• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2020년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.77-78
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• 2020

In Korea, more than 30,000 tons of waste Styrofoam are produced every year. Styrofoam is spent more than 500 years decomposing during the reclamation process, so it needs to be recycled. The recycling rate of waste styrofoam continues to be the third highest in the world, but it is lower than that of Germany and Japan. Therefore, measures are needed to increase the recycling rate of waste Styropol. Another problem is that cement is mainly used in existing lightweight foam concrete. However, large amounts of CO2 from cement-producing processes cause environmental pollution. Currently, Korea is increasing its greenhouse gas reduction targets to cope with energy depletion and climate change, and accelerating efforts to identify and implement reduction measures for each sector. In 2013 alone, about 600 million tons of carbon dioxide was generated in the cement industry. Therefore, this study replaces CO2 generation cement with furnace slag fine powder, uses crude steel cement for initial strength development of bubble concrete, and manufactures hardening materials to study its properties using waste styrofoam. As a result of the experiment, the hardening agent replaced by micro powder of furnace slag was less intense and more prone to absorption than cement using ordinary cement. Further experiments on the segmentation and strength replenishment of furnace slag are believed to contribute to the manufacture of environmentally friendly lightweight foam concrete.

• Advances in materials Research
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• 제12권4호
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• pp.331-349
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• 2023

Foam concrete can be considered as environmental friendly material due to its low weight, its minimal cost and a possibility to add waste materials in its production. This paper investigates the possibility of producing foam concrete with waste glass as powder and aggregate. Then, the effect of using waste glass on strength and drying shrinkage of foam concrete was examined. Also, the effect of incorporating polypropylene fibers (12 mm length and proportion of 0.5% of a mix volume) on distribution of waste glass as coarse particles within 1200 kg/m³ foam concrete mixes was evaluated. Waste glass was used as powder (20% of cement weight), as coarse particles (25%, 50% and 100% instead of sand volume) and as fine particles (25% instead of sand volume). From the results, the problem of non-uniform distribution of coarse glass particles was successfully solved by adding polypropylene fibers. It was found that using of waste glass as coarse aggregate led to reduce the strength of foam concrete mixes. However, using it with polypropylene fibers in combination helped in increasing the strength by about 29- 50% for compressive and 55- 71% for splitting tensile and reducing the drying shrinkage by about (31- 40%). In general, not only the fibers role but also the uniformly distributed coarse glass particles helped in improving and enhancing the strength and shrinkage of the investigated foam concrete mixes.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.79-87
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• 2004

폐 PET 병을 재활용하여 경량콘크리트용 잔골재로 활용하기 위하여 폐 PET 병 활용 경량골재(WPLA)의 품질 및 WPLA를 사용한 콘크리트(WPLAC)의 유동성, 단위용적 중량, 공기량 및 강도특성에 대하여 검토하였다. WPLA의 품질을 검토한 결과 WPLA를 $50\%$ 이하로 치환하는 것이 바람직하며, WPLA를 $50\%$ 치환한 경우 잔골재의 비중 및 흡수율이 강모래보다 각각 23 및 $75\%$ 정도 크게 감소하였으며, 콘크리트의 제물성에 크게 영향을 미쳤다. nU를 치환한 굳지 않은 콘크리트의 워커빌리티는 WPLA 치환율 및 물-시멘트비가 클수록 향상되었으며, 잔골재의 비중이 2.6에서 1.7로 감소함에 따라 콘크리트의 슬럼프 증가율은 약 $45 {\~} 120\%$로 나타났다. WPLA를 $75\%$치환한 콘크리트의 단위용적중량은 보통 콘크리트 보다 약 $17\%$ 정도 감소하였다. WPLA를 25 및 $50\%$ 치환한 콘크리트의 재령 28일 압축강도는 물-시멘트비 변화(W/E=B5 49 및 $53\%$)에 관계없이 30MPa를 상회하였으며, WPLA $25\%$ 치환 콘크리트의 비강도는 물-시멘트비 $49\%$에서 $15.11{\times}10^3 MPa{\cdot}m^3/kg$로 보통콘크리트보다 크게 나타났다. 재령 조일 압축강도, 인장강도 및 탄성계수와의 비는 일반 경량콘크리트와 비슷한 경향을 보였다. 이상의 결과로 WPLA를 경량 콘크리트용 잔골재로 활용하는 것이 가능하다고 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.335-344
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• 2014

쓰레기 소각재(소각재)를 콘크리트용 재료로 재활용하기 위하여 소각재의 품질특성에 대하여 분석하였으며, 소각재를 사용한 콘크리트의 유동특성 및 강도특성에 대하여 검토하였다. 소각재의 화학성분은 CaO 성분이 50%이상을 차지하고 있었으며, 소각재의 누적입도분포 50%의 평균입경은 $25{\mu}m$ 정도를 나타내었다. 소각재 IA1의 입자형상은 미세입자가 뭉쳐져 구형상을 나타내고 있으며, 소각재 IA2의 입자형상은 미세입자가 판상 형상으로 겹쳐져 있는 구조로 제조공정에 따라 다르게 나타났다. 소각재를 사용하므로써 콘크리트의 품질특성에도 크게 영향을 미쳤으며, 소각재 IA2를 사용한 경우 슬럼프가 증가하고 고성능감 수제 사용량이 감소하였으나, 압축강도 발현은 저하하였다. 소각재 IA2와 규조분말을 병용하여 혼합하므로써 목표슬럼프를 얻기 위한 고성능감수제의 사용량은 증가하였으나, 재령 28일 압축강도는 향상되는 효과가 있었다. 또한, 압축강도와 인장강도와의 비는 CEB-FIP 코드의 85%~105% 범위내에 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.299-306
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• 2016

