• 대한토목학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.71-77
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• 2023

지속적인 산업 발전에 따라 천연자원 고갈, 폐기물 발생 뿐만 아니라 다양한 기상이변 현상 발생이 빈번해지고 있다. 기후위기 극복과 자원절약을 위해 산업부산물을 재활용하기 위한 노력이 계속되고 있다. 슬래그는 철강산업에서 발생하는 대표적인 부산물로 밀도가 크고 강성이 높은 특징에 따라 아스팔트 콘크리트용 재료로 활용시 강도 증진, 변형 감소를 가져와 소성변형 저항성과 수분 저항성을 향상시키는 특징이 있다. 반면 팽창 특성을 갖고 있어 성토재, 매립재 등 비교적 저부가가치용 재료로 활용되고 있다. 슬래그 재료의 적용처 확대를 위해 슬래그 아스팔트 콘크리트 포장의 균열 저항성 평가 실험을 수행하였다. 간접인장강도 시험결과 슬래그 골재를 사용한 아스팔트 혼합물은 동일 입도의 일반 혼합물 대비 1.13배 이상 높은 값을 보이고 터프니스 또한 1.17대 높아 균열저항성이 향상되는 것으로 나타났다. 또한, 4점 빔 피로 실험과 슬래그 아스팔트 혼합물의 파괴횟수가 20,409회로 일반 혼합물 대비 2배 이상 증가하였으며 Overlay Test 결과 인장하중 잔류율이 4배 이상 높은 값을보여 반복적인 피로에 대한 균열 저항성도 향상되는 것을 알 수 있었다. 이에 따라 슬래그 골재의 사용은 아스팔트 콘크리트 포장의 성능 향상에 다양한 이점이 될 수 있을 것으로 평가된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권1호
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• pp.57-66
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• 2013

Although the quantity of dredged soils has increased owing to recent new harbor construction, sea course management, polluted sediment dredging, and four-river project, the reuse or recycling of those dredged soils has not done properly in Korea. To develop measures to utilize them in various ways for reuse or recycling, the biophysicochemical properties of dredged soils and sediment were assessed in this study. Samples were classified according to their sources-river and sea-by location, and as dredged soil and sediment depending on storage time. The results showed that dredged materials from the sea have high clay content and can be used for making bricks, tiles, and lightweight backfill materials, while dredged materials from the river have high sand content and can be used in sand aggregates. Separation procedures, depending on the intended application, should be carried out because all dredged materials are poorly sorted. All dredged soils and sediments have high salinity, and hence, salts should be removed before use for cultivation. Since dredged materials from the sea have adequate concentrations of nutrients, except phosphate, they can be used for creating and restoring coastal habitats without carrying out any additional removal processes. The high overall microbial activities in dredged materials from the river suggested that active degradation of organic matter, circulation of nutrients, and provision of nutrients may occur if these dredged materials are used for cultivation purpose.

• Earthquakes and Structures
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• 제14권1호
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• pp.73-84
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• 2018

Low cyclic loading tests are conducted on the steel reinforced recycled concrete (SRRC) column-steel (S) beam composite frame joints. This research aims to evaluate the earthquake damage performance of composite frame joints by performing cyclic loading tests on eight specimens. The experimental failure process and failure modes, load-displacement hysteresis curves, characteristic loads and displacements, and ductility of the composite frame joints are presented and analyzed, which shows that the composite frame joints demonstrate good seismic performance. On the basis of this finding, seismic damage performance is examined by using the maximum displacement, energy absorbed in the hysteresis loops and Park-Ang model. However, the result of this analysis is inconsistent with the test failure process. Therefore, this paper proposes a modified Park-Ang seismic damage model that is based on maximum deformation and cumulative energy dissipation, and corrected by combination coefficient ${\alpha}$. Meanwhile, the effects of recycled coarse aggregate (RCA) replacement percentage and axial compression ratio on the seismic damage performance are analyzed comprehensively. Moreover, lateral displacement angle is used as the quantification index of the seismic performance level of joints. Considering the experimental study, the seismic performance level of composite frame joints is divided into five classes of normal use, temporary use, repair after use, life safety and collapse prevention. On this basis, the corresponding relationships among seismic damage degrees, seismic performance level and quantitative index are also established in this paper. The conclusions can provide a reference for the seismic performance design of composite frame joints.

