• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.329-332
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• 2008

최근 들어 국내의 골재수급문제 때문에 육상모래를 많이 사용하게 되는데 이에 이 논문에서는 잔골재율(S/a) 변화를 통하여 콘크리트에 미치는 유동성과 압축강도에 미치는 영향을 파악하고 이에 플라이애쉬 사용에 따른 영향을 추가적으로 검토하여 70MPa급 고강도 콘크리트를 제조하고자 하였다. 검토결과, 잔골재율 $37{\sim}45%$ 범위에서 잔골재율이 감소할수록 유동성이 증가하였고 S/a=39%에서 최대 강도인 77MPa를 나타내 적정 잔골재율로 판단된다. 또한 플라이애쉬를 시멘트에 대해 20%까지 치환한 경우 사용량이 증가할수록 유동성이 증가하였으며 재령 28일에서 압축강도도 플라이애쉬를 사용하지 않은 경우에 대해 동등이상의 압축강도를 나타내어 시멘트에 대해 $10{\sim}15%$ 치환한 경우가 적정 치환율로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.151-158
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• 2007

최근 들어 정부의 환경정책이 폐기물의 발생량을 줄이되 발생되는 산업부산물을 적극적으로 재활용하는 자원순환형 폐기물 관리로 추진됨에 따라 산업 각 부분에서 발생되는 산업부산물의 재활용에 대한 연구 및 적용성이 활발히 진행되고 있다. 최근 잔골재의 대체재로 주목 받고 있는 동슬래그는 본격적인 활용이 진행된다면 잔골재 수급에 많은 도움을 줄 것으로 예상되나 천연골재에 비해 높은 비중 및 대체율이 30%를 초과하면 재료분리가 발생하는 등의 단점 또한 지적되고 있다. 본 연구에서는 동슬래그의 혼입 시 발생되는 블리딩의 발생을 혼화제의 사용을 통하여 억제하고 압축강도 시험 결과 등의 종합적인 고찰을 통하여 잔골재 대체시의 동슬래그의 적정 혼입률을 도출하고자 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권10호
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• pp.5-15
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• 2008

본 연구의 목적은 연약지반개량을 위한 수평배수층 재료로 순환골재의 적용가능성을 검증함에 있다. 최근 모래의 수급불균형이 초래되고 있으며, 이는 단순히 가격 상승의 문제에서 그치는 것이 아닌 전체 공정의 지연을 초래하게되어 문제의 심각성이 크다. 이러한 상황에서 순환골재는 그 수요를 충족시킬 수 있는 적절한 대체재료로 인식되고 있으며, 이를 검증하기 위해 우선 이미 제정된 각종기준과 규정을 찾아 비교 정리하였고, 다음으로 기존의 수평배수층 재료인 모래와의 공학적 특성에 대한 비교 및 검토를 시행하였다. 결과로써 순환골재는 모래에 비해 큰 투수계수 및 단위중량으로 인해 수평배수층으로써의 대부분 기준을 만족하였으며, 클로깅에 대한 문제는 수평배수층 상부에 필터층을 추가 설치하는 방안으로 해결할 수 있어, 현장적용이 가능한 것으로 판단되었다. 또한 모래에 비해 순환골재의 구입단가가 상대적으로 낮아 공사비 절감이 가능하여, 수평배수층 재료로 순환골재는 매우 경쟁력있는 대체재료라 할 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.367-375
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• 2009

