• 제목/요약/키워드: 골재공급

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레디믹스트 숏크리트 개발 I : 기초 연구 (Development of Ready-mixed Shotcrete I : Basic Study)

  • 김동민;마상준
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권5C호
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    • pp.171-185
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    • 2011
  • 레디믹스트(Ready-mixed) 숏크리트는 전문공장에서 원재료를 건조배합 형태로 생산하여 시공현장으로 운반 및 타설되는 재료로서, 확실한 골재 품질관리가 가능하며 규격화된 재료 사용으로 시공 품질 개선이 가능하다. 특히, 현장 배치플랜트의 축소 혹은 생략이 가능하기 때문에, 설치비용 절감 및 부지확보로 인한 민원과 환경문제를 해결할 수 있는 추가적인 장점이 있다. 본 연구에서는 숏크리트 성능 향상을 위한 방법으로 혼화재 및 급결제에만 국한되어 있던 기존 연구방향을 벗어나, 골재 자체의 품질 개선을 통해 숏크리트 성능을 향상시키고자 하였다. 기초 연구에서는 국내 숏크리트 시공실태 및 공급골재의 품질파악을 실시하였고, 현장실험을 통해 레디믹스트 숏크리트의 굵은 골재 최대치수를 8mm로 결정하였다. 또한, Pilot Plant Test를 실시하여 공장생산 공정의 재료분리 현상을 최소화 하고자 하였고, 현장실험을 통해 강섬유와 동일 수준의 휨인성을 발휘할 수 있는 합성섬유의 최적 혼입량과 고로슬래그 미분말의 최적 치환율을 도출하였다.

고로슬래그를 사용한 습식 순환 잔골재 모르타르의 강도 특성에 관한 연구 (A Study on the Strength Property of Recycled Fine Aggregate (Wet Type) Mortar with Blast Furnace Slag)

  • 심종우
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.153-160
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    • 2010
  • 고로슬래그 미분말을 순환골재 모르타르 및 콘크리트의 제조에 활용할 경우, 순환골재에서 용출된 $Ca(OH)_2$가 고로슬래그에 대한 자극제 역할을 수행하여 수화반응을 개선할 수 있을 것으로 판단되고 고로슬래그를 통해 알칼리 저감 효과를 얻을 것으로 예상되어 본 연구를 진행하게 되었다. 그 결과 고로슬래그 미분말을 혼입 사용한 순환 잔골재 모르타르는 재령 3일에서는 고로슬래그 혼입율에 따라 강도가 감소하는 결과를 나타냈다. 이는 고로슬래그의 수화반응이 일어나지 않았기 때문으로 판단되며 또한, 순환 잔골재 혼입률에 관계없이 고로슬래그 미분말의 혼입률이 증가함에 따라 재령 3일 측정한 수화활성도도 저하되는 것으로 나타났다. 재령 7일에서는 순환 잔골재에서 용출된 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)이 자극제 역할을 수행하여 고로슬래그 미분말을 혼입한 배합의 압축강도 발현이 천연 잔골재를 사용한 모르타르보다 서서히 증가하는 결과를 보이기 시작하였으며 이로 인해 재령 7일 측정한 고로슬래그 미분말을 단계별로 혼입한 배합의 수화활성도가 고로슬래그를 혼입하지 않은 배합보다 높아지는 것으로 나타났다. 재령 28일에서는 고로슬래그 미분말 혼입률 30% 배합에서는 고로슬래그의 수화반응으로 인해 천연 잔골재를 사용한 배합보다 높은 압축강도를 보이기 시작하였으며 이때 측정한 수화활성도는 천연 잔골재를 사용한 배합과 특별한 차이를 보이지 않았으며, 이는 지속적으로 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)이 공급되지 못하였기 때문으로 판단된다.

2021년도 국내 골재 수급 분석 (Aggregate of Korea in 2021)

