• 콘크리트학회지
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• 제7권1호
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• pp.136-144
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• 1995

근래 양질의 하천골재가 거의 고갈상태에 직면함에 따라 쇄석골재의 사용이 보편화되고 있는 우리나라의 실정에 비추어 볼 때 골재의 화학반응에 대한 연구의 필요성이 점차 증대되고 있다. 본 연구에서는 우리나라에서 실제 쇄석골재를 생산하는 238곳 중 63곳의 시료골재를 채취하여 화학적, 광물학적, 모르터 바 분석실험을 실시하여 골재의 화학반응성을 규명하였다. 분석시험 결과 대부분의 시료골재가 화학반응성을 나타내지 않았으나 광물학적 분석에서 유해광물로 알려진 성분들이 여러 시료골재에 포함되어 있었다. 따라서 해사의 사용 등 점차 화학반응 환경이 공존하게 되면 골재의 화학반응이 일어날 가능성이 커지므로 계속적이고 심도있는 연구가 요구되고 있다.

• 한국광물학회지
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• 제3권1호
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• pp.18-33
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• 1990

각종 콘크리트 구조물의 기초공사에서 생기는 문제점 외에 시멘트와 골재자체의 반응, 즉 알카리-골재반응에 의한 물리, 화학적인 변화가 구조물에 피해를 주는 일차적인 요인으로 작용된 사례가 최근 10년간 외국에서는 잇달아 보고 되고 있다. 국내산 콘크리트 구조물에 대한 본 연구에 의하면 변성작용을 받은 이축성 석영, 자아석류가 시멘트로부터 공급된 알카리용매에 쉽게 반응, 붕괴되며 조립질보다 세립질 골재에 더 큰 영향이 나타난다. 골재와 시멘트 사이의 반응에 의하여 K, Na, Ca 및 Si 성분이 함량이 높은 부분으로부터 낮은 곳으로 상호 치환 이동되는데 그 과정에서 smectite와 illite같은 점토광물이 반응생성물로 정출된다. 이러한 광물은 구조물 내에서 수분의 흡수와 방출에 의하여 부피의 팽축이 거듭됨으로써 콘크리트 구조물에 심각한 손상을 야기시킨다.

• 시멘트
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• 통권190호
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• pp.32-38
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• 2011

콘크리트에서 알칼리골재반응은 내구성에 악 영향을 주는 일종의 암이라고 표현할 수 있다. 잠복기간이 길고, 균열이 나타나는 시기도 매우 오래 걸리기 때문이다. 이러한 현상이 1940 년대 알려지면서, 미국 ASTM에는 1950년에 모르타르봉 시험방법이, 1952년에 화학법이 각각 시험방법 규격으로 제정되었다. 국내에서는 한국도로교통연구원을 비롯한 전문연구기관 등에서 화학법 및 모르타르봉 방법으로 연구한 결과, 화학법에서는 일부 골재가 반응성이 있는 것으로 보고 되었으나, 모르타르봉 방법에서는 대상 골재에서 유해가능성이 낮은 것으로 보고되었다. 또한, 그동안은 구조물에서 알칼리골재반응에 의한 피해사례도 보고되지 않았고, 골재의 품질도 양호한 것으로 알려져 왔다. 그러나, 최근들어 서해안 고속도로 일부 구간에서 알칼리골재반응에 의한 포장노면에 균열 및 스폴링 등 심각한 피해사례가 보고되면서 국내에서도 관심이 높아지기 시작하였다. 특히 일본에서는 제 63회 시멘트기술대회 (2009년 5월 22일)에서 팽창기구의 재검토에 대한 이야기가 패널토의에서 제기되었고, 일부 시험방법의 이야기도 나왔다. 그동안의 골재는 현재의 규격만으로도 설명이 가능했는데, 최근의 골재들은 설명이 잘 안 되는 경우가 종종 있다는 이야기다. 이런 이야기들은 일본 지인들과 기술교류를 하면서 많은 이야기를 나누었고, 또한 우연히 문헌들을 독해하던 중 이런 이야기들을 경험한 문헌인 일본 태평양시벤트에서 발간되는 CEM'S 자료를 찾았기에 발췌 정리한 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.67-73
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• 2017

고속도로에서 콘크리트 포장의 알칼리-골재반응 발생 구간이 증가하고 있다. 알칼리-골재반응이 발생한 콘크리트 포장은 팽창하면서 인접 교량에 교대 변위를 발생시켜 다수의 손상을 발생시키고 있다. 현장 조사 결과 콘크리트 포장의 팽창량은 온도 신축에 의한 팽창률을 상회하면서 교량에 치명적인 하중으로 작용하고 있어 손상 방지를 위한 선제적인 조치가 필요하다. 알칼리-골재 반응에 의한 팽창 정도는알칼리-골재반응의 상태, 포장의 길이 및 도로구조에 따라 달라짐을 알 수 있었다. 교량의 손상 방지를 위해선 콘크리트 포장의 팽창력을 이완시켜 주는 방안이 효과적이며 콘크리트 포장의 길이가 긴 구간은 아스팔트 치환공법이 유리할 것이다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.172-173
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• 2022

