• 콘크리트학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.420-429
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• 2002

우리나라의 주물공장에서 발생되는 폐주물사는 연간 80만 톤 정도로서 90 %이상이 매립되고 있으므로 토양 덴 지하수 오염 문제로 인한 피해가 우려된다. 또한, 폐기물관리법이 크게 강화됨으로써 폐주물사의 재활용 방안에 대한 대책 수립이 절실히 요망된다. 본 연구에서는 폐주물사를 콘크리트용 잔골재로 재활용하기 위한 연구의 일환으로 폐주물사의 품질 및 폐주물사를 대체한 모르타르 및 콘크리트의 물성에 관한 실험결과에 대하여 고찰하였다. 폐주물사의 비중은 천연골재와 비슷하였으나, 단위용적 중량 및 실적률은 작았으며, 흡수율이 다소 큰 문제점이 있었다. 폐주물사의 입도는 천연골재로서 적정비율로 대체, 유해원소 및 유기불순물은 세척처리 함으로써 콘크리트용 잔골재로 사용 가능하였다. 폐주물사 대체 모르타르의 유동성은 보통모르타르와 비교하여 약간 떨어졌으나, 압축강도는 대체율 20 %에서 크게 나타났다. 한편, 폐주물사 대체 콘크리트의 응결시간은 보통콘크리트보다 약간 빨랐으나, 블리딩률은 오히려 작았으며, 슬럼프 손실률이 다소 큰 문제점은 있었다. 그러나 폐주물사를 30 % 대체한 콘크리트의 압축, 인장강도 및 탄성계수는 재령에 관계없이 좋은 결과를 나타내었다.

• 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.

• 자원환경지질
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• 제51권4호
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• pp.359-370
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• 2018

기존 연구에서 초임계$CO_2$($scCO_2$)-물-순활골재 반응을 이용한 폐콘크리트 순환골재의 중성화(pH 저감) 처리에서 가장 문제시되었던 오랜 처리시간의 한계(최대 50일)를 최소 3시간까지 단축하는 배치실험과 칼럼실험을 수행하였다. 모르타르(골재를 포함하지 않은 시멘트+모래 혼합체)와 모르타르에 골재를 포함하는 2 종류의 순환골재를 실험에 사용하였다. 입자 크기별로 분류한 세 종류의 폐모르타르 시료에 대하여 $scCO_2$-물-폐모르타르 반응 시간을 1시간부터 24시간까지 다하게 설정하여 반응시킨 후, 폐모르타르의 pH가 지속적으로 9.8 이하로 낮게 유지되는 최소 반응시간을 결정하는 용출 배치실험을 실시하였다. 실제 현장에서 다량의 순환골재를 중성화 처리하는 경우 비평형상태에서 용출이 발생하는데, 이러한 kinetic 효과를 고려한 순환골재의 실제 pH 저감 효율을 측정하고자 대형 칼럼 연속 용출 실험을 실시하였다. 배치실험의 경우, 고압셀 내부에서 3차 증류수 70 mL와 순환골재 시료 35 g을 혼합한 후 100 bar, $50^{\circ}C$ 조건에서 1시간 ~ 24시간 동안 반응시켜 중성화 처리하였다. 처리 후 건조시킨 폐모르타르 시료 10 g + 증류수 50 ml의 비율(1:5 비율)로 혼합하여 10분 동안 150 rpm으로 교반한 후 정치시키고, 총 15일 동안 용출시간 별로 용출수의 pH를 측정하였다. 중성화 처리 후 순환골재의 광물학적 변화를 확인하기 위하여 처리 전/후 XRD, TG/DTA 등의 분석을 실시하였다. 대형 칼럼(직경 16 cm, 높이 1 m) 용출실험을 위해 순환골재 2 종류를 대상으로 3시간 동안 중성화 처리한 순환골재와 처리하지 않은 순환골재로 칼럼을 충진한 후, 증류수를 칼럼 상부에 설치된 스프링클러를 통하여 일정하게 총 220 L를 주입하였다. 칼럼에 충진된 순환골재를 통과하여 하부로부터 유출되는 유출수의 pH와 $Ca^{2+}$ 농도를 시간별로 측정하였다. 배치실험 결과 폐모르타르 시료(직경 10 ~ 13 mm)의 경우 3시간의 중성화 처리에 의해 용출액의 pH가 법적 허용기준인 9.8이하를 유지하는 것으로 나타났다. $scCO_2$ 반응 후 골재의 XRD, TG/DTA 분석 결과, 중성화 처리에 의해 시멘트 모르타르의 주성분인 포틀랜다이트($Ca(OH)_2$) 성분이 감소한 반면 방해석($CaCO_3$)이 2차 광물로 생성됨을 알 수 있었다. 칼럼 실험 결과 중성화 처리한 순환골재의 용출수는 kinetic 효과를 고려한 경우에도 굵은골재와 잔골재 모두 용출수의 pH가 9.8 이하로 유지되어, $scCO_2$를 이용한 순환골재의 3시간 중성화 처리에 의해 건설현장에서 재활용이 가능한 것으로 밝혀졌다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.53-60
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• 2011

