• 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.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.385-388
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• 2008

현 국내에서 생산되고 있는 대다수의 순환잔골재는 골재표면에 부착되어 있는 구모르터 성분으로 인하여 낮은 밀도와 높은 흡수율의 물리적 특성을 나타내는 저품질 골재이다. 이러한 이유로 일반 콘크리트용 골재 또는 콘크리트 제품제조용 골재로 사용이 부적합하며 일반 성토, 매립재용으로 사용되고 있는 실정이다. 또한 골재 세척에 사용되는 공정수는 골제 세척 후 강알칼리성을 띠게 되어 추가적인 처리비용이 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기존 파 분쇄 방법이 아닌 마쇄 방법을 사용하여 골재간의 마찰과 자유낙하에 의한 운동에너지로 골재표면에 구모르터 성분을 탈리시키고 황산수를 공정수로 사용함으로써 중화반응에 의해 중성 또는 약산성화 하는 방법으로 고품질 순환잔골재를 생산하였다. 상기의 방법으로 생산된 순환 잔골재는 구모르터 성분에 포함되어있는 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)과 공정수에 투입한 황산($H_2SO_4$)의 중화반응에 의해 반응생성물인 석고가 생성되고, 중화반응에 의해 생성된 석고는 재생골재를 건조하는 과정에서 반수석고로 변환된다. 일반적으로 시멘트에 포함된 석고는 응결을 완화 할 뿐 아니라 단기강도를 높이고 건조수축을 감소시키며, 화학적 저항성을 향상시키는 등의 효과가 알려져 있다. 이에 본 연구는 저품질의 순환잔골재를 황산수와 습식마쇄방법을 이용하여 고품질의 순환잔골재로 생산한 후 이를 콘크리트에 적용하였을 때 반응생성물질인 반수석고가 콘크리트의 압축강도에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 실험 결과, 반수석고가 포함된 순환잔골재를 사용한 콘크리트가 압축강도가 가장 높게 나타났고 휨강도는 석고를 제거한 순환 잔골재를 사용한 콘크리트가 가장 높게 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.1-9
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• 2014

본 연구는 순환굵은골재 콘크리트의 활용성 증대 및 규준 정립에 관한 연구의 일환으로 순환굵은골재 치환율에 따른 고강도 철근콘크리트 보의 휨 특성을 검토하고자 한다. 실험은 콘크리트 설계강도 40MPa, 50MPa, 60MPa 순환굵은골재 치환율 0%, 30%, 50%, 100%를 변수로 총 12개의 실험체를 제작하여 최종 파괴 시까지 변위제어 방식에 의해 2점 가력하였다. 실험결과 천연골재를 사용한 실험체와 비교시 균열발생 및 파괴양상의 경우, 순환굵은골재를 사용한 철근콘크리트 보의 실험체는 천연골재 철근콘크리트 보 실험체에 비해 균열이 비교적 압축측까지 진전하는 특성을 보였으나 전반적으로 균열양상은 유사하게 나타났으며, KCI 설계기준식에 의한 계산값 및 실험결과의 비교결과 순환굵은골재 치환율에 관계없이 1.08~1.29로 기준값을 상회하는 것으로 나타나 순환굵은골재를 사용한 콘크리트 보의 휨 부재설계에 적용 가능할 것으로 판단된다. 따라서 순환굵은골재 활용성 증대를 위해 추가적인 실험을 통하여 순환굵은골재의 구조적 기준정립이 필요할 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권2호
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• pp.40-47
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• 2007

생활폐기물 소각장에서 발생되는 바닥재를 콘크리트 잔골재로 재활용하기 위해서, 기준모르타르에 모래 10%를 바닥재로 대체 하고 시멘트 10%를 포졸란성 규조토로 대체한 후, KS L 5105와 TCLP에 따라 시험하였다. 결과에 의하면, 바닥재의 유해중금속들은 TCLP 허용치 범위에 있었다. 포졸란성 규조토와 바닥재를 혼합한 모르타르 압축강도는 기준모르타르보다 높았으며 동시에 모든 유해중금속들은 TCLP 기준치 범위에 들어 있었다. 따라서 포졸란성 규조토를 안정재로 사용하게 되면 바닥재를 콘크리트 잔골재로 재활용할 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권9호
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• pp.5-12
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• 2015

