• 콘크리트학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.438-446
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• 2001

최근 지구환경부하 저감을 목적으로 포러스콘크리트의 수요가 점점 증대되고 있지만 낮은 강도수준으로 인해 사용용도에 제약을 받고 있으며, 또한 대부분 그 기능성을 무시한 채 강도 및 색채에 의해서만 관리되고 있어 그 기능성(특히 투수성능)에 많은 문제를 유발시키고 있다. 이에 본 연구에서는 포러스콘크리트의 배합상 대부분을 차지하는 골재가 포러스콘크리트의 기초물성에 미치는 영향을 파악하여 강도 및 투수성능 향상을 위한 기초적 자료를 제시하고자 하였다. 그 결과 포러스콘크리트의 강도, 공극율 및 투수계수는 동일 단위시멘트량에서 골재 크기에 관계없이 유사하게 나타났으나 2.5~5mm 골재를 사용한 경우에는 다른 골재에 비하여 크게 다른 값을 보이고 있으며, 동일 조건에서도 골재 종류에 따라 다르게 나타났다. 또한 혼탁액 투과에 의한 투수계수 감소율은 골재 크기가 작을수록 크게 되며, 특히 2.5~5mm 골재의 경우에는 급격히 저하하였다. 또한 골재 종류에 따라서도 그 값은 다르게 나타나 포러스콘크리트의 장기 투수성능 확보를 위해서는 재료선정시 골재 크기 및 입형을 충분히 고려해야 할 것으로 판단된다. 포러스콘크리트의 압축강도와 초음파속도 및 동탄성계수 사이에는 높은 상관성을 보이고 있으며 또한 단위용적중량에 의한 포러스콘크리트의 공극율 추정이 가능한 것으로 나타났다. 또한 포러스콘크리트의 동탄성계수는 일반콘크리트에 비하여 초기재령부터 매우 높게 발현되고 있으며, 재령 7일 이후 동탄성계수의 상승구배는 매우 완만하게 나타났다.

• 레미콘
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• 12호통권14호
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• pp.4-19
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• 1987

다음은 한국레미콘공업협회가 87.9.26개최한 제3회 레미콘기술세미나에서 충남대 건축공학과 김무한 교원ㆍ남재현 강사가 발표한 내용을 전재했다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권12호
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• pp.35-44
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• 2017

노후화된 콘크리트 포장 및 건물 철거 시 많은 양의 폐콘크리트가 발생하고 있다. 본 연구에서는 폐콘크리트를 파쇄 처리하여 생산된 순환골재가 다시 인근 도로 현장의 노체 또는 노상 재료로 사용될 경우, 다짐으로 인한 파쇄정도와 입도 변화가 공학적 특성(투수계수 및 전단강도)에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 현장에서 수거된 순환골재의 크기를 3 종류(31.5-45.0mm, 19.0-31.5mm, 9.5-19.0mm)로 나눈 다음, 이를 일정한 비율로 혼합한 총 7 종류의 시료를 대상으로 수정 B 및 D 다짐시험을 실시하였다. 다짐으로 파쇄된 순환골재에 대한 체분석을 실시하여 다짐 에너지와 골재 크기에 따른 파쇄 정도를 4 종류의 파쇄지수($B_{15}$, $C_c$, $B_{10}$, $B_r$)로 계산하였다. 다짐에너지에 따른 파쇄지수는 지수에 따라 D 다짐의 경우가 2.0-8.0배 정도 더 높은 파쇄성을 보였으며, 가장 큰 골재의 파쇄성이 가장 작은 골재에 비해 1.4-3.0배 정도 더 높았다. 한편, 5.6-9.5mm 사이 순환골재를 분쇄하여 파쇄지수 중 $B_{15}$에 따라 1, 3, 10, 20, 30, 50, 60, 70이 되도록 입도 조정한 시료에 대해 투수시험과 직접전단시험을 실시하였다. 파쇄지수($B_{15}$)가 증가함에 따라 투수계수는 계속 감소하였으며, 파쇄지수가 50일 경우 1/22까지 감소하였다. 한편, 순환골재의 마찰각은 파쇄지수가 1에서 50까지 증가함에 따라 $46.1^{\circ}$에서 $54.5^{\circ}$까지 증가하다가 60 이후는 다시 감소하는 경향을 보였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.317-324
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• 2020

