Although concrete is the most widely used construction material, its deficiency in shrinkage and low tensile resistance is undeniable. However, the aforementioned defects can be partially modified by addition of fibers. On the other hand, possibility of adding waste materials in concrete has provided a new ground for use of recycled concrete aggregates in the construction industry. In this study, a constant combination of recyclable coarse and fine concrete aggregates was used to replace the corresponding aggregates at 50% substitution percentage. Moreover, in order to investigate the effects of fibers on mechanical and durability properties of recycled aggregate concrete, the amounts of 0.5%, 1%, and 1.5% steel fibers (ST) and 0.05%, 0.1% and 0.15% polypropylene (PP) fibers by volumes were used individually and in hybrid forms. Compressive strength, tensile strength, flexural strength, ultrasonic pulse velocity (UPV), water absorption, toughness, elastic modulus and shrinkage of samples were investigated. The results of mechanical properties showed that PP fibers reduced the compressive strength while positive impact of steel fibers was evident both in single and hybrid forms. Tensile and flexural strength of samples were improved and the energy absorption of samples containing fibers increased substantially before and after crack presence. Growth in toughness especially in hybrid fiber-reinforced specimens retarded the propagation of cracks. Modulus of elasticity was decreased by the addition of PP fibers while the contrary trend was observed with the addition of steel fibers. PP fibers decreased the ultrasonic pulse velocity slightly and had undesirable effect on water absorption. However, steel fiber caused negligible decline in UPV and a small impact on water absorption. Steel fibers reduce the drying shrinkage by up to 35% when was applied solely. Using fibers also resulted in increasing the ductility of samples in failure. In addition, mechanical properties changes were also evaluated by statistical analysis of MATLAB software and smoothing spline interpolation on compressive, flexural, and indirect tensile strength. Using shell interpolation, the optimization process in areas without laboratory results led to determining optimal theoretical points in a two-parameter system including steel fibers and polypropylene.
Recently, as quality river aggregates like sands and gravels become scarce, use of crushed stones and sands, seashore sands, and seashore gravels is increasing abruptly. And, aggregates recycled from slags and waste concretes are used. However, since the converter slag easily expands and breaks due to free lime, differently from the blast-furnace slag, it is not suitable for use as concrete aggregates. Since the atomized steel slag aggregate has slippery surface and spherical shape, the mortar flowing characteristics improved as the atomized steel slag content increases, without regard to the aggregates coarseness and water/cement ratio. The flow characteristics loss rate of the mortar manufactured from steel slag aggregates was similar to that of the mortar manufactured from washed sand only. The compact strength of the mortar manufactured from coarse PS Ball were larger than that manufactured from washing sand only.
노후 시설물의 증가에 따라 건설폐기물은 일정 수준까지 증가한 이후, 현재는 어느 정도 안정화 된 추세에 있지만, 전체폐기물 중에서 건설폐기물은 아직까지도 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 또한, 천연 골재 채취 금지에 의한 골재 난 심화 및 골재 공급원 개발에 의한 국토훼손과 자연환경 파괴 등에 따라 환경복원에 막대한 국가예산 소요가 불가피한 상황이다. 이에 대한 대책 방안으로 국토교통부는 순환 골재 품질기준을 공포하여 순환 골재 품질에 따른 용도와 관리를 할 수 있도록 추진하고 있으나, 경제적 부가가치가 높은 용도로의 활용은 아직 저조한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 저자의 선행연구에서 제시한 탄산화 개질 조건인 $20^{\circ}C$, RH 60%, $CO_2$ 20%에서 순환 잔골재 4일, 순환 굵은 골재 14일간 탄산화를 실시한 순환 골재의 품질개선효과 및 이를 이용한 순환 골재 콘크리트의 성능 평가를 통하여 구조용 콘크리트로의 적용 가능성에 대한 실마리를 찾고자 한다. 그 결과, 탄산화 개질을 통하여 순환 잔골재의 흡수율이 0.91%, 순환 굵은 골재의 흡수율이 0.7% 저감되어 품질개선에 기여하였다. 또한, 탄산화 개질 골재를 이용한 순환 골재 콘크리트의 물리적 특성 및 내구성능이 일반 콘크리트와 유사한 결과를 나타내어 구조용 콘크리트로의 적용 가능성을 확인하였다.
본 연구는 순환잔골재에 고로슬래그 미분말 만을 사용한 무 시멘트 모르터의 모르터 배합비, 플로우치, W/B 등 배합요인 변화가 품질특성에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저, 굳지 않은 모르터의 특성으로, 플로우치가 증가할수록 단위수량의 증가에 기인하여 W/B는 커지는 것으로 나타났고, 공기량은 W/B의 증가와 반대로 공기포의 소실이 용이해짐에 따라 감소하는 경향을 보였다. 경화 모르터의 경우, 압축강도는 전체 재령에서 플로우치가 증가할수록 높게 선정된 W/B로 인해 반비례적으로 저하하는 것으로 나타났고, B/W의 증가에 따라서는 비례적으로 증가하게 나타났는데, 재령이 경과할수록 BS의 잠재수경성 반응에 의해 압축강도의 증가폭은 더욱 향상되었다. B/W의 증가에 따른 재령 28일 휨강도는 거의 증가 없이 유사한 강도값을 나타내었는데, 압축강도에 대한 휨강도의 비는 대체적으로 1/2 ~ 1/3의 범위 내에 분포되어, 일반적인 콘크리트의 범위보다 높게 형성되었다.