Rough stones of aggregates used as concrete aggregates for 6 regions in Korea were sampled and the reactivity of alkali aggregates was analyzed using chemical analysis method and mortar rod method.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.53-60
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• 2011

건설폐기물이 매년 증가함에 따라 제도적으로 건설폐기물을 재활용한 순환골재의 사용을 촉진하게 되었고, 이에 따라 현장에 순환골재의 사용이 증가되었다. 그러나 순환골재의 알카리수 용출에 의한 환경적 문제가 발생하게 되었고, 이를 저감시킬 방안에 대한 연구가 요구되었다. 본 연구는 순환골재의 알카리저감을 위한 방안으로 촉진탄산화 반응을 이용한 알카리 저감장치를 제작하여 순환골재 생산현장에 설치하고, 대량의 순환골재를 대상으로 알카리저감효과 및 품질의 영향을 분석하였다. 그 결과, 탄산화 반응시간 30초, 반응압력 -50 kPa에서 100 kPa까지 3싸이클의 압력변화를 주는 조건에서, 순환골재 pH는 9.33에서 9.8의 범위 내를 유지하였다. 또한 순환골재의 물리적 품질은 탄산화 반응 전보다 반응 후의 소성지수, 수정 CBR, 마모감량, 모래당량, 액성한계, 입도분포, 밀도 및 흡수율이 개선되는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.431-437
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• 2008

한국에서는 그동안 콘크리트구조물에서 알칼리-실리카 반응에 의한 피해 사례가 학계에 보고된 바가 거의 없는 상태이다. 최근 일부 고속도로 콘크리트 포장에서 알칼리-실리카 반응에 의한 균열과 스펄링 발생하였다. 본 연구에서는 최근 몇몇 국가에서 콘크리트용 골재의 알칼리-실리카 반응성을 조기에 판정하는데 효과가 있는 ASTM C 1260 촉진 모르타르 봉 방법으로 한국산 암석에 대하여 재령별 팽창 특성을 분석하고자 하였다. 실험 결과 한국산 골재 중 화성암 골재 10종 중에서 14일 재령에 0.1% 이상의 팽창이 발생한 골재는 복운모 화강암, 규장암이 반응성이 있는 것으로 실험되었다. 퇴적암 골재 5종 중에서는 14일 재령에 0.1% 이상의 팽창이 발생한 골재에는 장석사암, 적색사암, 셰일로서 잠재적인 알칼리-실리카 반응성이 있는 것으로 실험되었다. 변성암 골재 11종 중에서 14일 재령에 0.1% 이상의 팽창이 발생한 골재에는 충남 보령 점판암으로서 0.303%의 팽창이 발생하여 반응성이 매우 큰 골재임을 알 수 있었다. 이와 같이 한국산 골재에서도 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창 현상이 크게 발생함을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제50권4호
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• pp.257-266
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• 2017

본 연구에서는 초임계 $CO_2$($scCO_2$)를 이용하여 폐콘크리트 순환골재와 반응한 용출수의 pH를 9.8 이하로 유지시켜(중성화) 재활용할 수 있는 기술을 개발하기 위한 실내 배치실험을 수행하였다. 실험재료로는 건설폐기물중간처리업체에서 제공받은 세 종류의 순환골재를 사용하였으며, 각 종류별로 골재 입자크기 별로 선별하여 총 7개의 시료를 사용하였다. 먼저 $scCO_2$-물-순환골재 반응에 의해 순환골재의 pH가 지속적으로 낮게 유지되는지를 확인하는 반응실험을 수행하였다. 스테인레스강철로 만들어진 고압셀(150 mL 용량)에 테플론 비이커를 고정시킨 후, 3차 증류수 70 mL와 순환골재 시료 35 g을 혼한한 후 고압용 오븐과 고압시린지 펌프 및 압력조절 장치를 이용하여 10 MPa(100 bar), $50^{\circ}C$ 조건에서 50일간 반응시켰다. 반응시간(1, 5, 10, 15, 30, 50일)에 따른 증류수의 pH, 용존 양이온과 음이온 농도를 측정하였다. $scCO_2$ 반응에 의한 순환골재의 지화학적 및 광물학적 변화를 확인하기 위하여 반응 전/후 XRD, SEM-EDS 등의 분석을 실시하였다. 마지막으로 $scCO_2$ 반응 후 순환골재의 용출수 pH 변화를 용출실험을 통하여 규명하였다. $scCO_2$-물-순환골재 반응 결과, 반응 전 순환골재의 pH는 평균 12보다 높은 값을 나타내었으나, $scCO_2$와 반응한 지 1시간 경과 후 증류수의 pH는 7이하로 낮아졌고 반응 50일 까지 pH가 8 이하로 안정되게 유지되었다. 순환골재 종류와 관계없이 $scCO_2$와의 용해 반응에 의해 수용액 내 $Ca^{2+}$, $Si^{4+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$ 이온들의 농도가 증가하였으며, $scCO_2$ 반응 후 골재의 XRD, SEM-EDS 분석 결과, 다량의 방해석과 일부 무정형의 규산염과 수산화물이 침전되었다. $scCO_2$로 처리하지 않은 순환골재의 용출수 pH는 용출 시간에 관계없이 12-13을 유지하였으나, $scCO_2$로 50일 처리한 경우와 1일 처리한 순환골재의 경우 모두, 입자크기와 관계없이 용출수의 pH가 9이하를 유지하여 건설현장에서 순환골재의 재활용이 가능할 것으로 판단되었다.

