• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.188-195
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• 2024

최근 환경문제와 골재난의 해결방안으로 건설폐기물을 재활용한 순환골재의 사용이 주목받고 있다. 순환골재의 재활용을 촉진하기 위해 마련된 여러 다양한 방안에도 불구하고, 순환골재는(특히 순환잔골재) 일반골재에 비하여 품질이 떨어지기 때문에, 구조체용 골재로서의 사용은 제한되고 있어, 순환골재 품질 향상에 관한 연구가 시급하다. 본 연구에서는 순환잔골재 품질 향상을 위해 1시간이라는 짧은 시간 동안 다양한 농도의 아크릴 수지 수용액에 순환잔골재의 침지를 진행하였고, 침지가 종료된 순환잔골재의 흡수율 및 진밀도 측정을 통해 적정 침지농도를 선정한 후, 모르타르 시험체를 제작하고 이의 역학적 성능을 평가하여 순환잔골재 재활용을 촉진시키는 처리방법을 제시하고자 하였다. 실험 결과에 따르면, 아크릴 수지 농도가 높아질수록 순환잔골재의 흡수율과 진밀도는 감소하였으며, 흡수율의 경우 아크릴 수지 농도 6~8 % 수준에서 가장 낮게 나타났으나, 아크릴 수지에 침지시킨 순환잔골재 모르타르의 압축강도는 이보다 낮은 농도인 4 %에서 가장 높게 나타나, 높은 농도의 아크릴 수지 사용이 모르타르 압축강도를 오히려 저하시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.97-104
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• 2023

본 연구에서는 순환잔골재 사용량 증대를 목적으로 순환잔골재만 혼입한 고강도 모르타르를 제조하고 이의 물성을 분석하여, 순환잔골재의 구조용 골재로서의 활용가능성을 파악하고자 하였다. 시멘트, 실리카퓸 및 고로슬래그 미분말을 함유한 물결합 재비 0.2 시멘트 모르타르에, 나노실리카를 추가로 혼입하고 이의 치환율을 변화시켜, 나노실리카 혼입량 변화가 순환잔골재 모르타르의 물성 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 시험체 제작 시 결합재 내부에서의 나노실리카 분산도 향상을 위해, 초음파 처리한 수분산된 나노실리카 수용액을 활용하였고, 나노실리카의 혼입률은 1 %까지 변화시켜 모르타르 플로우, 공극률 및 압축강도의 변화를 평가하였다. 실험 결과에 따르면, 나노실리카의 혼입률이 증가할수록 모르타르 플로우는 감소하였으며, 나노실리카 혼입률 0.75 %까지는 혼입율을 높일수록 공극률은 감소하고 압축강도는 증가하였으나, 치환율 1 %에서는 공극률의 상승 및 압축강도의 저하가 관찰되어, 나노실리카 혼입률 0.75 %가 성능 최적화를 위해 가장 적절한 혼입 비율인 것을 확인할 수 있었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권6호
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• pp.553-559
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• 2015

본 연구는 순환골재의 재활용 방안 및 시멘트를 대체할 수 있는 결합재에 대한 연구가 필요한 실정으로 고로슬래그, 플라이애시, 열병합플라이애시 등을 시멘트 대체재로 활용하여 무시멘트 모르타르를 제조하고자 하였다. 기초 실험에서는 결합재의 비율 및 알칼리 자극제의 선정을 위한 실험을 실시하였으며, 실험결과 결합재는 플라이애시 20%, 열병합플라이애시 40%를 치환한 경우 가장 높은 강도 값을 나타내었으며 알칼리 자극제로 NaOH 2.5%, $Ca(OH)_2$ 7.5%를 혼합하여 사용할 경우 가장 높은 강도 값을 나타내었다. 따라서 본 실험에서는 기초 실험에서 얻어진 최적 배합을 토대로 순환 잔골재의 치환율에 따른 무시멘트 모르타르의 특성을 검토하여 열병합플라이애시와 순환 잔골재를 사용한 모르타르의 공학적 특성을 분석하고자 하였다. 실험결과, 순환 잔골재의 적정 치환율은 75%인 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.490-497
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• 2020