본 연구는 RA 사용 BS 모르타르의 품질향상에 미치는 FC, WG, RP의 치환율 변화에 따른 영향을 검토하였다. 먼저, 플로우는 FC 치환율이 증가할수록 증가하였고, WG 및 RP 치환율이 증가할수록 저하하는 경향을 나타내었다. 공기량은 FC 및 RP 치환율이 증가할수록 감소하였고, WG 치환율이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었다. 압축강도 특성으로 배합비 1 : 7의 경우 FC 및 WG 치환율이 증가할수록 강도가 증가한 반면, RP 치환율이 증가할수록 저하하는 경향을 보였으나, 배합비가 커짐에 따라 RP의 경우도 압축강도가 상승하는 경우도 존재하였는데, 품질향상재 종류 및 치환율에 따른 차이는 점차 감소하였다. 흡수율은 모든 배합비에서 FC 및 RP 치환율이 증가할수록 저하하는 경향을 보였으며, WG가 사용된 경우는 다소 높게 나타났다. 한편, 상호관계로는 모든 배합비에서 압축강도가 증가할수록 흡수율은 감소하는 경향을 보였는데, 품질향상재 종류에 따라서는 FC, RP, WG의 순이었다. 종합 분석으로 품질향상 측면은 FC 및 WG가 가장 유리한 것으로 나타났지만, 경제성 및 자원재활용 측면까지 고려하면 WG와 RP가 가장 효과적인 것으로 나타났다.
본 연구는 건식비중분리법에 의한 고품질 재생잔골재 제조 생산 시스템의 건설생산현장 적용성을 평가하기 위하여 건식비중 분리법에 의해 생산된 재생잔골재의 품질을 검토 한 후, 이를 사용한 재생모르타르 및 재생콘크리트의 공학적 특성과 내구성능에 관하여 검토 분석하였다. 실험결과, 건식비중분리법에 의한 고품질 재생잔골재 제조 생산 시스템에 의해 재생잔골재의 품질이 향상되는 것으로 나타났으며, 건식비중분리 공정 처리 후 재생잔골재를 사용한 재생모르터의 압축강도는 재생잔골재 대체율 100%에 있어서도 재생잔골재를 사용하지 않은 모르타르와 비교하여 압축강도가 유사한 수준으로 나타나 건식비중분리법에 의한 고품질 재생잔골재 제조 생산 시스템의 건설생산현장 적용성을 확인할 수 있었다. 또한 재생콘크리트의 압축강도 및 인장강도는 재생잔골재 대체율에 관계없이 유사한 수준으로 나타났으나, 중성화 깊이, 염화물이온 침투깊이 및 건조수축율 등치내구성능은 재생잔골재를 사용하지 않은 콘크리트 보다 다소 저하하는 것으로 나타나 향후 건식비중분리법에 의한 고품질 재생잔골재 제조 생산 시스템의 성능향상이 요구된다.
This study reviewed the effect of W/B, WO and curing method on the quality properties of RA using the BS brick under the zero cement condition. compressive strength was found to show an increasing trend as W/B increased, but to show a improvement in case steam curing was conducted, showing a higher increase at 1 day age in comparison with 7 day age. In addition, the compressive strength on the mixing of WO didn't show any specific trend. The absorption tended to decrease as W/B increased and met the less than 10% regulation value at 30~35% W/B in case WO was used, there appeared a decrease attributable to capillary pore filling effect due to saponification. On the other hand, compressive strength increases, th absorption showed a gradually decreasing tendency.
순환골재는 건설폐기물을 재활용함으로써 자원절약 및 대체자원의 개발과 환경보호의 측면에서 국가 사회적으로 많은 이점을 가지고 있다. 하지만 낮은 밀도와 높은 흡수율을 가지는 저품질 순환골재는 구조용 콘크리트 골재로 사용되지 못하고 주로 저부가가치로 사용되고 있다. 고품질 순환골재를 생산하기 위해서는 골재와 골재에 부착된 구모르타르를 효과적으로 제거해야 한다. 최근 물리적 화학적 방법을 이용하여 구모르타르를 효율적으로 제거하기 위한 연구가 행해지고 있으나, 고품질 순환잔골재의 생산 조건에 관한 정량적 연구는 아직 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 고품질 순환잔골재를 생산하기 위해서 황산과 저속습식마쇄기를 이용하여 구모르타르를 효과적으로 제거할 수 있는 최적 조건을 제시하고자 하였다. 황산의 몰비와 골재비율에 따른 순환골재의 실험결과 밀도, 흡수율, 실적율은 기준을 만족시키는 결과를 나타내고 있는 것을 알 수 있었다.
Past research efforts already established geopolymer as an environment-friendly alternative binder system for ordinary Portland cement (OPC) and recycled aggregate is also one of the promising alternative for natural aggregates. In this study, an effort was made to produce eco-friendly mortar mixes using geopolymer as binder and recycled fine aggregate (RFA) partially and study the resistance ability of these mortar mixes against the aggressive environments. To form the geopolymer binder, 70% fly ash, 30% ground granulated blast furnace slag (GGBS) and alkaline solution comprising of sodium silicate solution and 14M sodium hydroxide solution with a ratio of 1.5 were used. The ratio of alkaline liquid to binder (AL/B) was also considered as 0.4 and 0.6. In order to determine the resistance ability against aggressive environmental conditions, acid attack test, sulphate attack test and rapid chloride permeability test were conducted. Change in mass, change in compressive strength of the specimens after the immersion in acid/sulphate solution for a period of 28, 56, 90 and 120 days has been presented and discussed in this study. Results indicated that the incorporation of RFA leads to the reduction in compressive strength. Even though strength reduction was observed, eco-friendly mortar mixes containing geopolymer as binder and RFA as fine aggregate performed better when it was produced with AL/B ratio of 0.6.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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