• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권8호
• /
• pp.5636-5645
• /
• 2015

콘크리트, 모르타르 등 건설재료의 강도와 작업성은 구성하는 잔골재의 조립률, 입자 크기, 흡수율 등의 물리적 특성에 영향을 받는다. 특히, 잔골재의 입자 크기와 그에 따른 입도 분포는 시공 품질을 좌우하는 건설재료의 작업성을 결정한다. 최근 들어 건설현장에서는 천연모래의 수급 불안정으로 다양한 종류의 잔골재를 사용하고 있는데, 잔골재의 입자 크기에 대한 검증 없이 사용하는 경우 건설재료의 품질 저하 문제가 빈번히 발생하고 있다. 이 논문에서는 잔골재의 입자 크기가 모르타르의 레올로지 거동에 미치는 영향을 분석하여 건설재료의 작업성 평가에 대한 기초 자료를 제공하고자 한다. 모르타르의 작업성 평가를 위해서는 일반적으로 많이 사용하는 미니 슬럼프 플로 시험과 건설재료용 레오미터를 이용하여 레올로지 특성, 즉 항복응력과 소성점도를 측정하였다. 사용한 샘플은 일반 모래에 대한 체가름 시험을 통해 입자 크기에 따라 분류한 11가지 종류의 모래를 동일한 배합비로 모르타르를 제조하여 사용하였다. 실험결과 입자 크기가 0.7 mm 이하로 작아질수록 모르타르의 항복응력과 소성점도가 점진적으로 증가하였다. 입자 크기가 0.34 mm 이하로 작아지면 모래 입자의 흡수율에 따른 영향이 커짐을 확인하였고, 흡수율만큼 배합수를 증가시키면 이에 대한 영향을 제거할 수 있었다. 따라서 0.34 mm 잔분에 대한 흡수율 보정은 건설재료의 작업성 관리에 매우 중요함을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제4권3호
• /
• pp.299-306
• /
• 2016

본 연구에서는 동일 작업성 조건에서 저품질 잔 굵은 골재가 콘크리트의 공학적 특성에 미치는 영향을 실험적으로 분석 하고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저, 슬럼프 및 공기량을 단위수량과 AE제 혼입량 변화로 동일하게 배합설계 하였다. 따라서, 양호한 품질의 골재를 사용한 배합에 비해 저품질의 골재 사용시 불량의 입도 및 미립자량 등의 영향으로 단위수량 및 AE제 혼입량이 각각 약 18%, 98% 증가하는 경향이 나타났다. 압축강도의 경우는 양호한 품질의 부순 굵은 골재를 사용한 배합에 비해 저품질의 발파석 굵은 골재를 사용한 배합에서 특히, 발파석 마사토 및 해사와 같은 저품질 잔골재와 복합될 때 20~35% 까지 저하하는 결과를 나타내었다. 또한, 저품질 잔 굵은 골재를 사용한 콘크리트인 경우는 압축강도뿐만 아니라 탄성계수와 내구성으로 동결융해, 건조수축, 탄산화 및 염해저항성 측면에서도 크게 저하하여 그 심각이 문제시 되었다. 따라서 저품질 골재를 순환자원으로 활용하고자 할 때에는 물씻기, 혼합골재에 의한 입도 조정 등 별도의 처리를 거쳐 사용하거나 혹은 사용을 철저히 규제하는 특별한 대책이 수립 되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
• /
• pp.701-704
• /
• 2008