본 연구에서는 동일 작업성 조건에서 저품질 잔 굵은 골재가 콘크리트의 공학적 특성에 미치는 영향을 실험적으로 분석 하고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저, 슬럼프 및 공기량을 단위수량과 AE제 혼입량 변화로 동일하게 배합설계 하였다. 따라서, 양호한 품질의 골재를 사용한 배합에 비해 저품질의 골재 사용시 불량의 입도 및 미립자량 등의 영향으로 단위수량 및 AE제 혼입량이 각각 약 18%, 98% 증가하는 경향이 나타났다. 압축강도의 경우는 양호한 품질의 부순 굵은 골재를 사용한 배합에 비해 저품질의 발파석 굵은 골재를 사용한 배합에서 특히, 발파석 마사토 및 해사와 같은 저품질 잔골재와 복합될 때 20~35% 까지 저하하는 결과를 나타내었다. 또한, 저품질 잔 굵은 골재를 사용한 콘크리트인 경우는 압축강도뿐만 아니라 탄성계수와 내구성으로 동결융해, 건조수축, 탄산화 및 염해저항성 측면에서도 크게 저하하여 그 심각이 문제시 되었다. 따라서 저품질 골재를 순환자원으로 활용하고자 할 때에는 물씻기, 혼합골재에 의한 입도 조정 등 별도의 처리를 거쳐 사용하거나 혹은 사용을 철저히 규제하는 특별한 대책이 수립 되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권6호
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• pp.477-484
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• 2019

본 연구에서는 EMP차폐 건축구조물 구축시 구조체 자체로써 EMP차폐성능을 발현하는 콘크리트를 개발하기 위한 기초적인 자료를 제시하고자 도전성이 우수하고 조달이 쉬운 금속계열 산업부산물을 EMP차폐용 콘크리트 골재로 사용하기 위해 골재의 안정성 평가 및 EMP차폐 성능평가를 실시하였다. 안정성 평가결과 굵은골재 안정성기준에 만족하였으나 잔골재 안정성 기준에의 경우 전기로산화슬래그는 만족하지 못하였다. 또한 콘크리트의 물성평가 결과 유동성은 증가하는 것으로 나타났으며 공기량이 감소되는 것으로 사료되며. 압축강도는 산업부산물 골재의 높은 밀도와 거친 입형을 가지기 때문에 시멘트 페이스트와 부착력이 증가하여 강도 또한 증가하는 것으로 나타났다. EMP차폐 실험결과 차폐성능이 높은 산업부산물 골재는 전기로산화슬래그와 동제련슬래그 이며 골재의 평균입경이 작거나 균일하게 분포되면 차폐성능은 증가할 것으로 사료된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.275-281
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• 2017

본 연구에서는 플라이애시(FA)의 정제가 시멘트 모르타르의 제반 품질에 미치는 영향을 고찰하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 플라이애시는 원분플라이애시, 정제플라이애시, 리젝트애시 및 이들의 조합으로 5수준으로 선정하였고, 모르타르 배합비는 1: 1, 1 : 3 및 1 : 5의 3수준으로 계획하였다. 본 연구의 실험결과로 먼저 플로는 모든 배합비에서 원분인 Ra 사용시 Rf 보다 낮은 유동성을 나타내었다. 또한 Rj의 경우는 낮은 유동성을 보일 것으로 예상하였으나, Rf와 동등하거나 그 이상의 유동성을 나타내었다. 공기량의 경우 Rf와 Rj를 제외한 모든 배합이 목표 범위에 만족하지 못하였다. Ra를 사용한 배합의 경우 정제과정을 거친 Rf보다 약 41% 낮은 공기량을 나타내었으며, Rj의 경우 모르타르 내부 다공질의 이물질 등으로 인해 Rf 보다 약 19% 높은 공기량을 나타내었다. 압축강도의 경우 초기 3, 7일에서는 Plain인 OPC에 비해 낮은 압축강도를 나타내었으나, 28일 이후에는 양호한 품질인 Rf의 포졸란 반응으로 인해 여타의 FA 보다 높은 강도를 발휘하였으며, 배합비 1 : 1 및 1 : 3에서는 OPC보다 높은 강도를 확보할 수 있음을 확인하였다. 내동해성으로 정제되지 않은 FA를 사용한 경우 공기량 감소로 인해 내동해성에 취약한 것으로 분석되었다. 따라서 정제과정을 거친 양질의 FA 사용은 콘크리트의 경제적인 배합과 구조물의 안정성에도 긍정적인 기여를 할 것으로 판단되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.7-14
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• 2015