해양정화사업으로 많은 양의 준설토가 발생하고 있는데 이 중 입자가 작은 준설세립토는 폐기물로 버려지고 있는 실정이다. 일반매립재와 성토재 및 호안블록, 콘크리트 블록으로서의 사용성을 확인하기 위하여 관련 기준들을 고찰하였으며, 준설세립토에 대한 지반공학적 물성시험과 알칼리 활성화 반응을 통하여 성토재, 호안블록 및 콘크리트 블록으로서의 사용성을 분석하였다. 준설토 중 준설모래는 성토재로서 사용이 가능하였으며, 준설세립토 만으로 일반 매립제로 사용이 가능하였다. 그리고 준설세립토와 준설모래를 혼합하여 성토재로 사용할 수 있었다. 고로수재 슬래그와의 알칼리 활성화 반응을 통하여 생성된 재료는 호안블록 및 콘크리트 블록 등으로 사용할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.321-326
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• 2022

이 연구는 바이오매스를 원료로 사용하여 에너지화하는 열병합 발전소가 최근 전 세계적으로 많은 관심을 받고 있고 국내에서도 점차 증가하고 있는 추세에 있으며 이로 인하여 발생하고 있는 바닥재를 콘크리트용 잔골재로서 활용하기 위한 가능성을 확인하기 위하여 기초 물성 및 안정성 평가 실험을 수행하였다. 표준사 28일 기준 압축강도와 비교하여 목재칩 골재는 111 %, 표준사 56일 기준 길이변화율과 비교하여 목재칩 골재는 89 %, 폐기물공정시험 결과 폐기물관리법 시행규칙에 따른 유해물질의 기준 미만을 모두 충족하여, 열병합발전소로 인하여 발생하는 바닥재를 콘크리트용 잔골재로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제15권2호
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• pp.24-31
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• 2006

폐콘크리트 파쇄시 발생하는 재생잔골재의 품질을 검토하였으며, 재생잔골재를 활용한 모르타르의 압축강도, 휨강도 및 흡수율을 검토하였다. 또한, 프리캐스트 콘크리트 제품용 골재로서의 적용성에 대하여 평가하였다. 재생잔골재의 밀도 및 흡수율은 각각 $2.31\;g/cm^3$ 및 8.07%로 KS F 2573의 2종에 해당되는 품질이었다. 혼합시멘트 MRS1, MRS2 및 MRS3 사용 모르타르의 재령 28일 압축강도는 물-시멘트비 35%, 양생온도 $40^{\circ}C$의 조건에서 각각 15.8, 27.4 및 48.7MPa로 최대값을 발현하였다. 모르타르의 최대휨강도는 혼합시멘트 MRS1 및 MRS2 사용시 물-시멘트비 35.0%, 양생온도 $40^{\circ}C$, 혼합시멘트 MRS3사용시 물-시멘트비 37.5%, 양생온도 $40^{\circ}C$의 조건에서 발현하였다. 혼합시멘트 MRS1, MRS2 및 MRS3를 사용한 모르타르의 흡수율의 범위는 각각 $8.3{\sim}7.3%,\;6.5{\sim}8.5%$ 및 $3.5{\sim}6%$의 범위로 나타났다. 그러므로 혼합시멘트와 재생잔골재의 비율을 적절히 조절함으로써 MRS1는 저강도용, MRS2는 보통강도용, MRS3는 고강도용으로 다양한 프리캐스트 콘크리트 제품에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.215-227
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• 2015

