최근 국내 석산에서의 골재공급이 부족해지면서, 성토재 등의 저급재료로 재활용 되던 폐 콘크리트 순환골재의 용도를 점차 구조용 콘크리트 및 도로 포장재와 같은 고급재료로 재활용하기 위한 노력이 계속되고 있다. 이러한 노력의 일환으로 정부는 2009년 순환골재 품질기준을 제정하였으며, 순환골재가 기존보다 고급재료의 용도로 활용될 수 있는 제도적 기반을 마련하였으나, 현재까지 빈배합 콘크리트 기층용으로서의 순환골재의 활용은 매우 낮은 형편이다. 본 연구는 순환골재 품질기준에 규정되어 있는 빈배합 콘크리트용 순환골재의 이물질과 관련된 품질기준의 적정성을 일련의 실험을 통하여 평가하였다. 연구결과, 빈배합 콘크리트 기층용 순환골재 내의 폐 아스콘 골재는 강도에 악영향을 초래하는 반면, 아스콘의 특성으로 인하여 순환골재의 주요한 품질기준인 비중을 높이고, 흡수율 및 마모율을 오히려 낮추는 결과를 초래하여, 전체적인 순환골재의 품질을 평가하는데 큰 방해요소로 작용하였다. 따라서 이물질 함유량 기준 중, 폐 아스콘 함유량 기준은 개선의 여지가 있는 것으로 조사되어, 그 대안을 제시하였다.

Furnace slag powder used currently in Korea needs to add special functions in response to the increase of large-scale projects. In addition, it is advantageous in that it has a lower hydration heat emission rate than ordinary Portland cement and improves properties such as the inhibition of alkali aggregate reaction, watertightness, salt proofness, seawater resistance and chemical resistance. However, furnace slag powder is not self-hardening, and requires activators such as alkali for hydration. Accordingly, if recycled fine aggregate, from which calcium hydroxide is generated, and furnace slag, which requires alkali stimulation, are used together they play mutually complementary roles, so we expect to use the mixture as a resource-recycling construction material. Thus the present study purposed to examine the properties and characteristics of furnace slag powder and recycled aggregate, to manufacture recycled fine aggregate mortar using furnace slag and analyze its performance based on the results of an experiment, to provide materials on mortar using furnace slag as a cement additive and recycled fine aggregate as a substitute of aggregate, and ultimately to provide basic materials on the manufacturing of resource-recycled construction materials using binder and fine aggregate as recycled resources.

In this study, basic research was carried out to improve the absorption rate which is a problem in increasing the recycling rate of recycled fine aggregate and to improve the usability as concrete aggregate. It was confirmed that the absorption rate of the recycled aggregate measured after immersing in the microbial culture solution for the purpose of improving the absorption rate of the circulating fine aggregate for concrete was decreased. However, further studies such as improvement of microbial culture are required to satisfy KS standards.

In this study, structural tests were performed for the para-aramid fiber-reinforced RC beams using Recycled Coarse Aggregates (RCA) according to the main parameters which are RCA replacement ratio (0 and 30%) and para-aramid fiber volume fraction (0, 0.75 and 1.0%). Experimental results show that by reinforcing para-aramid fibers, compared with the natural coarse aggregate, the RCA, which exhibited low structural performance, improved load carrying capacity and ductility.

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.

순환골재는 다량의 부착모르타르를 포함하고 있어 콘크리트의 강도감소, 내구성 저하, 균열발생의 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 보통포틀랜드시멘트(OPC)에 고로슬래그미분말(GGBFS)을 0 및 50% 대체한 순환 굵은골재 콘크리트의 역학적 특성 및 내구성에 대한 나일론섬유의 영향에 대하여 실험적으로 고찰하였다. 섬유보강 순환골재 콘크리트를 제조하기 위하여 섬유길이가 상이한 두 종류 나일론섬유를 0 및 0.6kg/m3 두 단계로 혼입하여 소정의 재령동안 수중양생하였다. 제조된 콘크리트의 압축 및 쪼갬 인장강도, 투수공극량 및 총통과전하량을 측정하여 섬유보강 부순골재 콘크리트의 성능과 비교, 고찰하였다. 또, 재령 28일 콘크리트를 대상으로 SEM 기법을 이용하여 미세조직구조를 관찰하였다. 실험결과에 따르면, 순환골재 콘크리트는 부순골재 콘크리트에 비하여 역학적 성능 및 내구성이 떨어지는 것을 확인하였으나, 나일론섬유를 혼입할 경우, 나일론 섬유의 가교작용으로 인하여 콘크리트의 성능을 개선시키는 것으로 나타났다. 특히, NF2(19 mm)를 사용한 콘크리트는 NF1(6 mm)을 사용한 콘크리트보다 역학적 성능이 다소 우수한 것으로 나타났으며, 이러한 경향은 RA 콘크리트에서 더욱 뚜렷하게 나타났다.