본 연구는 순환잔골재의 사용 촉진을 위한 궁극의 해결방안 중 하나인 구조용 콘크리트의 골재로 사용될 수 있는 가능성을 확인하기 위하여 진행되었다. 순환잔골재의 함수상태 변화에 따라, 2단계 배합방법 및 변형된 형태의 2단계 배합방법을 적용한 모르타르의 강도가 세척사로 제조된 일반배합 모르타르의 강도에 근접하는지를 확인하여, 2단계 배합의 활용성을 증명하고자 하였다. 본 연구의 결과에 따르면, 골재의 함수상태에 의한 영향은 물시멘트비 0.3인 경우에만 발현되었고, 물시멘트비 0.5인 경우에는 명확한 경향을 찾을 수 없었으나, 2단계 배합방법이 순환잔골재 혼입 모르타르의 강도증진에 기여할 수 있는 가능성은 확인하였다. 또한 기존의 2단계 배합방법에 비해 시멘트 페이스트를 먼저 배합한 후, 순환잔골재를 투입한 변형된 형태의 2단계 배합방법을 활용하는 것이 순환잔골재 혼입 모르타르의 강도발현에 더욱 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.116-121
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• 2019

본 연구에서는 분쇄한 순환골재 분말(RAP)을 건설소재로 활용하기 위하여 순환골재 및 RAP의 재료적 특성을 파악하고, 시멘트 대체재로 RAP를 적용한 모르타르의 물리 역학적 특성을 분석하였다. RAP 입도분석결과, 볼밀 시간이 증가함에 따라 0.6mm 입도의 분포량이 증가하고, 조립률은 감소하는 것으로 나타났다. RAP를 치환한 모르타르의 유동성은 Plain 보다 향상되었으며, 이는 RAP를 결합재 대체재로 적용함으로서 잉여수의 증가하고 이로 인해 유동성이 증가된 것으로 판단된다. RAP를 적용한 모르타르의 압축강도 평가 결과, 치환율이 증가함에 따라 압축강도가 낮아지는 경향을 나타내었지만, 약 10%까지는 치환하여 사용가능한 것으로 판단된다. 이상의 연구로부터 분말화한 순환골재는 잔골재 대체재로서도 품질특성을 만족할 수 있는 것으로 나타났으며, 본 연구 범위에서는 결합재 대체재로 약 10% 적용시 유동성 개선 및 강도 확보가 가능할 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.229-235
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• 2018

본 연구에서는 순환골재 콘크리트의 품질안정화를 목표로 기술 개발한 골재 혼합설비를 활용하여 순환골재 및 천연골재를 사전 혼합하였으며, 생산 된 혼합골재를 적용하여 혼합 전과 혼합 후의 콘크리트 특성을 검토하였다. 이렇게 도출된 결과를 토대로 순환골재의 품질 안정화 및 사용 활성화를 위한 새로운 방향을 제시하고자 하였다. 골재 혼합 전 후에 따른 믹서로 비빈 굳지 않은 콘크리트 중의 모르타르와 굵은 골재량의 변화율 시험 결과 사전 골재 혼합 시 혼합 전 콘크리트 대비 모르타르 및 굵은 골재량의 편차가 줄어드는 것으로 확인되었다. 재령 3일과 재령 7일에서의 압축강도 편차 및 평균압축강도는 혼합 전 후 비슷한 결과를 나타냈으며, 28일 강도에서는 재령 3, 7일보다 혼합 전 후 강도 편차가 크게 발생했다. 사전 골재 혼합을 통한 혼합골재 사용 시 강도 편차가 줄어드는 것으로 확인되었으며, 사전 골재 혼합을 통한 혼합골재 사용 시 장기강도 발현이 유리할 것으로 사료된다. 위의 결과를 토대로 순환골재 및 천연골재 사전 혼합을 통해 생산된 혼합골재를 사용한 콘크리트 결과 굵은골재량, 압축강도 편차가 줄어드는 것으로 나타나 사전 골재혼합을 통해 균질한 콘크리트를 생산할 수 있는 것으로 판단된다. 이는 생산되는 순환골재 특성에 따라 천연골재와 사전 혼합을 통해 균질한 골재 특성을 맞춰 생산할 수 있으며, 순환골재의 문제점 중 하나인 품질편차를 해결할 방안으로 고려된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권3호
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• pp.257-263
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• 2015

