우수한 압축강도 특성을 나타냈지만 흄드 실리카는 마이크로 화이트와는 달리 대체율 0.01~0.1 %에서 우수한 압축강도를 확보하였다. 수화특성 분석결과에서도 동일한 경향을 확인할 수 있었다.
  6. Yunki Byeun 40
    https://doi.org/10.14190/JRCR.2024.12.1.40 PDF
    본 연구에서는 제철공정에서 발생되는 산업폐기물인 폐 MgO-C 내화물로부터 고순도 흑연을 재생하기 위해 산화마그네슘(MgO)을 용해 할 목적으로 사용되는 강 산성용액을 대체하기 위해 상대적으로 약 산성용매인 아세트산 용매를 사용하는 새로운 접근 방식을 제시 하였다. 폐내화물에서 MgO만 선택적으로 킬레이트 하는 아세트산의 농도를 달리하고 초음파 부상분리법 통해 높은 실수율 재생 흑연을 정제 회수 할수 있었다. 특히 2 M 아세트산을 용매를 사용 한 경우 흑연의 회수율은 99.7 %를 나타내며 회수된 흑연의 순도는 72.7 %로 분석되었으며 물을 용매로 사용한 공정에 대비하여 상당한 개선방법을 확보하였다. 또한, 본 연구에서 제시된 기술은 폐내화물 내 MgO와 아세트산의 반응을 통해 아세트산마그네슘을 생산하는 방법을 제공하여 고효율의 흑연 정제 및 분리와 마그네슘 추출을 위한 자원을 함께 제공할 수 있을 것으로 기대한다.
  7. Jae-Hee Lee;Sung-Won Yoo 47
    https://doi.org/10.14190/JRCR.2024.12.1.47 PDF
    최근 부식이 없고 중량 대비 인장강도가 우수한 FRP에 대한 수요가 증가하고 있다. 그러나 CFRP Rebar 형태의 FRP의 기계적 특성 연구, 특히 가열에 따른 성능 변화와 압축에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 직경 12 mm CFRP Rebar로 60개의 인장 및 압축 시험체를 제작하여 직접인장시험 및 직접압축시험을 실시하고, 가열온도에 따른 성능을 평가하였다. 가열온도가 300 ℃ 이상으로 상승할수록 CFRP Rebar의 에폭시가 연소하여 성능 저하가 커지는 것으로 나타났다. 압축강도는 인장강도 보다 크게 작은 것으로 나타났으나, 탄성계수는 인장과 압축에서 동일하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
  8. In-Hwan Yang;Seung-Tae Jeong;Geun-Woo Park;Gyeong-Min Choi 53
    https://doi.org/10.14190/JRCR.2024.12.1.53 PDF
    본 논문에서는 석탄 부산물인 경석을 잔골재로 사용하여 제작한 콘크리트의 강도 및 물성 실험 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 석탄 부산물 골재 함유량과 플라이애시 함유량을 실험변수로 고려하였다. 천연 잔골재의 50 %와 100 %(부피 기준)를 석탄 부산물로 치환하였고 물-바인더 비는 0.38로 고정하였다. 또한, 일부 배합은 OPC 바인더의 30 %를 플라이애시로 치환하여 콘크리트 시편을 제작하였다. 단위질량, 압축강도, 쪼갬인장강도 및 휨인장강도를 실험을 진행하고 실험결과 분석을 수행하였다. 플라이애시 바인더가 함유되고 천연 잔골재 대비 석탄 부산물 골재의 치환율이 증가할수록 콘크리트 단위질량, 압축강도, 쪼갬인장강도 및 휨인장강도는 감소하였다. 또한, 미세구조 실험인 TGA와 SEM 실험을 진행하여 구간별 열중량분석과 ITZ를 분석하였다.
  9. Ui-In Jung;Bong-Joo Kim 63
    https://doi.org/10.14190/JRCR.2024.12.1.63 PDF
    건설기술의 발달을 통하여 재개발 사업, 도로의 지하화, 지하철 증설, 광역철도 등 다양한 공사가 이루어지고 있다. 하지만 이것 때문에 기존에 형성된 도심지와 인근 지역에서의 공사들도 증가함에 따라 주변 인접 건물과 주민들의 피해와 분쟁 사례의 증가는 물론 기존 건축물의 노후화로 인한 안전사고 발생 또한 증가하고 있다. 본 연구에서는 디지털 데이터를 그래픽 프로그램에 적용하여 균열의 생성, 길이와 폭의 증진 등을 사진 촬영 이미지를 통해 비교하여 이에 대한 정도를 수치로 제시하여 균열에 대한 진전을 객관화하고자 하였다. 프로그램 적용을 통하여 기존 현장 조사의 단점으로 언급되던 균열 변화 여부의 주관적 판단에 따른 오류를 해결하였다. 이를 통해 사용 과정에서의 보완 및 개선 사항을 적용한다면 신뢰성이 향상되어 건축물 진단 과정에 보편적으로 사용될 수 있을 것으로 예상한다. 후속 연구로 디지털 그래픽 데이터 프로그램의 추출 알고리즘을 적용하여 전처리 작업에 사람이 개입하지 않는 것과 자체적으로 균열의 길이와 폭을 계산하고, 건축물의 전체적인 변화를 점검할 수 있는 후속 연구가 필요할 것으로 판단된다.