• 지질공학
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• 제13권3호
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• pp.309-320
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• 2003

ASTM C 227-90에 의한 모르타르봉 팽창의 원인에 대해서 현재까지는 막연히 알칼리-골재 반응에 의한 것으로 알려져 왔으나 본 연구에서는 팽창의 원인을 알칼리-골재 반응에 의한 팽창 외에 겔 공극의 팽창과 골재 자체에 형성된 엽리나 쪼개짐에 물이 침투되어 물리적으로 팽창되는 간극수에 의한 팽창으로 세분하였다. 또한 총 팽창량을 이들 세분된 팽창요인별로 정량적인 계산을 실시한 바 골재에 따라서는 팽창결과가 주로 간극수에 의한 것도 있고, 알칼리-골재 반응에 의한 것도 있으며 이들이 복합적으로 작용한 것도 있음을 알게 되었다. 이러한 방법으로 현무암, 사암 등 몇 몇 골재의 문제점을 분석하였다 콘크리트는 현재 건설구조물의 대부분을 차지하고 있으며, 골재는 콘크리트의 75% 내외를 점유하고 있는 만큼 골재의 올바른 선정은 중요한 의미를 갖는다. 또한 이미 완성된 콘크리트 구조물에 골재와 관련된 문제점이 발생하였을 때 이를 치유하는데 정확한 원인을 알아내는 것이 중요하다고 보며 본연 구는 그러한 면에서 활용면을 찾을 수 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.385-388
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• 2008

현 국내에서 생산되고 있는 대다수의 순환잔골재는 골재표면에 부착되어 있는 구모르터 성분으로 인하여 낮은 밀도와 높은 흡수율의 물리적 특성을 나타내는 저품질 골재이다. 이러한 이유로 일반 콘크리트용 골재 또는 콘크리트 제품제조용 골재로 사용이 부적합하며 일반 성토, 매립재용으로 사용되고 있는 실정이다. 또한 골재 세척에 사용되는 공정수는 골제 세척 후 강알칼리성을 띠게 되어 추가적인 처리비용이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기존 파 분쇄 방법이 아닌 마쇄 방법을 사용하여 골재간의 마찰과 자유낙하에 의한 운동에너지로 골재표면에 구모르터 성분을 탈리시키고 황산수를 공정수로 사용함으로써 중화반응에 의해 중성 또는 약산성화 하는 방법으로 고품질 순환잔골재를 생산하였다. 상기의 방법으로 생산된 순환 잔골재는 구모르터 성분에 포함되어있는 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)과 공정수에 투입한 황산($H_2SO_4$)의 중화반응에 의해 반응생성물인 석고가 생성되고, 중화반응에 의해 생성된 석고는 재생골재를 건조하는 과정에서 반수석고로 변환된다. 일반적으로 시멘트에 포함된 석고는 응결을 완화 할 뿐 아니라 단기강도를 높이고 건조수축을 감소시키며, 화학적 저항성을 향상시키는 등의 효과가 알려져 있다. 이에 본 연구는 저품질의 순환잔골재를 황산수와 습식마쇄방법을 이용하여 고품질의 순환잔골재로 생산한 후 이를 콘크리트에 적용하였을 때 반응생성물질인 반수석고가 콘크리트의 압축강도에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 실험 결과, 반수석고가 포함된 순환잔골재를 사용한 콘크리트가 압축강도가 가장 높게 나타났고 휨강도는 석고를 제거한 순환 잔골재를 사용한 콘크리트가 가장 높게 나타났다.