본 연구에서는 우리나라에서 생산되는 고로슬래그 미분말(BS)의 품질특성과 BS의 치환율 변화가 순환골재 사용 시멘트 모르타르의 공학적 특성에 미치는 영향 및 BS 품질 특성치와 모르타르의 공학적 특성치간의 상관성을 분석하고자 하였다. 분석결과 먼저 BS 품질특성은 9개 항목 중 4개 항목에서 불만족하는 공장이 존재하였는데, 이중에서도 분말도의 개선이 제일 중요하게 요구되었다. 또한, BS의 치환율이 증가할수록 순환골재사용 시멘트모르타르의 유동성은 증가하였으나 응결지연, 초기강도가 저하하는 문제는 존재하였으나, 단 잠재수경성반응으로 후기재령에서는 증가하였다. BS의 품질특성치와 시멘트 모르타르의 공학적 특성치간의 관계에서 이수석고와 관련하는 $SO_3$ 및 L.O.I는 응결시간, 3 및 91일 압축강도와 미약하지만 어느 정도 상관성이 있는 것으로 분석되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권5호
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• pp.17-24
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• 2021

천연골재의 지속적인 개발은 환경 및 자원고갈 문제를 발생시키기 때문에 건설폐기물은 원활한 골재 수급을 위한 중요한 원료이다. 대부분의 순환골재 처리업체에서 생산되는 순환 골재는 시멘트 페이스트 및 모르타르 부착률이 상대적으로 높아 흡수율과 밀도에 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 순환 골재의 품질을 개선하기 위해 볼의 혼합 방지와 움직임을 개선할 수 있는 체가 적용된 다단 박리형 볼밀을 활용하였다. 생산된 제품을 순환 골재로 사용하기 위해 품질 조건 만족 여부를 확인하였다. 최종적으로 다단 박리형 볼밀은 시멘트 페이스트와 모르타르를 효율적으로 단체 분리할 수 있었으며, 순환골재 생산에 적합한 장비임을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.314-321
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• 2024

최근 천연골재의 고갈로 순환골재의 재활용 확대가 절실한 상황에 도달하였다. 순환골재 생산 공정에서 발생된 미세균열 및 표면에 부착된 시멘트 페이스트는 순환골재 재활용의 가장 큰 걸림돌로 작용해 왔는데, 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 순환골재의 pH 저감에 효과적으로 알려진 일인산 암모늄 수용액을 활용하였다. 다양한 농도의 일인산 암모늄 수용액을 활용하여 순환잔골재의 분사 및 침지처리를 실시하였고, 처리 전 후의 물성 변화를 관찰하였으며, 최종적으로 모르타르 시험체를 제작하여 압축강도를 평가하였다. 실험 결과에 따르면, 일인산 암모늄 수용액 분사 및 침지처리를 하는 경우 순환잔골재의 흡수율은 증가하고 pH는 감소하였다. 내부의 공극 및 균열에 존재하는 수산화칼슘 및 에트링가이트는 용출되었으며, 수산화인회석의 생성으로 인해 진밀도가 상승하였다. 흡수율의 증가에도 불구하고, 모르타르 시편의 압축강도 또한 증가하였는데, 이는 분사 및 침지처리과정에서 용출된 수산화칼슘 및 에트링가이트의 제거와 순환잔골재 표면에 존재하는 미세분말의 세척으로 인한 부착강도의 증가가 주요한 원인으로 파악되었다. 일인산 암모늄 수용액의 농도가 과다한 경우(침지: 15 % 이상, 분사 20 % 이상), 모르타르의 압축강도는 저하하는 현상을 보였는데, 이는 수화생성물의 과도한 용출에 의해 증가한 흡수율과 관련된 것으로 판단된다.