최근 골재 수급불균형 문제 및 천연자원 고갈에 관한 사회적 관심이 집중되는 가운데, 종래 철강공정에서 부산물로 발생하는 슬래그 중 전기로 산화슬래그는 그 물리적 특성이 일반 골재와 유사한 특성이 있어 콘크리트용 골재로서 활용가능성이 높게 평가되나 슬래그 중 함유되어 있는 free-CaO에 의한 표면결함을 야기하는 문제를 내재하고 있다. 본 연구는 이러한 전기로 산화슬래그 골재의 화학적 안정성 확보방안을 도출하고 이를 통해 안정화된 슬래그 골재를 용도별 콘크리트용 잔골재로 활용하여 콘크리트의 역학적 성능 및 내구성능을 실험적으로 평가하여 전기로 산화슬래그 잔골재의 활용방안을 제시하는데 그 목적이 있다. 본 연구결과, 전기로 산화슬래그의 골재입경 조정, 소정 기간동안의 자연 에이징 처리에 의해 팝아웃 등의 표면결함을 대폭 저감할 수 있는 것으로 나타났으며, 콘크리트 용도별 대체율에 따른 역학적 성능 및 내구성능은 일반 골재와 비교하여 동등 또는 동등이상의 성능을 발현하는 것으로 평가되었다. 향후 전기로 산화슬래그 잔골재 활용시에는 콘크리트의 미관저해 현상이 나타나지 않도록 충분한 사전 에이징 또는, 가공처리 등 안정성 확보를 위한 품질관리가 반드시 선행되어야 할 것이다. 또한, 철강부산물의 친환경적인 자원순환 시스템을 확립하기 위해서는 전기로 산화슬래그 골재에 대한 품질관리 지표 구축과 더불어 다양한 용도개발이 이루어져야 하며 각종 공학적 특성 및 내구성에 관한 지속적인 연구개발이 이루어져야 할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.4033-4038
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• 2013

건설공사 현장에서 발생하는 버럭 중 퇴적암은 대부분 야적, 매립 등으로 폐기하고 있어 공사비의 증대 및 시공 비효율화의 원인이 되고 있다. 이 중 일부 사암의 경우 선별하여 골재로 활용하기도 하지만, 셰일은 대부분 산업폐기물로 매립하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 대경권의 골재수급 안정화 및 콘크리트용 대체골재 자원 개발의 일환으로 대경권에 널리 분포하고 있는 셰일 골재의 풍화특성을 평가하였으며, 셰일 골재의 치환율 변화에 따른 콘크리트의 동결융해 특성을 평가하였다. 실험에 사용된 셰일은 대구시 터파기 공사현장에서 반출되는 레드셰일과 블랙셰일을 선정하였으며, 콘크리트용 굵은 골재로 널리 사용되는 안산암과 변성퇴적암의 일종인 혼펠스와 비교함으로써 셰일의 콘크리트용 골재 활용성을 검토하였다. 실험결과, 안산암과 혼펠스의 경우 시간 경과에 따른 열화현상이 발견되지 않았으나, 블랙셰일은 모암의 일부가 박리되는 현상이 발견되었다. 레드셰일은 직접 폭로 1.5개월 경과 후 층리의 방향에 따라 균열이 발생하기 시작하였으며, 약 4개월 경과 후 잘게 부수어지는 현상이 나타났다. 셰일 골재 치환율에 따른 제조한 콘크리트의 300 cycle 동결융해 반복 후 상대동탄성계수는 Plain에서 97%, Hornfels는 95%로 나타났으며, RS_100의 경우 반복횟수 210 Cycle에서 57%, BS_100의 경우 반복횟수 240 Cycle에서 상대동탄성계수가 54%로 나타나 셰일 골재를 사용한 콘크리트의 동결융해 저항성이 반복횟수 증가에 따라 급격히 감소하는 것으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제54권5호
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• pp.549-560
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• 2021

2019년에는 바다골재를 제외한 전국 147개 시군구의 872개 채취장에서 골재를 생산하였다. 이 중 허가에 의한 골재 채취장은 414개소이며, 신고에 의한 골재 채취장은 458개소이다. 골재원별로 보면 선별파쇄골재가 가장 많은 채취장을 운영하며, 그 다음으로 산림골재, 육상골재, 선별세척골재, 하천골재의 순으로 채취장의 수가 감소한다. 지역별로 보면 경상북도가 149개소의 채취장에서 골재를 생산하였으며 경기도는 135개소, 강원도는 113개소, 경상남도는 92개소, 충청북도는 81개소, 전라북도는 70개소에서 골재를 생산하였다. 채취장별 생산규모로 보면 100만 m³ 이상의 골재를 생산한 채취장은 17개소로서 생산량은 2019년 골재 생산량의 약 17.6%인 약 2,300만 m³이다. 50만~100만 m³ 미만의 골재를 생산한 채취장은 44개소로 생산량은 약 3천만 m³, 10만~50만 m³ 미만의 채취장은 273개소로 생산량은 약 6천만 m³, 1만~10만 m³ 미만의 채취장은 409개소로 생산량은 1천7백만 m³, 그리고 1만 m³ 미만의 골재채취장은 129개소로 생산량은 2019년도 전체 골재생산량의 0.4%에 불과하다. 산림골재와 선별파쇄에서만 100만 m³ 이상의 골재를 생산하는 채취장이 운영된다. 골재허가에 의해 골재를 채취하는 하천, 육상, 산림골재에서의 허가기간은 대체로 10년 이내이며, 특히 하천골재와 육상골재는 2년 이내로 매우 짧은 편이다.