• 한국도로학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.21-29
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• 2005

건설폐기물의 재활용방법 중 하나는 폐콘크리트 재생골재를 도로포장재료로 활용하는 것이다. 하지만 재생골재에 대한 많은 연구와 기술개발에도 불구하고 생산공정에 포함된 이물질 때문에 실제 도로포장재료로의 적용은 미비한 실정이다. 본 연구에서는 재생골재내에 포함된 이물질의 특성에 따라 무기이물질과 유기이물질로 구분하였으며 , 각 이물질이 포장 공용성에 미치는 영향을 제시하였다. 또한 재생골재내에 포함된 무기이물질 함유량과 압축강도와의 관계, 유기이물질 함유량과 수정 CBR과의 상관관계를 통하여 도로포장층인 린콘크리트 기층과 보조기층에 적용 가능한 이물질 함량기준을 제시하였다. 린콘크리트 기층에는 무기이물질 함유량 질량비 10% 이하, 입상재료 보조기층에는 유기이물질 함유량 부피비 2% 이하일 때 재생골재를 포장에 적용 가능한 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제14권4호
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• pp.289-295
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• 2008

건설폐기물의 처리는 국가 사회적 문제로 제기되고 있으며 순환골재의 생산과정에서 발생하는 미분말은 전량 폐기 매립되고 있다. 미분말의 유해성을 분석한 결과 세포독성을 함유하고 있어 토양 및 지하수오염 등 2차 오염을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 미분말을 재활용하기 위한 방법으로 콘크리트의 혼화재로 활용하고자 시멘트 대신 미분말을 혼입한 콘크리트의 역학적 특성과 작업성을 비교 분석하였다. 콘크리트의 실험 결과에서, 혼화제를 적절히 사용하면 미분말을 시멘트 대신 20% 이하 치환한 경우 콘크리트에 적용 가능할 것으로 판단된다. 또한 고강도 콘크리트에서도 적용할 수 있다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2008년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.712-715
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• 2008

도심의 노후화 등으로 재건축 및 재개발의 활성화, 대규모 택지개발에 의한 신도시 개발, 사회기반시설 확충 등의 증가로 건설폐기물의 발생이 매년 급증하고 있다. 이를 재활용하기 위한 방안중의 하나로써 건설폐기물을 직접 재활용하는 방법이 있다. 현장에서 직접 건설폐기물을 재활용하는 경우, 재활용 자재의 대부분을 차지하는 순환골재의 사용처를 안정적으로 확보할 수 있으며, 건설용 자재의 현장 반출입량이 감소됨에 따라서 운송비용, 이산화탄소 발생량, 교통량 등을 감소할 수 있어 경제적, 사회적, 환경적으로 많은 효과를 기대할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서는 건설폐기물의 "현장재활용" 활성화를 위하여 건설폐기물의 발생에서부터 "현장재활용" 적용까지 일괄적으로 처리할 수 있는 "현장재활용 시뮬레이션 프로그램"의 알고리즘을 개발하고자 한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.445-448
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• 2008

콘크리트는 골재, 시멘트와 물이 주 구성성분이지만 현대 구조물의 다양화 및 해양환경 구조물의 증가로 해수에 대한 저항성이 우수한 콘크리트의 개발과 환경적 측면에서의 자원재활용이라는 사회적 관심 또한 증폭되고 있다. 따라서 내구성 향상, 고강도화, 현장에서의 워커빌리티 향상, 운반, 경제성 향상 등의 고성능 콘크리트의 필요성이 요구되어 오고 있다. 또한 고강도 영역의 고성능 콘크리트는 단위결합재량이 많으므로 수화열의 상승으로 콘크리트 균열에 의한 내구성능 저하의 원인이 되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 수화열의 억제 목적으로 Plain 실험체와 기본적으로 플라이애쉬 20%, 고로 슬래그 미분말 30%, 45% 치환한 조건에서 물-결합재비 26%, 30%, 34%인 실험체를 제작하여 이에 따른 압축강도 및 중성화 특성과 중성화 영역과 미중성화 영역을 대상으로 XRD(X-ray diffraction) 분석을 통하여 혼화재 치환량에 의한 특성을 평가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.687-693
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• 2006

