A Study on the Evaluation of the Durability of Concrete Using Copper Slag Aggregates

Even if the exploitation of copper slag produced during the smelting process of copper as aggregate for construction purpose has been permitted since 2004 in Korea, the lack of sufficient data enabling to evaluate its long-term stability that is its durability has to date impeded its application. This study intends to investigate experimentally the durability characteristics of 18 and 27 MPa-class commercial concretes in which natural sand (fine aggregates) has been partially replaced by copper slag through accelerated and exposure tests so as to provide bases promoting the application of copper slag concrete. The experimental results revealed insignificant difference of the durability characteristics in most of the mix proportions in which 30% of natural sand was replaced by copper slag. In the case where crushed sand was adopted, tests verified similar characteristics for replacement ratio of 50%. Particularly, the results of the exposure test conducted during 8 years demonstrated that equivalent level of durability was secured compared to the case using natural sand. In the case of 18MPa-class lower grade concrete, exposure test verified also that the physical lifetime similar to 50 years could be secured until carbonation reaches cover depth of 20 mm.

동슬래그 골재를 함유한 콘크리트의 내구성 평가 연구

동의 제련과정에서 생성되는 동슬래그의 건설용 골재 활용이 국내에서도 2004년부터 가능하게 되었으나, 현재까지 장기적인 안정성 즉, 내구성에 대한 충분한 판단자료가 미흡하여 실용화를 저해하는 한 요인으로 작용하고 있다. 본 연구에서는 동슬래그를 천연모래 (잔골재)의 부분 치환재로 사용한 콘크리트의 내구적 특성을 18 MPa 및 27 MPa급 상용 콘크리트에 대해 촉진 및 폭로 실험을 수행하여 규명하고, 이를 통해 동슬래그 콘크리트의 실용화를 가속시키기 위한 토대를 마련하고자 하였다. 실험결과, 동슬래그 30% 치환조건에서는 대부분의 천연모래를 사용한 배합과의 내구특성 차이가 크지 않은 것으로 나타났으며, 부순모래를 사용한 경우는 대체로 50% 치환조건과 유사한 것으로 확인되었다. 특히 8년간 진행된 폭로실험 결과에서도 천연모래만을 사용한 경우와 대비하여 동등한 정도의 내구성을 확보함은 물론, 저품위인 18 MPa 콘크리트의 경우에도 피복두께 20 mm까지 중성화에 도달하는 수명을 50년 이상 확보할 수 있음을 알 수 있었다.