건설폐기물이 매년 증가함에 따라 제도적으로 건설폐기물을 재활용한 순환골재의 사용을 촉진하게 되었고, 이에 따라 현장에 순환골재의 사용이 증가되었다. 그러나 순환골재의 알카리수 용출에 의한 환경적 문제가 발생하게 되었고, 이를 저감시킬 방안에 대한 연구가 요구되었다. 본 연구는 순환골재의 알카리저감을 위한 방안으로 촉진탄산화 반응을 이용한 알카리 저감장치를 제작하여 순환골재 생산현장에 설치하고, 대량의 순환골재를 대상으로 알카리저감효과 및 품질의 영향을 분석하였다. 그 결과, 탄산화 반응시간 30초, 반응압력 -50 kPa에서 100 kPa까지 3싸이클의 압력변화를 주는 조건에서, 순환골재 pH는 9.33에서 9.8의 범위 내를 유지하였다. 또한 순환골재의 물리적 품질은 탄산화 반응 전보다 반응 후의 소성지수, 수정 CBR, 마모감량, 모래당량, 액성한계, 입도분포, 밀도 및 흡수율이 개선되는 것으로 나타났다.

• 한국도로학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.103-112
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• 2001

본 연구는 재생골재를 도로의 보조기층재료 및 포장용 콘크리트 골재로 사용하기 위하여 수행되었다. 우선 보조기층재료로서의 활용성 여부를 파악하기 위하여 실내다짐시험, CBR 시험, 평판재하시험을 수행하였으며, 콘크리트용 골재로의 활용성을 보기 위하여 재생골재 첨가비율을 0, 20, 40, 60, 80%로 하여 설계기준강도 $280kgf/cm^2$인 표층용 콘크리트를 제조하였다. 제조된 콘크리트로 굳지 않은 콘크리트 성질과 28일 양생 후 강도시험과 동결 융해에 따른 내구성 시험을 통해 폐콘크리트 재생골재의 활용성을 도로포장재료 측면에서 검토하였다. 실험결과 재생골재는 보조기층재료로서의 사용이 충분히 가능하며 표층용 콘크리트 골재로서 재생골재 첨가비율 40%까지 활용이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.115-122
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• 2018

본 논문에서는 원자력발전소 해체 시 다량으로 발생하는 폐기물에 대한 최종 처분량을 줄이기 위한 방안으로 콘크리트 폐기물을 재활용하는 방안에 대해 기존 문헌의 실험 결과를 토대로 비교 및 분석을 수행하였다. 콘크리트 폐기물을 재활용하는 방안 중 순환 골재로 활용할 경우, 혼입률에 따라 콘크리트 강도가 최대 30~40% 정도 감소하는 것으로 나타났다. 다만, 순환 골재의 품질 관리가 양호할 경우 재활용 콘크리트를 구조용 재료로서 사용하는 데 큰 문제가 없는 것으로 판단된다. 재생 시멘트로 활용할 경우, 재생 시멘트의 혼입률이 증가할수록 콘크리트 또는 모르타르의 강도가 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 재생 시멘트로 활용할 경우 구조용보다 대형 방사성 폐기물 최종 처분 시 충전용으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 본 논문은 향후, 고리 1호기 등 원자력발전소 해체 시 처분 물량 및 해체 비용 절감 등을 위한 방안 마련에 유용할 것으로 기대된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.465-474
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• 2022