본 연구에서는 순환골재를 사용한 강섬유보강 콘크리트보의 전단거동을 알아보기 위하여 순환골재 치환율은 30 %로 고정하고, 전단경간비(a/d = 2, 3, 4), 인장철근비(${\rho}=0.8$, 1.27 %) 및 강섬유 혼입율($V_f=0$, 0.5, 0.75, 1%)을 변수로 한 총 24개의 강섬유보강 콘크리트보를 만들어 실험하였다. 또한 순환골재를 사용한 강섬유보강 콘크리트보의 전단강도를 여러 연구자들의 제안식과 비교 분석하였다. 즉, 순환골재를 사용한 강섬유보강 콘크리트보의 전단거동에 따른 전단내력을 분석하고, 강섬유보강 전단강도 제안식과 실험값을 비교하여 순환골재를 사용한 강섬유보강 콘크리트보의 사용가능성을 평가하고자 하였다. 대부분의 실험값이 제안식에 의한 이론값보다 높게 나타나 순환골재를 사용한 강섬유보강 콘크리트보를 구조부재로 사용하여도 무방하다고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.102-109
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• 2016

본 연구에서는 국내에서 생산되고 있는 콘크리트용 순환 굵은골재를 사용하여 콘크리트의 압축강도 수준(20, 35, 50 MPa)에 따라 순환 굵은골재의 혼입률 변화가 콘크리트의 염화물 확산특성에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과 순환 굵은 골재의 치환율 변화에 따른 유동성(슬럼프)은 순환골재를 혼입하지 않은 경우에 비해 동등하거나 양호한 유동성을 나타내는 것으로 나타났다. 이러한 영향은 국내에서 생산되는 순환골재의 양호한 입형이 유동성 개선에 기여한 것으로 판단된다. 또한, 순환 ?은 골재의 치환율 변화에 따른 압축강도는 순환골재 혼입률이 증가할수록 약 9~10% 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 염화물 확산계수는 순환골재 혼입률이 증가함에 따라 최대 144%까지 증가하는 결과를 나타냈으며 낮은 강도 수준의 콘크리트 일수록 순환골재 활용에 따른 내염성 저하 정도가 큰 것으로 나타났다. 강도가 증가할수록 순환골재 혼입에 따른 영향은 감소되어, 고강도 영역에서는 일반 콘크리트와 유사한 염화물 확산 특성을 발현하는 것으로 분석되었다. 따라서 순환골재를 콘크리트용 재료로 대량 활용하기 위해서는 콘크리트의 내염성 개선을 위한 혼화재료의 적용 또는 배합설계상 조정을 통한 강도의 개선 등이 필요할 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권3호
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• pp.305-326
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• 2022

To realize the recycling utilization of waste concrete and alleviate the shortage of resources, 11 specimens of steel reinforced recycled concrete (SRRC) filled circular steel tube columns were designed and manufactured in this study, and the cyclic loading tests on the specimens of columns were also carried out respectively. The hysteretic curves, skeleton curves and performance indicators of columns were obtained and analysed in detail. Besides, the finite element model of columns was established through OpenSees software, which considered the adverse effect of recycled coarse aggregate (RA) replacement rates and the constraint effect of circular steel tube on internal RAC. The numerical calculation curves of columns are in good agreement with the experimental curves, which shows that the numerical model is relatively reasonable. On this basis, a series of nonlinear parameters analysis on the hysteretic behaviors of columns were also investigated. The results are as follows: When the replacement rates of RA increases from 0 to 100%, the peak loads of columns decreases by 7.78% and the ductility decreases slightly. With the increase of axial compression ratio, the bearing capacity of columns increases first and then decreases, but the ductility of columns decreases rapidly. Increasing the wall thickness of circular steel tube is very profitable to improve the bearing capacity and ductility of columns. When the section steel ratio increases from 5.54% to 9.99%, although the bearing capacity of columns is improved, it has no obvious contribution to improve the ductility of columns. With the decrease of shear span ratio, the bearing capacity of columns increases obviously, but the ductility decreases, and the failure mode of columns develops into brittle shear failure. Therefore, in the engineering design of columns, the situation of small shear span ratio (i.e., short columns) should be avoided as far as possible. Based on this, the calculation model on the skeleton curves of columns was established by the theoretical analysis and fitting method, so as to determine the main characteristic points in the model. The effectiveness of skeleton curve model is verified by comparing with the test skeleton curves.