  • 홍세선;이진영
    • 자원환경지질
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    • 제56권1호
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    • pp.87-101
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    • 2023
  • 이 연구는 매년 국내 골재의 수요공급이 어떠한 형태로, 얼마만한 양으로 이루어지며, 이에 따라 향후 수급에 대한 전망을 파악하는데 있다. 2021년 국내 골재 총 채취량은 약 1억 3,574만 m3 이며, 이 중 모래는 약 4,726만 m3 (35%), 자갈은 약 8,848만 m3(65%) 채취되었으며, 허가채취는 약 6,298만m3(46%), 신고채취는 약 7,276만m3(54%)이다. 골재원별로 보면 하천골재 약 38만 m3, 육상골재 약 348만m3, 산림골재 약 4,990만m3, 바다골재 약 922만m3, 선별파쇄 약 6,736만m3, 선별세척 약 355만m3, 그리고 기타신고골재가 약 185만m3로 선별파쇄골재와 산림골재가 전체 채취량의 약 86%를 차지하고 있다. 광역시도에서는 경기도가 골재를 가장 많이 채취하였으며, 그 다음으로 충청남도, 인천광역시, 경상남도, 충청북도, 강원도, 전라남도, 경상북도의 순이다. 2021년에는 231개 시군구의 약 64%인 148개 시군구에서 골재를 채취하였다. 100만m3 이상의 골재를 채취한 시군구는 48개이며, 이들 시군구에서는 전국 채취량의 74%인 약 1억 82만m3를 채취하였다. 2021년도에는 약 1,000개소 정도의 채취장이 운영되었으나 실제 골재를 채취한 채취장은 약 805개소이다. 선별파쇄가 약 377개소로 가장 많으며, 산림골재는 192개소, 육상골재는 139개소 내외이다. 100만 m3 이상을 채취한 채취장은 15개소이며, 1만 m3 미만의 소규모 채취장도 약 85개소이다. 약 372여개의 허가채취장에서 허가기간은 최장 32년에서 최소 2개월이며, 허가기간이 10년 이상인 채취장은 100개소이다. 그러나 2023년 이후 채취가능한 채취장이 약 40%이며, 2021년 수준의 골재 허가채취물량을 유지하기 위해서는 매년 최소한 100개소 이상의 채취장에 대해 허가연장, 신규허가가 필요할 것이다.

국내 골재석산의 분포와 유형 분석 (Geology and Distribution of Crushed Aggregate Resources in Korea)

  • 홍세선;이창범;박덕원;양동윤;김주용;이병태;오근창
    • 자원환경지질
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    • 제37권5호
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    • pp.555-568
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    • 2004
  • 국내에서의 골재의 수요는 1980년대 이후 급속한 경제성장과 더불어 빠르게 증가되어 왔다. 국내 골재 생산량 중 하천골재의 비율은 약 25%, 바다골재 20∼25%, 육상골재 약 5%이며, 산림골재는 약 40∼50%를 점하며 거의 모든 굵은 골재의 공급을 담당하고 있다. 산림골재는 지역적으로 고르게 분포하고 있으나 서울, 부산 등 광역시를 중심으로 그 주변에 집중되는 경향을 보인다. 국내 산림골재로서 개발되는 암석은 심성암류 27%, 변성암류 32%, 퇴적암류와 화산암류가 각각 18%를 차지한다. 암종별로 보면 전체 골재석산에서 화강암 대상이 25%, 편마암 20%, 사암 10%, 안산암 10%의 비율을 보이고 있다. 석재로 이용되는 암종은 국내 암석 종류 중 15개 암종에 불과하지만 골재로 이용되는 암종은 석재 이용 암종의 2배인 29종으로 심성암류는 화강암, 섬장암, 섬록암, 반화강안, 반암, 규장암, 맥암 등이며, 화산암류는 유문암, 안산암, 조면암, 현무암, 응회암, 화산각력암 등이다. 또한 변성암류에서는 편마암, 편암, 천매암, 슬레이트, 변성사암, 규암, 혼펠스, 석회규산염암, 각섬암 등이 사용되고, 퇴적암에서는 사암, 셰일, 이암, 역암, 석회암, 각력암, 쳐트 등이 이용된다. 이들 암종들 중에는 석재로 사용하기 어려운 셰일, 이암, 화산각력암 등이 포함된다. 석재에서는 화강암이 70∼80%의 점유빈도를 보이지만 골재에서는 25% 정도의 점유율만을 보인다. 두 번째로 많이 이용되는 암종은 편마암으로 전체 점유율 중 20% 정도 차지한다. 그리고 사암과 안산암이 10% 내외 정도의 점유율을 보인다. 도별 점유현황을 살펴 보면 충북에서 심성암의 비율이 가장 높고 그 다음으로 전북, 강원, 경기도의 순으로 심성암의 점유율이 감소하며 경남과 전남이 12%, 10%로 가장 낮은 점유율을 보인다. 이러한 현상은 보통 70∼80%의 심성암 점유율을 보이는 석재자원과는 매우 다른 형태이다. 전남지역은 화산암 골재가 50% 이상이며, 경남은 퇴적암 골재가 50% 이상을 점한다. 또한 변성암의 골재 사용비율은 경기도, 충남에서는 거의 50% 수준에 육박한다. 골재 석산은 경기도, 경북, 경남, 충북에서 거의 비슷한 비율로 분포하며 오히려 전북에서의 골재 석산의 수는 적은 편에 속한다. 강원도가 골재석산의 수가 가장 적은 편이다.