폐콘크리트의 재활용에 대한 연구는 주로 고품질 순환골재 생산에 포커스를 맞춰 연구가 진행되어 왔으며, 그 결과 순환골재 국가표준을 제정하는 등 적극적으로 사용할 수 있는 환경이 조성되었다. 하지만 폐콘크리트 미분말의 경우, 그 활용에 대한 연구가 국내에서 많이 수행되었음에도 불구하고 상용화로 이어지는 획기적인 기술은 아직 발표되지 않은 실정이다. 최근 해외 주요 선진국에서는 폐콘크리트 미분말을 클링커나 시멘트의 원료로 사용하는 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이와 같은 배경에서 본 연구에서는 시멘트-콘크리트 산업의 탄소중립을 위한 폐콘크리트 미분말의 고부가가치 재활용 기술 및 상용화 동향에 대한 사례조사를 실시하였다. 폐콘크리트 미분말의 고부가가치 리싸이클을 위해서는 골재와 시멘트 페이스트의 완벽한 성분 분리가 필수적이며, 해외 주요국에서는 연구 개발 단계를 넘어 클링커의 원료 또는 시멘트의 혼합재로 사용하는 것에 대한 상용화 및 표준화가 진행 중이다. 따라서, 국내에서도 탄소중립의 관점에서 폐콘크리트의 재활용을 위한 연구 개발 및 표준화에 대한 논의가 시급하게 이루어져야 할 것이다.

• 공업화학
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• 제25권4호
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• pp.409-413
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• 2014

폐아스팔트를 적정 처리하여 KS F 2572 규격을 만족하는 아스팔트용 순환골재를 회수한 후 신골재와 결합재(수분+유화아스팔트+에멀젼계 재생첨가제)의 최적의 혼합비율을 설계하여 현장 시공규격에 맞는 재활용 상온아스콘 혼합물을 생산하고자 하였다. 결합재의 최적 혼합비율 결정을 위한 실험 결과 수분함량이 증가함에 따라 전단강도는 감소하였으며, 수분함량이 3.0 wt%일 때 마샬안정도가 최대값을 보였다. 두 결과를 토대로 최적 수분함량은 3.0 wt%로 설정하였다. 또한 유화아스팔트의 함량에 따른 마샬안정도와 흐름치는 첨가량 0.5~2.5 wt%의 범위에서 모두 기준에 만족하였고, 공극률은 0.7~2.5 wt%의 범위에서 만족하였으므로 최적 첨가량은 공통으로 만족된 범위인 0.7~2.5 wt%의 가운데 지점인 1.6 wt%로 설정하였다. 재활용 상온아스콘 혼합물용 결합재의 최적 에멀젼계 첨가제 함량은 재활용 상온아스콘 혼합물의 마샬안정도와 포화도를 고려하여 0.1 wt%로 설정하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.149-160
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• 2013

숏크리트의 배합에 스크리닝스를 활용하는 기술이 친환경적인 측면에서 필요할것으로 분석되었다. 따라서, 스크리닝스의 재활용은 단순히 폐자재의 활용에 의미가 있는 것뿐만 아니라, 최근의 양질 모래 부족으로 인한 품질저하를 극복하는 방안이 될 수 있다. 본 연구에서는, 숏크리트용 혼합골재로서 스크리닝스의 활용성을 평가하고자 5개 지역별 스크리닝스에 대한 물리적인 특성과 스크리닝스를 혼합한 잔골재의 물리적인 특성, 그리고 숏크리트용 혼합골재의 입도분포에 미치는 영향을 분석하여 스크리닝스의 종류에 따른 최대 혼입량을 산정하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.581-588
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• 2009

전기로 슬래그는 철강 생산 공정에서 발생되는 산업 부산물로서 그 발생량이 꾸준히 증가하고 있어 효율적인 재활용 방안이 요구되고 있다. 전기로 슬래그는 f-CaO 및 f-MgO에 기인한 팽창성이 우려되어 대부분이 노반재로 사용되었지만, 현재는 체적안정성을 확보한 전기로 산화 슬래그를 콘크리트용 골재로 사용하는 것이 가능하게 되었다. 이 연구에서는 콘크리트용 전기로 산화 슬래그 골재를 사용한 RC 보의 부착 특성에 관하여 고찰하기 위해 부착 파괴를 유도한 Ichinose식 단순보형 실험을 실시하였다. 실험 결과, 전기로 산화 슬래그 골재를 사용한 실험체는 천연골재를 사용한 경우보다 동등 이상의 부착 성능을 발휘하는 것으로 나타났다. 특히, 전기로 산화 슬래그 굵은골재를 사용한 실험체는 콘크리트 압축강도의 영향을 고려하여도 천연골재보다 1.5배 이상의 높은 부착 강도를 나타내었다.