플라스틱은 우수한 물성과 가공성 및 경제성으로 소비가 급증하고 있는 반면에, 분리, 선별이 제대로 이루어지고 있지 않아 재활용률이 저조한 실정이다. 특히, 생활폐기물 발생 폐플라스틱은 이물질과 혼합배출로 분리, 선별 공정 비용이 증가하여 재활용이 상대적으로 저조한 실정이다. 이에 본 연구는 생활폐기물 발생 복합 폐플라스틱을 콘크리트용 골재로 재활용하기 위한 기초 연구로 폐플라스틱 종류(복합재질 1종류 및 단일 재질 2종류) 및 치환율(잔골재 용적 대비 25%, 50% 및 75%)에 따른 콘크리트 특성 변화를 실험적으로 평가하였다. 복합재질의 폐플라스틱 굵은 골재는 양호한 입도 분포로 부순 굵은 골재 대비 밀도는 낮고 흡수율은 높은 것으로 나타났다. 반면에, 단일재질의 폐플라스틱 잔골재는 균일한 크기의 입자로 구성되었으며 부순 잔골재 대비 밀도와 흡수율 모두 낮은 것으로 나타났다. 복합재질 굵은 골재 치환 콘크리트는 가장 많은 폐플라스틱 치환량에도 양호한 입도 분포로 재료 분리 현상이 발생하지 않았으며, 공기랑도 증가량도 적은 것으로 나타났다. 한편, 폐플라스틱 골재의 낮은 강도, 소수성으로 인한 시멘트 수화반응 억제, 폐플라스틱 골재와 시멘트 페이스트 사이의 낮은 부착력 등으로 폐플라스틱 골재 치환량이 증가함에 따라 콘크리트의 압축강도 및 휨강도는 감소하였으며, 입도 분포가 양호한 복합재질의 폐플라스틱 굵은 골재를 치환한 콘크리트의 압축강도 및 휨강도의 저하 정도가 상대적으로 작은 것으로 나타났다.

• 한국도로학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.45-53
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• 2012

본 연구에서는 다양한 포장용 콘크리트 배합의 건조수축 특성에 관한 실험결과를 분석하였다. 실험변수는 굵은골재의 종류(석회암, 사암, 화강암, 안산암, 편마암)와 잔골재의 종류(자연사, 부순모래) 및 콘크리트의 배합강도(보통강도, 고강도)를 달리하였다. 그리고 형상비가 22.2, 40, 85.7, 150, 200, 300을 갖도록 시편의 크기를 달리하였으며 코팅제(U&V-H(A,B))를 활용하였다. 다이얼게이지를 이용하여 항온($20^{\circ}C$) 항습(60%)에서 수행된 건조수축 실험은 길게는 1,014일 동안 측정하였다. KS에서 제시하는 표준시편에 비해 도로포장 모사용 슬래브 시편의 건조수축 변형률은 약 39% 감소되는 것으로 나타났다. 또한 동일한 형상비에 대해 굵은골재의 변화에 따른 건조수축 실험결과 석회암이 배합된 시편의 변형률이 사암대비 형상비별로 56~76% 범위에서 가장 낮게 측정되어 포장용 콘크리트로 사용되는데 유리할 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.537-544
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• 2020

Interfacial transition zone (ITZ)은 골재-시멘트 복합체 사이의 영역으로써, 콘크리트에서 가장 취약한 영역으로 알려져 있으며, 이는 점진적으로 변화하는 불균질한 상으로 이루어져 있다. 경량 고강도 콘크리트 개발을 위해 물-바인더 비가 낮은 고강도 시멘트 복합체와 경량골재 사이의 Interfacial transition zone (ITZ)의 역학적 특성 평가는 필수적이다. 하지만 ITZ는 복잡하고 다공성 구조를 가지고 있기 때문에, 이의 역학적 특성은 아직 명확하지 않다. 또한, 경량골재 ITZ는 일반골재보다 다양한 변수 (물-바인더 비, 골재의 흡수율, 양생조건 등)에 의해 변화한다. 따라서 본 연구에서 골재의 종류 및 크기에 따른 ITZ의 역학적 특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 나노 인덴테이션 기법을 이용하여 물-바인더 비가 0.2인 고강도 시멘트 복합체와 표준사 및 최대치수가 각각 2mm, 5mm인 경량골재 ITZ의 탄성계수를 측정하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제14권4호
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• pp.357-365
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• 2016