산업의 발전과 더불어 전력의 사용량은 점차 늘어가고 있으며 전력 생산의 대부분은 석탄의 화력을 이용한 화력발전이 그 주를 이루고 있다. 석탄의 연소 후 석탄재가 발생하는데 크게 플라이애시와바텀애시로 구분되어진다. 플라이애시는 현재 주요 건설재료로써 그 활용도가 높으나 바텀애시의 경우전량을 폐기처분하므로 인한 2차 환경오염에 대한 문제를 갖고 있다. 바텀애시에 대한 콘크리트용 재료로써 연구가 간헐적으로 이루어지고 있으나 이에 대한 성과는 크게 나타나지 못했으며 이에 본 연구에서는 천연 잔골재보다 가벼운 바텀애시의 특성을 이용하여 경량콘크리트에 사용 가능성을 검토하고 경량콘크리트의 개발을 위한 기초자료로 활용하고자 바텀애시의 잔골재 치환율에 따른 굳지 않은콘크리트의 특성 및 굳은 콘크리트의 강도, 탄성계수 및 단위질량 등의 특성에 대한 실험적 연구를 실시하였다. 본 연구의 결과 바텀애시가 갖고 있는 미연탄소분에 따른 공기량의 저하가 발생하였으며 바텀애시 자체의 강도가 천연잔골재에 비하여 낮은 원인으로 발생하는 강도 저하문제가 발생하였으나 약 50% 이하의 사용에 따른 문제는 크게 없으며 단위질량을 감소시키는 장점을 발휘할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제10권6호
• /
• pp.105-113
• /
• 2006

본 연구는 잔골재와 굵은 골재를 전량 플라이애쉬로 치환한 콘크리트의 공학적 특성을 밝히기 위한 실험적 연구의 결과이다. 그리고 플라이애쉬 전량 치환 콘크리트의 유동성 저하 문제를 추가수량($W_f$)으로 해결하고자 하였다. 실험은 물-시멘트 비($W_c/C$)를 0.35, 0.45 그리고 물-플라이애쉬 비($W_f/FA$)를 0.35, 0.45로 하였다. 플라이애쉬 치환은 P와 Q의 두 가지 방법으로 하였다. P 방법은 플라이애쉬와 첨가수량($W_f$)의 중량이 골재의 중량과 같은 배합법이다[$FA+W_f$ = G (또는 S)]. Q 방법은 플라이애쉬와 골재의 중량이 같고 첨가수량($W_f$)을 추가하는 배합법이다 [$FA+W_f$ > G (또는 S)]. 실험은 굳기 전 콘크리트의 특성과 3, 7, 28 및 91일 압축강도 특성을 측정하였다. 실험결과 압축강도는 $Wc/C=0.35$, $W_f/C=0.35$ 일 때, P 치환법 중에서 잔골재 치환이 다른 배합들보다 향상되었다. Q 방법은 P 방법에 비해 유동성은 향상되었으나, 압축강도는 그렇지 않았다. 실험결과는 잔골재와 굵은 골재를 플라이애쉬로 전량 치환한 콘크리트의 유동성과 강도 특성이 향상됨을 알 수 있었고, 플라이애쉬 치환방법으로 효과적임을 보여주었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
• /
• 한국건축시공학회 2016년도 추계 학술논문 발표대회
• /
• pp.156-157
• /
• 2016

Oyster shell is produced by shucking process in oyster farming in southern coast of Korea. In average, about 6.7kg of oyster shell is produced as an industrial waste for 1kg of oyster flesh, and even only in last year, it is estimated that about 150,000 ton of oyster shell is produced. Oyster shell is light weighted and the strength characteristic of it is similar to sand. So we produced mortar test using different law of multiple proportions of grounded oyster shell powder of its particle size according to fine aggregate standard and reviewed strength Properties.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권3호
• /
• pp.377-383
• /
• 2007

