• Title/Summary/Keyword: lightweight construction waste

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A novel analytical evaluation of the laboratory-measured mechanical properties of lightweight concrete

  • S. Sivakumar;R. Prakash;S. Srividhya;A.S. Vijay Vikram
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제87권3호
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    • pp.221-229
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    • 2023
  • Urbanization and industrialization have significantly increased the amount of solid waste produced in recent decades, posing considerable disposal problems and environmental burdens. The practice of waste utilization in concrete has gained popularity among construction practitioners and researchers for the efficient use of resources and the transition to the circular economy in construction. This study employed Lytag aggregate, an environmentally friendly pulverized fuel ash-based lightweight aggregate, as a substitute for natural coarse aggregate. At the same time, fly ash, an industrial by-product, was used as a partial substitute for cement. Concrete mix M20 was experimented with using fly ash and Lytag lightweight aggregate. The percentages of fly ash that make up the replacements were 5%, 10%, 15%, 20%, and 25%. The Compressive Strength (CS), Split Tensile Strength (STS), and deflection were discovered at these percentages after 56 days of testing. The concrete cube, cylinder, and beam specimens were examined in the explorations, as mentioned earlier. The results indicate that a 10% substitution of cement with fly ash and a replacement of coarse aggregate with Lytag lightweight aggregate produced concrete that performed well in terms of mechanical properties and deflection. The cementitious composites have varying characteristics as the environment changes. Therefore, understanding their mechanical properties are crucial for safety reasons. CS, STS, and deflection are the essential property of concrete. Machine learning (ML) approaches have been necessary to predict the CS of concrete. The Artificial Fish Swarm Optimization (AFSO), Particle Swarm Optimization (PSO), and Harmony Search (HS) algorithms were investigated for the prediction of outcomes. This work deftly explains the tremendous AFSO technique, which achieves the precise ideal values of the weights in the model to crown the mathematical modeling technique. This has been proved by the minimum, maximum, and sample median, and the first and third quartiles were used as the basis for a boxplot through the standardized method of showing the dataset. It graphically displays the quantitative value distribution of a field. The correlation matrix and confidence interval were represented graphically using the corrupt method.

폐유리 경량골재의 표면 거칠기에 따른 모르타르의 미세구조적 특성 (Microstructural properties of mortar as a surface roughness of waste glass bead)

  • 편수정;김규용;최병철;김문규;지성준;남정수
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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    • pp.139-140
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    • 2023
  • This study aims to determine the microstructural characteristics of waste glass beads, a lightweight aggregate manufactured from waste glass powder, when incorporated into mortar in order to examine its usability depending on the particle shape.

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Investigation of adding cement kiln dust (CKD) in ordinary and lightweight concrete

  • Shoaei, Parham;Zolfaghary, Sina;Jafari, Navid;Dehestani, Mehdi;Hejazi, Manouchehr
    • Advances in concrete construction
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    • 제5권2호
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    • pp.101-115
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    • 2017
  • Cement kiln dust (CKD) is one of the most important waste materials in the cement industry. The large amount of this material, has encouraged researchers to propose new ways to recycle and reuse it. In this paper, effects of adding cement kiln dust to the ordinary Portland cement, on the physical and mechanical properties of ordinary and lightweight concrete were investigated. Results showed that concrete containing CKD, presents lower workability and modulus of elasticity; however, improvements in strength was observed by adding particular amounts of CKD. Eventually, it was found that adding 10% of cement weight CKD is the appropriate percentage for utilizing in manufacturing ordinary and lightweight concrete.

폐목재의 활용을 위한 기술동향 분석 및 경량잔골재로서의 활용방안에 관한 연구 (A Study on Trend for Recycling Technology of Waste Wood and Its Utilization as Lightweight Fine Aggregate)

  • 최재진;문승권
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제7권2호
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    • pp.84-90
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    • 2012
  • 폐목재의 활용에 관한 특허동향 분석을 위해 한국특허정보원의 특허정보검색서비스(KIPRIS)에서 관련 키워드로 한국, 미국 및 일본의 특허 검색을 실시하여 2011년 12일 31일까지 특허 등록된 한국 77건, 미국 316건 및 일본 317건의 특허 자료를 수집하였다. 수집된 자료 중 거절, 소멸, 무효, 취하, 포기 및 폐목재와 관련이 적은 내용의 특허를 제외시키고 얻은 한국특허 71건, 미국특허 216건, 일본특허 227건에 대한 분석을 실시하였다. 또한 폐목재를 콘크리트용 경량골재로 활용하기 위한 기초 연구로서 파쇄시킨 소나무 임목부산물을 No. 8(2.4 mm)체로 쳐서 이를 통과시킨 것을 $100{\pm}5^{\circ}C$에서 24시간 동안 건조시킨 다음 잔골재의 일부로서 대체 사용한 모르타르 물성 실험을 실시하였다. 목재와 시멘트를 혼합하는 경우 목재의 수종과 부위에 따라서는 시멘트의 경화를 저해하는 것으로 알려져 있기 때문에 본 연구에서는 파쇄폐목재를 $20^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $80^{\circ}C$$100^{\circ}C$의 수중에서 일정 시간 동안 침지시킨 후 건조시킨 다음 이를 사용한 모르타르의 물성실험을 실시하여 파쇄폐목재의 전처리 효과를 함께 고찰하였다.