  10. Hyunuk Kang;Ahyeon Lim;Juhyuk Moon 72
    https://doi.org/10.14190/JRCR.2024.12.1.72 PDF
    이 연구에서는 DEIPA를 사용하여 바텀애시를 미분말화하고, 이를 활용하여 바텀애시 치환 시멘트를 개발했다. partial or no-known crystal structure 방법을 X-선 회절 정량 분석에 적용하여 비결정질인 바텀애시와 C-S-H의 양을 분리하여 정량화 할 수 있었다. DEIPA를 첨가하지 않은 배합에서는 바텀애시가 거의 반응하지 않았으며, 이에 따라 압축강도도 낮게 발현되었다. 그러나 DEIPA를 첨가한 배합에서는 시멘트의 수화 거동을 변화시켰을 뿐만 아니라 바텀애시와 수산화칼슘 사이의 포졸란 반응도 향상시켜서 추가적인 C-S-H를 생성하였고, 재령 초기 뿐만 아니라 후기에도 높은 압축강도를 얻을 수 있었다. 따라서 바텀애시를 분쇄할 때 극소량의 DEIPA를 첨가하더라도 바텀애시의 반응성을 충분히 증진시킬 수 있었기에 바텀애시 치환시멘트 개발에 도움이 될 것으로 사료된다.
  11. In-Gyu Kang;Jin-Man Kim;Sang-Chul Shin;Geon-Woo Kim;Tae-Yun An 82
    https://doi.org/10.14190/JRCR.2024.12.1.82 PDF
    시멘트 산업은 클링커 생산 과정에서 약 60 % 이상의 CO2가 발생하며 이러한 많은 양의 CO2를 효율적으로 저감 시키기 위해 범세계적으로 시멘트 대체 재료가 활용되고 있다. 대표적으로 활용되는 시멘트 대체 재료는 고로슬래그와 플라이애시가 있으며, 이들은 시멘트 산업을 비롯한 콘크리트용 혼화재료, 지반 고화재 등 다양한 산업에서도 활용되고 있다. 하지만, 각 산업의 탄소중립 전략에 따라 향후 이들의 가용성은 낮아질 것으로 전망되고 있기 때문에 시멘트 산업의 보통포틀랜드시멘트 혼합재 함량 증대 목표를 달성하기 위해서는 새로운 시멘트 대체 재료를 활용해야 한다. 석회석은 이미 시멘트 산업에서 다량 보유하고 있는 재료로 가용성 측면에서 장점이 있으며 분쇄효율이 높아, 해외 선진국에서는 이미 포틀랜드 석회석 시멘트를 표준으로 제정하여 상용화하고 있다. 이와 같은 배경에서 본 연구에서는 국내 PLC의 활용 가능성을 평가하기 위해 석회석의 분말도와 치환율이 시멘트의 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하였으며, 탄소중립 관점에서 CO2 배출량을 분석하여 시멘트의 환경 영향 평가를 수행하였다.
  12. Seung-Jin Lee;Min-Ki Jeon;Seung-Tae Jeong;In-Hwan Yang 94
    https://doi.org/10.14190/JRCR.2024.12.1.94 PDF
    본 연구에서는 광촉매를 비표면적이 큰 구조물에 적용 가능성을 확보하기 위하여 광촉매 용액을 모르타르 표면에 코팅을 통한 미세먼지 저감성능을 분석하였다. 코팅 용액의 광촉매 농도는 1.5 %와 3.0 %로 설정하였으며, 바인더의 종류는 초고성능 콘크리트(UHPC), 보통포틀랜드시멘트(OPC), 고로슬래그(blast furnace slag)를 실험변수로 고려하였다. 전체 모르타르가 공통적으로 광촉매 농도가 증가할수록 NOx 농도 저감률이 증가하였으며, 이는 광촉매 농도가 증가할수록 미세먼지 저감 성능이 증가하는 것을 나타낸다. 또한, 미세먼지 저감 성능 결과 NOx 농도 저감률이 UHPC가 가장 크게 나타났으며, 고로슬래그로 치환할수록 미세먼지 저감 성능이 크게 나타났다. 이는 바인더의 입자의 차이로 인해 내부조직의 치밀함에 따라 표면에 남아있는 TiO2 성분량 차이로 인해 미세먼지 저감 성능에 영향을 미쳤다고 판단된다.
  13. Woo-Sik Jang;Kwang-Pil Park 102
    https://doi.org/10.14190/JRCR.2024.12.1.102 PDF
    석회석미분말을 콘크리트용 재료로 활용하기 위하여 치환율을 달리하여 제조한 시멘트 경화체의 역학적 특성 및 내구특성을 평가하였다. 일반적으로 석회석미분말은 시멘트 수화반응에 기여하지 못함으로 이를 사용한 모르타르의 압축강도 시험결과 치환율이 증가할수록 압축강도는 감소하였다. 그러나 석회석미분말을 사용한 모르타르의 염소이온 침투저항성, 탄산화저항성 및 화학저항성 등 내구성능을 평가한 결과 석회석미분말의 작은 입자가 시멘트 경화체 내부의 미세한 공극을 채워주는 마이크로 필러효과로 인하여 치환하지 않은 기준 모르타르에 비하여 우수한 결과를 나타내었다. 따라서 석회석미분말은 콘크리트의 내구성 향상을 위한 효과적인 방법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 석회석미분말의 치환량을 0 %, 5 %, 10 %, 15 %로 변화시켜 내구성능을 평가하였으나 향후 석회석미분말의 종료와 치환량을 다양한 수준으로 변화시켜 내구성능에 미치는 영향을 보다 자세히 연구할 필요가 있을 것으로 판단된다.