• 자원환경지질
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• 제57권2호
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• pp.161-175
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• 2024

골재는 일반적으로 암석이 강에서 운반되거나 인공적으로 파쇄되어 형성된 모래와 자갈 등을 말하며, 건설 산업의 핵심 자원이다. 경상북도는 전국에서 가장 넓은 행정구역으로, 산림골재, 육상골재, 하천골재, 선별파쇄골재 등 다양한 종류의 골재를 생산하고 있다. 2022년 기준으로 약 696 만m³의 골재를 채취하였으며, 이 중 허가에 의한 채취물량은 약 407 만m³, 신고물량은 약 288 만m³이다. 경상북도의 골재수요는 레미콘 공급량의 추정 방법에 따라 1,239 만m³로 나타난다. 골재의 공급 측면에서는 약 120 개의 채취장이 운영되고 있으며, 대부분의 시군에서는 골재의 수요와 공급이 적절하게 유지되고 있다. 다만, 일부 지역에서는 경상북도 인접지역에 반입과 반출이 발생하고 있다. 경상북도의 골재의 반입과 반출이 많은 지역은 경부선을 따라 경상북도 남부와 대구광역시, 포항시로 연결되는 지역이며 인구의 분포와 높은 관련성이 나타난다. 경상북도는 인구 감소와 농촌 지역의 고령화, 지역 간의 균형 발전 부족 등의 문제에 직면하고 있으며, 연구결과로 제시된 GIS를 이용하여 출발지-도착지 분석을 통해 파악된 골재의 수요와 공급 흐름에서도 이러한 양상이 확인된다. 경상북도의 골재산업구조와 공간구조를 분석한 결과 현재 경상북도는 다양한 골재원의 공급으로 수요를 충족하고 안정적인 골재 수급이 유지되고 있다. 하천골재와 육상골재는 장기적인 개발이 어렵기 때문에 단기간 공급전략으로 유지될 수 있으며, 선별파쇄를 통한 공급은 원석 공급에 의존하여 안정성 유지가 어려운 상황을 고려하여 원석관리의 필요성을 제안하였다. 경상북도에서는 골재자원의 안정적 공급을 위한 장기적인 대안으로 산림골재가 중요 자원으로 부각되어 대규모 골재 채석장 개발의 필요성을 제시하였다. 본 연구결과는 골재 자원의 지속 가능한 관리와 안정적 활용을 위한 전략 수립에 중요한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.54-59
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• 2020

콘크리트의 품질에 큰 영향을 미치는 중요 자재인 굵은 골재는 채취장소, 생산방법 등에 따라 다양하게 생산된다. 현재 건설업계는 굵은 골재의 안정적인 공급과 표준적인 품질 확보 방안이 필요한 실정이다. 본 연구는 굵은 골재를 3D 프린팅으로 제작하여 사용하는 것이 이 문제 해결에 도움이 되는지를 검토하는 것이 목적이다. 3D 프린팅을 위한 필라멘트는 검토 결과 ABS 필라멘트가 선정되었다. 굵은 골재의 설계는 CATIA를 사용했으며, 제작은 CUBICON Single Plus를 사용하였다. 공시체는 3개의 AE제를 사용 것과 3개의 그렇지 않은 것 등 총 6개를 제작한 후 28일 동안 수중 양생하였다. 압축강도 시험 결과 AE제를 사용할 경우 콘크리트표준시방서에서 규정한 경량콘크리트 설계기준의 최저 압축강도 이상이 발현됨을 확인했다. 이는 3D 프린터로 제작한 굵은 골재가 경량콘크리트의 굵은 골재로 사용될 가능성이 있음을 시사한다. 특히 대량생산 체계를 갖출 경우 궁극적으로 굵은 골재의 안정적 수급과 표준적인 품질 확보라는 건설업계가 당면하고 있는 문제 해결에도 일조할 수 있을 것이다. 향후에는 3D 프린팅으로 제작한 굵은 골재의 부착력 향상 방안, 경제성 분석 등에 관한 연구를 진행할 예정이다.