산업부산물인 스크리닝스의 활용도 증진을 위한 린콘크리트 적용성 평가 (Application of Screenings by-product of Crushing Rock in Quarry as Lean Concrete Pavement)

  • 강민수;이경하;서영찬;김인수
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.75-81
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    • 2012
  • 콘크리트포장에서 린콘크리트 기층용 재료 생산을 위한 골재 파쇄시 골재의 입도조정을 위하여 세골재로 천연모래를 투입하고 있으며, 천연모래의 투입비는 혼합골재의 중량비로 30~40%를 투입하고 있다. 린콘크리트용 재료생산을 위한 세골재로 적용중인 천연모래는 골재원의 고갈추세로 골재를 공급하기가 어려워지고 있으며, 도로 건설비용에 천연모래 구입비가 포함되어 있다. 그러므로, 천연모래를 대체할 수 있는 방안으로 산업부산물인 스크리닝스를 적용하여 세골재원의 고갈해소와 아울러 공사원가의 절감에 기여하고자 본 연구를 실시하였다. 린콘크리트용 세골재로 스크리닝스를 사용한 경우와 모래를 사용한 경우를 비교 분석한 결과, 세골재로 스크리닝스를 적용한 경우가 모래를 사용한 경우보다 일축압축강도가 우수한 것으로 나타났다. 시험시공 및 평판재하, 비파괴 포장표면 처짐, 밀도, 강도 등을 추적조사를 실시한 결과, 스크리닝스를 사용한 경우가 천연모래를 사용한 경우에 비하여 일축압축강도 및 지지력 측면에서 높게 나타났다. 따라서, 스크리닝스를 린콘크리트에 현장적용시 건설예산절감 및 자원재활용, 환경보호에 기여할 것으로 기대된다.

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3D 프린팅으로 제작한 굵은 골재를 사용한 경량콘크리트의 압축강도 실험 (Compressive Strength Experiment of Lightweight Concrete Using Coarse Aggregate Produced by 3D Printing)

  • 안병주
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.54-59
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    • 2020
  • 콘크리트의 품질에 큰 영향을 미치는 중요 자재인 굵은 골재는 채취장소, 생산방법 등에 따라 다양하게 생산된다. 현재 건설업계는 굵은 골재의 안정적인 공급과 표준적인 품질 확보 방안이 필요한 실정이다. 본 연구는 굵은 골재를 3D 프린팅으로 제작하여 사용하는 것이 이 문제 해결에 도움이 되는지를 검토하는 것이 목적이다. 3D 프린팅을 위한 필라멘트는 검토 결과 ABS 필라멘트가 선정되었다. 굵은 골재의 설계는 CATIA를 사용했으며, 제작은 CUBICON Single Plus를 사용하였다. 공시체는 3개의 AE제를 사용 것과 3개의 그렇지 않은 것 등 총 6개를 제작한 후 28일 동안 수중 양생하였다. 압축강도 시험 결과 AE제를 사용할 경우 콘크리트표준시방서에서 규정한 경량콘크리트 설계기준의 최저 압축강도 이상이 발현됨을 확인했다. 이는 3D 프린터로 제작한 굵은 골재가 경량콘크리트의 굵은 골재로 사용될 가능성이 있음을 시사한다. 특히 대량생산 체계를 갖출 경우 궁극적으로 굵은 골재의 안정적 수급과 표준적인 품질 확보라는 건설업계가 당면하고 있는 문제 해결에도 일조할 수 있을 것이다. 향후에는 3D 프린팅으로 제작한 굵은 골재의 부착력 향상 방안, 경제성 분석 등에 관한 연구를 진행할 예정이다.

해수 및 염화 나트륨이 공급되는 환경에서 실리카 흄의 알칼리-실리카 반응에 대한 억제 효과 (Effectiveness of Silica Fume on Alkali-Silica Reaction in the Presence of Sodium Chloride and Sea Water)

  • 김창길;삼포상;강원호
    • 콘크리트학회지
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    • 제10권5호
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    • pp.129-137
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    • 1998
  • 본 연구에서는 해수 및 염화나트륨이 공급되는 환경에서 실리카 흄의 알칼리실리카 반응에 대한 억제효과를 구명한 것이다. 연구에 사용된 염화나트륨 농도는 2.8%, 10%, 20%여Tdmaum 반응성 골재는 일본산 안산암이었다. 실리카 흄은 노르웨이산으로 비표면적인 20$m^2$/g인 것을 사용했다. 실리카 흄의 치환율은 시멘트 중량에 대해 5%, 7%, 10%로 하였다. 연구결과, 20%의 염화나트륨이 공급되는 환경에서 알칼리실리카반응에 의한 유해한 팽창이 억제는 본 연구에서 사용된 실리카 흄의 경우, 치환율 % 이상에서 달성되었다.

