• 대한토목학회논문집
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• 제39권4호
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• pp.485-492
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• 2019

본 연구는 순환 굵은 골재의 함수상태가 콘크리트의 압축강도에 미치는 영향을 물/결합재 비와 양생 조건을 변수로 하여 평가하였다. 표건상태의 순환골재는 콘크리트의 강도발현을 저하시켰는데, 이는 순환골재의 높은 흡수율에 의한 표면수의 증가로 골재와 시멘트 페이스트 사이의 부착강도가 저하되었기 때문이다. 골재의 종류와 함수상태가 물/결합재 비의 변화에 따라 압축강도에 미치는 영향의 정도는 비슷하였다. 그러나 양생조건에 대해서는 골재의 종류에 따라 상당한 차이를 보였다. 대기양생을 시킨 경우 높은 흡수율을 가진 순환골재는 수화작용에 필요한 수분을 감소시키고, 수분증발을 증가시켜 강도발현을 저해하였다. 순환골재의 함수상태는 콘크리트의 압축강도에 상당한 영향을 줬으며, 순환골재콘크리트 생산시 골재의 흡수율에 따른 함수상태에 대한 관리가 필요하다. 또한 순환골재 콘크리트의 경우 적절한 품질관리를 위해 양생관리가 매우 중요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.135-143
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• 2007

본 논문은 장기 지속하중을 경험한 순환골재 콘크리트 보의 휨 거동특성 평가를 위하여 수행된 실험결과를 다룬 내용으로 이를 위하여 천연골재를 사용한 시험체, 순환굵은골재로 100% 대체된 시험체와 순환잔골재로 50% 대체된 시험체 등 총 3개의 보가 계획 및 제작되었다. 1년간 재하된 지속하중을 경험한 이후 파괴시까지 다시 재하된 철근콘크리트 보의 단기 휨거동에서 초기 강성 및 최대내력은 골재의 종류에 관계없이 유사하게 나타났으나 최대내력시의 강성이 순환골재를 사용한 경우 천연골재에 비해 28 및 23% 작게 나타났고 인장철근 및 압축측 콘크리트의 변형률도 순환골재를 사용한 시험체가 천연골재를 사용한 시험체보다 다소 크게 나타났다. 그러나 순환골재를 사용한 철근콘크리트 보에 대한 실험값을 ACI규준 의한 계산값과 비교한 결과 크게 나타났으며 전반적으로 천연골재를 사용한 철근콘크리트 보와 대등한 휨 성능을 보였다.

• 자원환경지질
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• 제51권4호
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• pp.359-370
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• 2018

기존 연구에서 초임계$CO_2$($scCO_2$)-물-순활골재 반응을 이용한 폐콘크리트 순환골재의 중성화(pH 저감) 처리에서 가장 문제시되었던 오랜 처리시간의 한계(최대 50일)를 최소 3시간까지 단축하는 배치실험과 칼럼실험을 수행하였다. 모르타르(골재를 포함하지 않은 시멘트+모래 혼합체)와 모르타르에 골재를 포함하는 2 종류의 순환골재를 실험에 사용하였다. 입자 크기별로 분류한 세 종류의 폐모르타르 시료에 대하여 $scCO_2$-물-폐모르타르 반응 시간을 1시간부터 24시간까지 다하게 설정하여 반응시킨 후, 폐모르타르의 pH가 지속적으로 9.8 이하로 낮게 유지되는 최소 반응시간을 결정하는 용출 배치실험을 실시하였다. 실제 현장에서 다량의 순환골재를 중성화 처리하는 경우 비평형상태에서 용출이 발생하는데, 이러한 kinetic 효과를 고려한 순환골재의 실제 pH 저감 효율을 측정하고자 대형 칼럼 연속 용출 실험을 실시하였다. 배치실험의 경우, 고압셀 내부에서 3차 증류수 70 mL와 순환골재 시료 35 g을 혼합한 후 100 bar, $50^{\circ}C$ 조건에서 1시간 ~ 24시간 동안 반응시켜 중성화 처리하였다. 처리 후 건조시킨 폐모르타르 시료 10 g + 증류수 50 ml의 비율(1:5 비율)로 혼합하여 10분 동안 150 rpm으로 교반한 후 정치시키고, 총 15일 동안 용출시간 별로 용출수의 pH를 측정하였다. 중성화 처리 후 순환골재의 광물학적 변화를 확인하기 위하여 처리 전/후 XRD, TG/DTA 등의 분석을 실시하였다. 대형 칼럼(직경 16 cm, 높이 1 m) 용출실험을 위해 순환골재 2 종류를 대상으로 3시간 동안 중성화 처리한 순환골재와 처리하지 않은 순환골재로 칼럼을 충진한 후, 증류수를 칼럼 상부에 설치된 스프링클러를 통하여 일정하게 총 220 L를 주입하였다. 칼럼에 충진된 순환골재를 통과하여 하부로부터 유출되는 유출수의 pH와 $Ca^{2+}$ 농도를 시간별로 측정하였다. 배치실험 결과 폐모르타르 시료(직경 10 ~ 13 mm)의 경우 3시간의 중성화 처리에 의해 용출액의 pH가 법적 허용기준인 9.8이하를 유지하는 것으로 나타났다. $scCO_2$ 반응 후 골재의 XRD, TG/DTA 분석 결과, 중성화 처리에 의해 시멘트 모르타르의 주성분인 포틀랜다이트($Ca(OH)_2$) 성분이 감소한 반면 방해석($CaCO_3$)이 2차 광물로 생성됨을 알 수 있었다. 칼럼 실험 결과 중성화 처리한 순환골재의 용출수는 kinetic 효과를 고려한 경우에도 굵은골재와 잔골재 모두 용출수의 pH가 9.8 이하로 유지되어, $scCO_2$를 이용한 순환골재의 3시간 중성화 처리에 의해 건설현장에서 재활용이 가능한 것으로 밝혀졌다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.121-129
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• 2017