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샌드위치 패널 심재용 경량기포콘크리트 개발에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Development of Lightweight Foamed Concrete as Sandwich Panel Core)

  • 이상안;천우영;고관호;김화중
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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    • pp.557-560
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    • 2008
  • 샌드위치 패널은 전세계적으로 건축공사 전반에 걸쳐 매우 다양한 용도로 활용되고 있다. 우리나라의 경우 유기재료를 심재로 사용한 폴리스틸렌 패널 등을 사용함에 따라 화재에 의한 심재의 용융이나 강판의 변형 등 화재에 매우 취약하고, 유독가스 발생 등에 따른 문제점이 부각되면서 난연또는 불연성능의 확보가 반드시 필요하다. 따라서 이러한 문제점을 해결하고자 샌드위치 패널 심재용 경량기포콘크리트의 최적배합을 도출하여 샌드위치 패널 심재에 적용하고자 한다.본 연구에서는 기포콘크리트를 샌드위치 패널 심재로 활용하기 위하여 기존의 기포방식인 기포제를 첨가하여 경량화 시키는 방식과는 전혀 다른 방식으로 콘크리트 초경량화를 위해 여러 가지 화학반응에 의한 기포 발생 유도 메커니즘을 규명하였다. 그 중 과산화수소($H_2O_2$)를 첨가하여 반응시 발열(發熱)을 유도하고, 콘크리트 기포발생 유도를 극대화시켜 초경량화를 이루기 위한 최적배합 도출 및 폐자재를 활용한 샌드위치 패널 심재용 경량기포콘크리트 충전성 검토, 소요강도 확보가능 여부 등의 다양한 실험을 통해 물리적 역학적 특성을 알아보고자 하였다.

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인공경량골재의 입도에 따른 고강도 경량콘크리트의 강도변화에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study for the Strength Variations of High-strength Lightweight Concrete According to Grain-size of Artificial Lightweight Aggregate)

  • 김성칠;박기찬;최형욱
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.209-217
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    • 2011
  • 최근 구조물들이 대형화됨으로써 보통 콘크리트를 사용할 경우 강도 및 내구성에 비하여 중량이 크다는 결점으로 인해 콘크리트 구조물의 설계 및 시공의 안정에 제약을 주게 된다. 이러한 결점을 개선하기 위해서는 자중이 작고 강도가 큰 경량콘크리트가 요구되나, 국내에서는 실용화를 위한 연구가 아직 미비한 실정에 있다. 일반적으로 고온에서 소성시켜 제조된 인공골재는 골재가 팽창되어 내부에 무수한 기포를 가지게 된다. 따라서 골재의 크기에 따라 이들의 기포가 경량콘크리트 비중과 강도에 미치는 영향 연구가 필요하다. 본 연구에서는 국내에서 개발된 화력발전소 폐기물과 점토를 고온에서 소성, 팽창시켜 만든 인공경량골재의 입도별 배합설계를 실시하고 실험을 통하여 경량콘크리트의 비중 및 강도변화를 비교 고찰했다. 또한 경량콘크리트의 고강도 발현을 위한 인공경량골재의 최적 입도비를 제안하였다.

성토재 적용을 위한 경량폐기물의 기본물성 및 압축특성 연구 (A Study on the Basic and Compression Characteristics of Lightweight Waste for Use as Fill Materials)

  • 이성진;김윤기;고태훈;이수형;신민호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.61-74
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    • 2011
  • 본 연구는 석탄회와 폐타이어, 그리고 두 재료의 혼합재료 등 경량 폐기물의 성토재 활용을 위한 기본적인 연구로서, 이들 재료의 입도분포, 비중, 다짐밀도, 전단강도, 투수특성 등 기본물성 및 지반공학적 물성 평가를 위한 실험을 수행하였으며, 현장 조건에 따른 함수비와 온도변화를 고려한 1차원 압축 침하특성 등을 평가하였다. 석탄회 재료의 경우 대표적인 성토재료인 풍화토와 유사한 입도분포를 가지면서, 경량의 특정을 확인할 수 있었다. 그러나 강도측면에서는 풍화토와 유사한 수준을 보이고, 투수특성은 입도에 따라 매우 큰 차이를 나타냈다. 폐타이어가 포함된 재료들의 경우에도 강도값은 성토재로 충분한 값을 보였다. 이들 재료의 1차원 수직압축특성 실험 결과에서도 일정 수직응력 수준 하에서는 모래와 유사한, 비교적 압축성이 낮은 재료로 평가할 수 있었으며, 함수비변화와 반복적인 동결융해조건 하에서는 석탄회가 포함된 재료들이 풍화토 및 풍화토-폐타이어 혼합재료에 비해 낮은 압축침하거동을 보였다.

석탄회 및 폐플라스틱을 이용한 인공경량합성골재의 개발 (Development of lightweight Fly ash-Plastic Aggregate)

  • 조병완;박승국;박종빈
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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    • pp.380-383
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    • 2004
  • The coarse and fine aggregates that make up the majority of concrete are resources. But, the raw naturals that make up concrete are our earth's resources and there is not a replenishable stock. Also industrial waste and life waste leaped into a pollution source. Therefore, as construction continue, quarries are exhausted and new sources must be discovered. The purpose of this paper is to investigate an application of recycled coal ash plastics in the construction field. The study examined the physical and mechanical properties of recycled coal ash plastics aggregate. In the results, although the absorption and specific gravity of SLAs increases slightly as the fly ash content increases, the compressive strength and modulus of elastic of concrete made with SLAs remains relatively constant when mortar type and volume fraction are also held constant. These values are always lower than natural-weight aggregate concretes.

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