• 자원환경지질
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• 제54권5호
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• pp.581-594
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• 2021

2020년에 국내 골재 총 채취량은 약 1억3,150만 m³ 이며, 이 중 모래는 약 4,386만 m³(33.3%), 자갈은 약 8,749만 m³(66.7%) 채취되었으며, 허가채취는 약 5,858만 m³(45%), 신고채취는 약 7,277만 m³(55%)이다. 골재원별로 보면 하천골재 약 50만 m³, 육상골재 약 380만 m³, 산림골재 약 4,680만m³, 바다골재 약 740만m³, 선별파쇄 약 6,827만m³, 선별세척 약 331만m³, 그리고 기타신고골재가 약 110만m³로 선별파쇄골재와 산림골재가 전체 채취량의 약 88% 차지하고 있다. 경기도가 광역시도에서는 골재를 가장 많이 채취하였으며, 그 다음으로 경상남도, 충청북도, 강원도 충청남도, 인천광역시의 순이다. 2020년에는 231개 시군구의 약 67%인 153개 시군구에서 골재를 채취하였으며, 38개 시군구에서 100만 m³ 이상의 골재를 채취하였으며, 채취량은 전국 채취량의 65%인 약 8,567만 m³이다. 2020년도에는 약 1040여개소의 채취장이 운영되었으나 실제 골재를 채취한 채취장은 약 889개 채취장으로 선별파쇄장이 약 415개소로 가장 많으며, 산림골재, 육상골재장은 200개소 내외이다. 100만 m³ 이상을 채취한 채취장은 14개 채취장이며, 1만 m³ 이하의 소규모 채취장도 약 126개소이다. 약 420여개의 허가채취장에서 허가기간은 최장 32년에서 최소 2개월이며, 허가 잔여기간을 보면 2021년 이후 채취가능한 채취장이 약 55% 이며, 2020년 수준의 허가 골재채취물량을 유지하기 위해서는 최소한 200여개 이상의 채취장에 대해 허가연장, 신규허가가 필요할 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.101-108
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• 2019

본 연구는 석탄가스화발전(IGCC)에서 발생하는 부산물인 CGS에 대한 콘크리트용 잔골재로서의 활용성을 분석한 것이다. 즉, KS F 2527 "콘크리트용 골재"에서 천연 및 용융슬래그 잔골재에 해당하는 품질항목을 중심으로 CGS 1~12회분에 대한 물성평가를 실시하였다. 그 결과, 물리적인 특성으로 입자모양판정실적률, 안정성 및 팽창성은 KS의 품질기준을 전부 만족하였으나, 절건밀도와 흡수율은 7~12회분에서 품질이 불안정한 것으로 나타났다. 입도의 경우 불균일한 굵은 입자분포로 인해 품질이 다소 불안정하였고, 7~12회분은 입자가 너무 굵은 것으로 나타났다. 유해물질 특성으로 0.08mm체 통과량 또한 7~12회분의 일부 수준에서 KS기준을 벗어났으나, 염화물함유량, 점토덩어리, 석탄 및 갈탄은 모두 만족하는 것으로 나타났다. 한편, 화학성분은 1~6회분에서 $SO_3$를 제외하고 전부 만족하였으며, 유해물질 함유량 용출량은 함유량에서 7~12회분의 F를 제외하고 전부 규정치 이내로 나타났다. SEM분석 결과 1~6회분에 비해 7~12회분이 거친 표면성상 및 다공질을 보여 품질이 저하된 것으로 판단되었다. 따라서 향후 콘크리트용 골재로서 활용하기 위해서는 별도 조치를 통한 품질편차 감소가 필요하고, 양질의 골재와 혼합하여 품질을 보완한다면 골재수급난 해소 및 순환자원 활용에 긍정적으로 기여할 수 있을 것으로 판단된다.