최근 콘크리트의 품질과 구조물의 신뢰성을 향상시키기 위해서 고성능콘크리트의 현장 적용이 늘고 있다. 이러한 고성능콘크리트의 배합 설계 방법으로는 모르타르-굵은골재 2상계 배합 이론과 페이스트-골재 2상계 배합 이론이 있다. 이 중 모르타르-굵은골재 2상계 배합이론은 모르타르의 레올로지 특성을 부여함에 있어 반복적인 실험을 통해서 그 값을 결정해야 하는 문제점을 가지고 있다. 페이스트-골재 2상계 배합 이론은 최적 잔골재율과 단위결합재량과의 관계 및 콘크리트의 충전성을 확보할 수 있는 한계 골재 용적비 등이 고려되어 있지 않아 고성능콘크리트에의 적용 예가 없는 실정이다. 또한 이들 고성능콘크리트의 배합 설계 이론은 일반콘크리트와는 달리 유동성 및 충전성에 중점을 두고 있어 배합 설계에서 강도 특성을 고려하지 않고 있으며, 사용 재료의 단위량은 일반콘크리트와 같이 시행착오법으로 결정하고 있다. 이에 본 연구에서는 고성능콘크리트의 배합 설계에 최대 밀도 이론을 도입하여 사용 골재의 공극이 최소가 되는 최적 잔골재율 산정으로 배합 설계 시 시행착오를 줄이고, 강도를 고려한 최소 단위 결합재량의 결정으로 강도와 유동성을 동시에 만족할 수 있는 합리적이며 간편한 고성능콘크리트의 배합 설계법을 제안하고자 하였다. 연구 결과 본 연구에서 제안된 배합 설계법은 최소 공극을 갖는 최적 잔골재율 사용과 최소 단위 결합재량 이상의 결합재를 사용함으로써 시행착오를 줄일 수 있어 자기충전성을 갖는 고성능콘크리트를 간편하게 제조할 수 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제5권1호
• /
• pp.85-93
• /
• 2017

본 연구에서는 국내에서 생산되고 있는 콘크리트용 순환 굵은골재 및 순환잔골재를 사용하여 콘크리트의 설계기준 강도(21, 35, 50MPa) 및 순환골재의 혼입조건 변화가 콘크리트의 탄산화 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과 순환 굵은골재의 혼입률 변화에 따른 콘크리트의 슬럼프는 순환골재를 혼입하지 않은 경우에 비해 동등하거나 양호한 유동성을 나타내는 것으로 나타났으며, 순환 잔골재를 혼입한 경우는 혼입률이 증가함에 따라 슬럼프가 감소되는 결과를 나타냈다. 또한, 순환 굵은골재 및 순환 잔골재의 혼입률이 증가할수록 콘크리트의 압축강도는 감소하는 것으로 나타났으며, 순환골재 혼입률이 50%를 초과할 경우 급격한 강도 감소 경향을 나타냈다. 그리고 탄산화 깊이는 모든 순환골재 종류에서 혼입률이 증가함에 따라 최대 40%까지 증가하는 결과를 나타냈으며 낮은 강도 수준의 콘크리트 일수록 순환골재 활용에 따른 탄산화 저항성 저하 정도가 큰 것으로 나타났다. 그리고 콘크리트의 압축강도가 증가할수록 순환골재 혼입에 따른 영향은 감소되어, 고강도 영역에서는 일반 콘크리트와 유사한 탄산화 특성을 발현하는 것으로 분석되었다. 따라서 순환골재를 콘크리트용 재료로 대량 활용하기 위해서는 콘크리트의 탄산화 저항성의 개선 위한 혼화재료의 적용 또는 배합설계상 조정을 통한 강도의 개선 등이 필요할 것으로 판단된다.

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

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

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제2권2호
• /
• pp.107-114
• /
• 2014

본 연구에서는 자원순환형으로 재활용되는 순환골재(RA)를 고로슬래그 미분말(BS) 콘크크리트에 치환하여 강도발현특성을 확인하므로 RA의 실용화에 기여하고자하는 연구이다. 즉, BS치환 콘크리트에 RA를 순환잔골재(RFA) 순환굵은골재(RCA)로 나누어 천연잔골재(NFA) 천연굵은골재(NCA)에 치환율을 실험변수로 하여 실시하였다. 실험결과 RFA RCA의 치환율이 증가함에 따라 강도가 증가하는 것을 확인하였는데, 이는 RA의 미수화 시멘트에 의한 알칼리자극재(Alkali Activation) 역할을 하여 BS의 불투수성 피막을 파괴하여 잠재수경성 반응을 촉진시킨 것으로 판단된다. 그러나, 재령 365일에서는 RA의 알칼리가 거의 소비되어 효과를 발휘하지 못하고, 또한 RA의 낮은 품질특성에 기인하여 강도가 다소 저하하나, 천연골재(NA)만을 사용한 시험체에 비해 약 90 % 전후의 강도를 나타내어 다소 양호한 값이며, BS의 치환할 경우 오히려 NA 시험체보다 높은 강도를 나타내어 우려할 사항은 아닌 것으로 분석되었다.