순환굵은골재 60% 이상 사용한 고강도 콘크리트에 대한 강섬유 보강 효과 (The Effects of Steel-Fiber Reinforcement on High Strength Concrete Replaced with Recycled Coarse Aggregates More Than 60%)

  • 김윤일
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제4권4호
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    • pp.404-417
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    • 2016
  • 이 연구는 지속가능한 자원순환형 골재공급 시스템 구축에 유용한 자료 제공을 목적으로 하며, 순환굵은골재를 60% 이상 100%까지 다량 사용한 고강도 콘크리트에서 이로 인하여 나타나는 압축강도와 전단강도 저하가 강섬유 보강으로 어느 정도 회복되고 개선되는지를 재료시험과 보의 전단파괴 실험을 통하여 밝히고자 하는 것이다. 이 연구에서는 먼저 관련된 기존 실험연구 결과들을 고찰하였다. 재료시험 결과, 체적대비 0.75%의 강섬유 보강과 흡수율 2.0% 이내의 고품질 순환굵은골재를 병용하였을 때, 압축강도 60MPa 수준의 고강도콘크리트의 압축강도 특성이 천연골재 수준으로 회복되고 좋은 연성 특성이 나타나는 것을 확인하였다. 또한 전단력이 보 거동을 지배하는 전단스팬비(a/d) 2와 4인 보에 대한 전단파괴 실험에서 강섬유 보강에 의한 매우 큰 전단강도 증진 효과와 연성거동 특성을 확인하였다.

$SiO_2$를 첨가하여 환원개질한 전로슬랙의 골재특성 (Characteristics of Converter Slag Aggregates Reformed by $SiO_2$ added Reduction)

  • 고인용
    • 자원리싸이클링
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    • 제9권1호
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    • pp.52-62
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    • 2000
  • 건축용 고품질 골재, 시멘트 산업 그리고 체절용 플럭스 등 보다 더 가치 있는 분야로의 전로슬랙의 재활용을 극대화하기 위해서는 사용목적에 맞게 전로슬랙의 조성과 특성을 조절하는 것이 대단히 중요하다. 본 연구에서는 슬랙의 화원.개질을 목적으로 전로슬랙에 $SiO_2$의 첨가량을 바꾸고 일정량의 탄소를 섞어 $1650^{\circ}C$에서 환원 용해하였다. 환원이 종료된 후, 개질된 슬랙은 노대에서 상온까지 서냉하였다. 얻어진 슬랙에 대하여 SEM-EDX, XRD, Chemical Anaysis에 의해 상조직, 상분포, 조성분포등을 조사하였다. 또한 자연골재와의 물성비교를 위하여 압축강도와 밀도도 측정하였다. XRD분석에 의하면, 전로슬랙 중량에 대하여 10%의 $SiO_2$를 첨가하여 환원개질한 전로슬랙은 bredigite + merwmite의 혼합상으로 존재하며, 20% 및 30% $SiO_2$를 첨가한 경우엔 모두 akcrmante로 존재하고 있다. 그러나 SEM-EDX 분석 결과는 개질슬랙의 상분포가 슬랙조성에 따라 아주 민감하게, 그리고 복잡하게 변화함을 보여주고 있다. 또한 개질슬랙의 성질은 이러한 상분포에 의해 많은 영향을 받는다. 카드뮴 약 1/3과 바나듐의 약 1/5은 환원후에도 개질슬랙중에 남으며, 그밖의 많은 중금속원소들은 환원개질에 의해 90%~95% 이상의 금속철 중에 흡수되거나 휘발하여 제거된다. 25%의 $SiO_2$를 혼합하여 환원한 후 서냉에 의해 얻은 개질전로슬랙의 압축강도와 밀도는 자연화강암에 거의 근접한 값을 보이고 있어, 고품질의 건축용 골재로도 사용 가능하며, 이는 Thyssen 제철소에서 개발하여 건축용으로 공급하고 있는 $SiO_2$를 첨가한 산화개질 슬랙골재 보다도 우수한 것이다.

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