본 연구에서는 콘크리트용 순환골재 고품질화 생산 방안으로 순환골재 파쇄횟수, 파 분쇄기와 박리 및 마쇄기 접목에 따른 순환골재의 품질을 검토하였다. 먼저 순환골재의 파쇄횟수 및 맨틀과 콘케이브 이격거리에 따라서 이격거리가 좁을수록, 파쇄횟수가 증가할수록 밀도, 흡수율 및 실적률의 품질이 향상되는 것으로 나타났다. 한편, 타격판 종류와 해머 개수에 따라서는 와이어매쉬를 타격판으로하고, 해머 개수가 증가할수록 밀도, 흡수율 및 실적률의 품질이 향상되는 것으로 나타나 해머크러셔와 콘크러셔의 적절한 조합을 통한 콘크리트용 순환골재의 품질향상이 가능할 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.100-107
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• 2010

본 연구에서는 순환 굵은 골재를 사용한 철근콘크리트 (RC) 보의 부착거동을 평가하였다. 총 4개 실험체를 제작하였으며, 실험변수는 굵은 골재의 종류(천연 및 순환골재)와 순환골재의 흡수율로 하였다. 본 실험에서는 흡수율이 3%와 6%인 순환 굵은 골재를 사용하였으며, 실험체는 단순지지 형태로 집중하중을 받도록 계획하였다. 실험체의 부착특성을 효과적으로 평가하기 위하여 Ichinose가 제안한 실험방법을 채택하였다. 본 실험결과, 순환 굵은 골재의 흡수율에 따른 부착 특성의 차이는 발견되지 않았다.

• 자원리싸이클링
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• 제20권1호
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• pp.46-53
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• 2011

폐콘크리트로부터 생산되는 순환골재는 천연골재에 비해 품질이 떨어지는 단점이 있어 이를 해결하는 것이 순환골재를 더 많이 재활용하는데 있어서 해결과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 선행연구에서 사용된 콜로이달 실리카용액을 이용하여 순환골재의 품질개선에 효과적인 표면처리 방법을 도출하였다. 또한, 본 연구에서는 도출한 표면처리방법과 강섬유보강이 콘크리트의 특성에 미치는 영향을 파악하므로써 순환골재의 더 많은 재활용과 보다 인성적인 콘크리트의 제조를 위하여 5종류의 시험체의 강도 및 휨파괴시험 결과를 비교하여 고찰하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권6호
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• pp.20-27
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• 2007

순환골재를 콘크리트용 골재로 활용하기 위한 연구의 일환으로 2종류의 순환골재를 천연골재 중량의 0, 25, 50, 75 및 100%의 5단계로 혼입한 시멘트 경화체를 제조한 후 시멘트 경화체의 내구 특성을 평가한 결과, 골재의 특성에 따라서 시멘트 경화체의 성능이 상이하게 나타나는 것으로 확인되었다. RAB의 경우 RAA에 비하여 부착 모르타르 및 흡수율이 작아서 혼입율 50%까지는 모든 시험 항목에서 천연골재와 거의 유사하거나 약간 작은 값을 나타내었으며, 향후 순환골재를 콘크리트 구조용 골재로 사용하기 위해서는 순환골재에 부착된 모르타르량을 최대한 제거하고, 천연골재에 25%까지 혼입하여 사용해도 무관할 것으로 판단된다.

• 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.

• 자원리싸이클링
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• 제18권3호
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• pp.20-26
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• 2009

본 연구는 순환잔골재를 사용한 콘크리트의 굳지 않은 콘크리트 특성을 파악하고 순환골재 콘크리트의 품질관리 방안을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 순환굵은골재 및 순환잔골재의 치환율을 조합하여 설계압축강도 30MPa의 콘크리트를 제작하였으며, 공기량 및 슬럼프를 측정하였다. 측정된 공기량 및 슬럼프 경시변화를 통하여 순환잔골재의 재료적 특성이 콘크리트의 물성에 미치는 영향을 파악하였으며, 골재의 흡수율 차에 따른 품질성능 저하를 고려할 수 있도록 현장 도착 슬럼프를 기준으로 전체 배합수를 일정하게 유지하는 품질관리 방안을 제시하도록 하였다. 본 실험에서는 골재 종류(천연, 순환)에 따른 표면수 보정을 통해 1시간 후 현장도착 슬럼프가 일정하게 유지될 수 있도록 콘크리트를 배합하였다. 순환골재의 사용에 따른 압축강도의 저하는 나타나지 않았다. 또한 표면수 보정을 통한 전체 배합수의 관리를 통하여 순환골재 콘크리트의 품질관리가 가능할 것으로 판단된다.