8mm 이하의 석분으로부터 잔골재를 생산하기 위한 공정에서 부산되는 공정부산물인 석분슬러지는 평균 입자 크기 $7{\mu}m$, 함수율 $20{\sim}60%,\;SiO_2$ 함량 60% 이상의 케익상 슬러지이다. 석분슬러지는 수분을 많이 함유하고 있어 취급, 운반을 어렵게 할 뿐만 아니라 건조공정에 투입해야 하는 높은 에너지 비용 때문에 재활용할 때의 경제성이 낮기 때문에 그동안 실용화되지 못하고 있는 산업부산물이다. 본 연구는 건조하지 않고 석분슬러지가 배출되는 상태 그대로 재활용하기 위한 것으로, 적용 대상은 기포 콘크리트이며, 무기 분말 및 기포를 혼합한 슬러리를 제조한 후 CaO와 $SiO_2$의 수열반응을 유도하여 토버모라이트(tobermorite) 수화물을 형성시켜 경화시키는 방법을 사용하였다. 일반적인 기포 콘크리트는 CaO원으로 시멘트, $SiO_2$원으로 실리카 함량 90%의 고순도 규사를 사용하고 있으나 본 연구에서는 고순도 규사의 대체재료로 석분슬러지를 사용하였다. 기포 첨가율과, 석분슬러지 대체율을 실험 요인으로 하여 제조한 기포 콘크리트의 밀도 및 강도 특성을 검토 한 결과 석분슬러지를 사용한 경우에도 기포첨가율의 감소에 따라 기포 콘크리트의 밀도 및 강도가 증대하는 일반적인 경향은 동일하게 나타났으나, 석분슬러지를 사용한 경우는 규사를 사용한 것에 비하여 동일한 조건에서 높은 강도 및 밀도를 발현하며, 그 경향은 석분슬러지의 대체율의 증가에 따라 뚜렷한 것으로 나타났다. 또한 XRD 분석결과 석분슬러지는 수열반응을 통하여 tobermorite를 아주 잘 형성하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 석분슬러지의 $SiO_2$ 함량이 낮음에도 불구하고 이와 같은 현상을 보이는 것은 그 입도가 매우 작기 때문에 시멘트계 재료와의 수열반응이 좀 더 원활하게 이루어지기 때문에 나타난 것으로 사료되며, 본 연구 결과 실험 실적으로는 기포 콘크리트의 원료로 규사를 석분슬러지로 대체하여 사용하는 것이 가능할 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.78-86
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• 2017

본 논문은 전기로 산화슬래그 골재의 체적안정성 평가를 위해 전기로 산화슬래그 골재의 물리적 화학적 특성을 검토하고, 전기로 산화슬래그 골재의 체적안정성 실험을 진행하였다. 체적안정성을 검토하기 위하여 물리적 화학적 방법을 고안하여 실험을 진행하였다. 물리적 방법으로는 오토클레이브의 고온 고압을 이용하여 전기로 산화슬래그 골재의 체가름 변화를 확인하는 방법과 모르타르바를 제작하여 길이변화율에 따른 체적팽창성을 확인하였다. 화학적 방법으로는 Ethylene glycol 시험법을 이용하여 전기로 산화슬래그 골재의 free CaO 함량을 정량 평가하였다. 전기로 산화슬래그 골재의 free CaO 정량 평가 결과 0.5% 이하의 함량으로 나타났으며, 화학 분석 결과 KS F 4571의 CaO 40%이하로 확인 되었다. 전기로 산화슬래그의 free CaO가 소량 함유됨에 따라 건설재료로서의 가능성을 확인하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권5호
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• pp.419-427
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• 2018

본 연구는 철 생산 공정 중에 발생되는 철강슬래그를 재활용하는 것으로 매립에 의존하는 철강 슬래그를 건설용 재료로 사용하는 것이다. 철강 슬래그는 물과 반응할 경우 팽창 붕괴되어지는 문제로 인하여 에이징 처리를 실시하고 있다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 개발된 SAT 공법은 철강슬래그의 팽창 붕괴에 대한 안전성을 갖는다. 이에 본 연구에서는 SAT 공법에 의해 제조된 환원슬래그와 전기로 산화슬래그, 실리콘 망간 슬래그를 사용하여 도로용 긴급 보수모르타르에 관한 실험적 연구를 실시하였으며 다음과 같은 결론을 도출하였다. 환원슬래그는 초속경 시멘트에 대해 대체할 경우 속경성을 갖는 것으로 나타났으며, 대체율 15%까지는 동등하게 나타났다. 전기로 산화슬래그는 천연 골재에 대해 100% 대체하여도 동등한 특성을 갖는 것으로 나타났으며, 이런 전기로 산화슬래그에 대해서 실리콘 망간 슬래그를 대체할 경우 15-30%까지 대체가 가능한 것으로 나타났다. 이상의 배합으로 도로용 긴급 보수 모르타르의 배합 설계가 가능하였다. 이런 슬래그를 재활용은 시멘트와 천연 골재의 사용량을 저감시켜 이산화탄소 발생의 감소와 폐기물인 슬래그를 재활용으로 녹색 산업에 이바지가 가능하다.