본 연구의 목적은 건식공정을 통해 생산된 바텀애시를 이용하여 친환경적이고 저렴한 경량콘크리트의 잔골재로 활용하는 것이다. 기존의 습식공정과 비교하여 건식공정은 물에 닿지 않고, 염분이 없으며, 다소 느린 공정으로 완전연소를 통해 미연소탄소성분이 거의 없다. 이러한 건식공정 바텀애시를 경량 모르터용 잔골재로서 타당성을 평가하기 위해 골재의 입형 개선 효과와 최적 입도분포의 두가지 단계로 나누어 실험을 실시하였다. 첫 번째 실험에서 추가적인 마쇄과정을 통해 얻어진 양호한 입형의 바텀애시는 유동성과 강도 측면에서 양호한 결과를 나타내었으며 다소간의 단위용적질량 증가를 보였다. 두 번째 실험에서 다양한 입도를 구성하여 실험을 실시하였고, 그 결과 표준입도에 맞추어진 입도에서 굳지 않은 상태 및 경화상태에서 양호한 성능을 나타내었다. 본 연구의 결과를 통해 차후 건식 공정을 통한 바텀애시의 활용방법이 확대되고, 바텀애시를 경량 잔골재로 활용함으로서 부가가치 상승에 기여할 것으로 예상된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.99-104
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• 2009

폐주물사의 재활용을 위하여 최근 연구자들은 매립에 의존하지 않고 리사이클링하기 위해 노력하고 있으며, 폐주물사의 효율적인 재활용방법으로 시멘트와 결합하여 각종 건설용 자재로 사용하는 방법을 연구하고 있다. 본연구에서는 폐주물사를 대체 잔골재로 사용하여 1:2, 1:3, 1:5의 배합으로 부 빈배합의 예비실험을 통해 폐주물사의 성상을 실험적으로 검토하여 폐주물사를 적용할 수 있는 범위를 배합비 1:3의 W/C 43%와 50%의 2개 수준에 대한 실험으로 폐주물사의 적정 대체율을 찾아 활용할 수 있는 방안을 제안한다. 실험결과 굳지않은 모르타르의 특성으로 유동성은 폐주물사의 대체율이 증가 할수록 플로우는 감소하는 것으로 나타났으며, 공기량도 유동성과 유사한 경향으로 폐주물사의 대체율이 증사 할수록 감소하는 것으로 나타났다. 경화모르타르의 강도특성은 폐주물사를 치환 할수록 강도는 증가하는 것으로 나타났고, 폐주물사를 치환함으로써 초기강도가 증가하는 것을 알 수 있다. 수밀특성으로 투수량과 흡수량은 폐주물사의 미립분에 의해 공극충전효과로 투수량이 감소하는 것으로 나타나 수밀성을 요구하는 구조물에 폐주물사의 치환은 효과적일 것으로 사료된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.69-76
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• 2018

PURPOSES : This study determined the optimal usage rate of RAP (reclaimed asphalt pavement) using cold central-plant recycling (CCPR) on a road-surface layer. In addition, a mixture-aggregate gradation design and a curing method based on the proposed rate for the surface-layer mix design were proposed. METHODS : First, current research trends were investigated by analyzing the optimum moisture content, mix design, and quality standards for surface layers in Korea and abroad. To analyze the aggregate characteristics of the RAP, its aggregate-size characteristics were analyzed through the combustion asphalt content test and the aggregate sieve analysis test. Moreover, aggregate-segregation experiments were performed to examine the possibility of RAP aggregate segregation from field compaction and vehicle traffic. After confirming the RAP quality standards, coarse aggregate and fine aggregate, aggregate-gradation design and quality tests were conducted for mixtures with 40% and 50% RAP usage. The optimum moisture content of the surface-layer mixture containing RAP was tested, as was the evapotranspiration effect on the surface-layer mixture of the optimum moisture content. RESULTS : After analyzing the RAP recycled aggregate size and extraction aggregate size, 13-8mm aggregate was found to be mostly 8mm aggregate after combustion. After using surface-chipping and mixing methods to examine the possibility of RAP aggregate segregation, it was found that the mixing method contributed very little for 3.32%, and because the surface-chipping method applied compaction energy directly as the maximum assumption the separation ratio was 15.46%. However, the composite aggregate gradation did not change. Using a 40% RAP aggregate rate on the surface-layer mixture for cold central-plant recycling satisfied the Abroad quality standard. The optimum moisture content of the surface-layer mixture was found to be 7.9% using the modified Marshall compaction test. It was found that the mixture was over 90% cured after curing at $60^{\circ}C$ for two days. CONCLUSIONS : To use the cold central-plant recycling mixture on a road-surface layer, a mixture-aggregate gradation design was proposed as the RAP recycled aggregate size without considering aggregate segregation, and the RAP optimal usage rate was 40%. In addition, the modified Marshall compaction test was used to determine the optimum moisture content as a mix-design parameter, and the curing method was adapted using the method recommended by Asphalt Recycling & Reclaiming Association (ARRA).