일반골재인 자갈, 모래와 중량골재인 산화 슬래그 및 자철광을 이용하여 5 종류의 콘크리트를 제작하여 감마선 차폐특성과 압축강도를 살펴보았다. 골재는 평균적인 크기에 따라 비교적 작은 크기의 잔 골재와 큰 크기의 굵은 골재로 구분하여 사용하였다. 실험 결과 산화 슬래그 잔 골재와 굵은 골재를 사용한 콘크리트가 일반 골재만을 이용하여 배합한 콘크리트 시편보다 $^{137}Cs$ 감마선에 대해 2% 향상된 감쇠계수인 $0.37cm^{-1}$을 기록하였다. 각 시편들의 단위중량을 측정한 결과 자철광 잔 골재와 산화 슬래그 굵은 골재로 배합한 조건의 단위중량이 가장 높은 $3,175kg{\cdot}m^{-3}$이었다. 산화슬래그를 잔 골재와 굵은 골재로 배합한 조건의 단위중량은 $3,052kg{\cdot}m^{-3}$으로 최대 단위중량 조건보다 $123kg{\cdot}m^{-3}$ 낮았지만 감쇠계수는 오히려 $0.012cm^{-1}$ 향상되었다. 골재들의 화학성분 분석결과 산화 슬래그는 자철광에 비해 마그네슘의 비율은 낮고 칼슘의 비율은 높아 구성에 있어서 차이를 보였다. 따라서 산화슬래그 만을 골재로 사용한 경우 자철광을 잔 골재로 사용한 경우보다 단위중량은 낮았지만 마그네슘과 비교하여 원자번호가 큰 칼슘의 비율이 높아서 감마선 차폐성능이 향상된 것으로 생각된다. 중량골재가 배합된 모든 시편들은 일반 골재를 이용한 콘크리트보다 압축강도가 높았고, 산화슬래그와 자철광의 잔 골재만을 사용한 경우 4주 양생 후 압축강도가 일반 콘크리트에 비해 45% 향상된 50.2 MPa을 기록하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권11호
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• pp.21-29
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• 2016

본 연구에서는 각종 구조물 철거 시 발생하는 폐콘크리트를 파쇄 처리하여 생산된 순환골재의 크기를 세 종류(10-13mm, 13-20mm, 20-25mm)로 나눈 다음, 순환골재의 pH 저감방법과 순환골재 처리방법에 따른 파쇄값을 실험 분석하였다. 순환골재 침출수의 pH는 골재 크기에 관계없이 약 11 정도로 일정하였으며, 이를 1000ml 증류수에 넣고 pH가 약 5 정도인 커피박을 10, 30, 또는 50g 혼합하여 시간에 따른 pH 변화를 측정하였다. 커피박을 50g 넣은 경우 24시간 후 pH가 최대 6.2까지 떨어지는 결과를 얻었다. 또한 마이크로웨이브(microwave)를 쪼여 가열하는 방법이나, pH가 2인 식초에 순환골재를 1일 침지시켜 중성화시키는 화학적인 방법을 이용하여 순환골재의 파쇄값을 비교 분석하였다. 무처리한 경우보다 마이크로웨이브를 쪼인 경우 평균 3.3% 정도 파쇄값이 증가하였으며, 중성화시키는 방법은 6.2% 정도 파쇄값이 증가하여 상대적으로 파쇄효과가 더 높았다. 순환골재 파쇄시험에서 표준 시료 높이 100mm 보다 높은 120mm로 시험한 경우 파쇄값이 6.3% 증가하였으며, 400kN을 연속으로 재하하는 경우보다 100kN씩 4단계로 재하한 경우 파쇄값이 7.1% 더 증가하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.101-111
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• 2016

석탄재로부터 제조된 지오폴리머에 골재를 첨가하여 시멘트와 동일하게 모르타르와 콘크리트를 제조하는 것이 가능하다. 잔골재의 특성이 지오폴리머 모르타르와 콘크리트에 미치는 영향에 대해 체계적으로 검토한 연구는 많지 않기 때문에 잔골재의 광물조성, 형상, 표면, 입도, 밀도 및 흡수율 등을 평가하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 석영, 운모, 장석, 휘석 등의 광물 조성을 이루고 -0.60mm에서 +0.30mm까지의 입자크기가 전체의 96%이며 표면이 거칠고 각진 형상을 보이는 주문진 표준사와 대부분 석영으로 -1.40mm에서 +0.60mm까지의 입자크기가 전체의 51%를 보이고 동시에 다양한 입자크기를 보이면서 표면이 매끈하고 둥근 형상을 나타내는 ISO 표준사 다른 두 종류의 잔골재를 사용하였다. 배합비는 Si/Al=1.0-4.1의 범위에서 지오폴리머 페이스트를 실험한 결과 가장 높은 압축강도를 보인 Si/Al=1.5는 모르타르, 가장 높은 반죽 질기를 보인 Si/Al=3.5는 콘크리트에 각각 적용하였다. 지오폴리머 모르타르는 잔골재를 20-50%의 범위에서 주문진 표준사와 ISO 표준사가 첨가된 모르타르는 각각 69.5-112.0mm, 70.5-126.0mm의 플로우 크기 증가를 보였고, ISO 잔골재 가 첨가된 모르타르의 플로우 증가율이 더 높았다. 지오폴리머 콘크리트는 ISO 표준사와 굵은 골재가 전체의 77wt.%를 첨가하였을 때 평균 압축강도가 32MPa로 나타났고 반죽 질기는 몰딩하기에 양호하였다. 본 연구에서 다양한 입도분포, 둥근 형상, 매끈한 표면, 낮은 흡수율을 보인 ISO 표준사가 지오폴리머의 반죽 질기에 유리한 특성을 보였기 때문에 지오폴리머 콘크리트에도 ISO 표준사와 유사한 잔골재를 사용하는 것이 유리할 수 있다.