순환골재를 사용한 철근콘크리트 부재에서 휨강도에 비하여 전단성능 저하가 문제점으로 제기되고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 강섬유를 콘크리트 보강재로 사용할 수 있다. 본 연구에서는 순환골재를 사용한 SFRC 보의 전단실험을 통하여 강도 및 변형 특성을 파악하고자 하였다. 주요 실험변수는 강섬유 혼입률(0, 0.5%, 1%), 순환골재 치환율(0%, 100%), 전단경간비(a/d = 1, 2) 등이다. 실험결과 실험에 의한 전단강도는 강섬유의 혼입률이 증가할수록 전단경간비가 작아질수록 증가하였다. 강섬유 1% 혼입한 순환골재의 경우 일반 골재에 비해 최대전단내력이 1.77~6.25% 증가한 반면에 강섬유 0∼0.5% 혼입한 실험체에서는 일반골재에 비해 순환골재가 24.2%∼49.2%의 전단강도가 저하되었다. 이를 볼 때 1% 강섬유 보강에 의하여 순환골재 사용에 따른 강도 저하를 방지하는데 크게 기여하는 것을 알 수 있다.

본 연구는 순환골재를 사용한 콘크리트의 활용증대 방안으로 철근콘크리트 구조물의 노후화와 내구성 저하 시 보수․보강으로 사용되는 FRP (AFRP, CFRP) 판으로 보강된 순환골재 고강도콘크리트(40MPa, 60MPa) 보를 제작하여 순환골재 철근콘크리트 보의 휨 보강에 대한 적용성을 평가하고자 한다 기존의 표면매입보강에 따른 에폭시와 FRP 판의 부착력을 고려하지 않기 위해 콘크리트 타설 전 FRP 보강판을 거푸집에 미리 설치하였으며, 순환골재 치환율(30%), 콘크리트 강도(40MPa, 60MPa), 이형철근(D10, D13), FRP 판의 종류(AFRP 판, CFRP 판)를 변수로 12개 실험체를 제작하여, FRP 판과 순환골재 치환율에 따른 휨 성능을 분석하였다. 그 결과 FRP 판으로 보강한 실험체는 무보강 실험체에 비해 최대 17% 증가하는 경향을 나타내었으며 AFRP 판에 비해 CFRP 판의 보강 성능이 우수한 것으로 나타났다. 또한 순환골재 치환율에 따른 보강 성능의 차이는 없는 것으로 나타났다. 실험에 의해 측정된 균열모멘트는 파괴계수를 이용한 결과 기준식과 비슷한 값을 나타났으며 휨 모멘트는 FRP 판을 보강한 일부 시험체가 KCI 2012와 ACI 440-2R에서 제시한 기준을 만족하지 못하는 것으로 나타났다.

본 논문은 콘크리트 배합 방식(NMA, TSMA1, TSMA2)에 따른 순환 굵은골재 치환량에 따른 콘크리트의 기계적 성능을 비교 평가 하였다. 실험은 순환 굵은골재를 0%, 50%, 100%로 3수준으로 콘크리트의 배합 방식에 따라 실험을 진행하였다. 굳지 않은 콘크리트에서는 공기량, 슬럼프, 단위용적질량 실험을 진행하였으며, 경화 콘크리트에서는 압축강도 및 휨강도 시험을 진행하였다. 본 연구의 실험결과 NMA 방식과 비교하여 TSMA 방식에서 강도 저하가 나타나고 있음을 확인할 수 있었다. 하지만, 이는 순환 굵은골재가 다량 치환됨에 따른 것으로 사료된다. 순환 굵은골재가 다량 치환됨에 따라 슬럼프 증진, 공기량 증진, 강도 저하가 나타남을 확인하였다.

This paper presents the effect of recycled aggregate on the structural design in replacement of natural aggregate. As an actual structure, the concrete airshaft in a subway under construction was chosen and design-criteria obtained from experiments in association with different ratios of recycled aggregate were applied. It was found from the analysis that recycled aggregate can be applied to real concrete structures considering just strength concept and also if other unknown problems such as quality, serviceability and so on be solved.

본 연구는 콘크리트 산업에 있어 자원 고갈, 환경 문제 등을 대처할 수 있는 순환골재의 활용을 촉진하며 순환골재콘크리트의 레미콘 실생산을 위한 기초적 연구로서, 순환골재 사용량에 따른 슬럼프 고정 순환골재콘크리트의 물시멘트비 변화 및 물리적 특성을 실험하고 그 결과를 회귀분석하여 순환골재콘크리트의 압축강도 추정을 위한 단위시멘트량, 순환골재의 사용량, 물시멘트비 등 레미콘 생산 조건을 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 순환골재를 사용한 콘크리트는 목표 슬럼프를 유지하기 위해서는 단위수량 증가가 요구되며, 순환굵은골재 보다 순환잔골재의 치환에 더 많은 단위수량의 증가가 필요하였다. 순환잔골재의 치환율은 60%이하는 레미콘 품질기준에 벗어나지 않는 공기량 확보가 가능하였다. 순환골재를 사용한 콘크리트의 압축강도는 순환골재의 치환율이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났으며, 특히 순환잔골재를 100% 치환한 경우 압축강도는 25%정도 저하하였다. 순환골재를 사용한 콘크리트의 배합인자에 따른 압축강도의 상관관계를 분석한 결과, 순환잔골재>물시멘트비>공기량 순으로 영향을 미치는 것으로 나타났다.

In this study, the flexural performance of concrete beams containing recycled aggregate was evaluated. The test variable are recycled coarse aggregate content of 0, 30, 50, and 100%. As a result of the analysis, the prediction result of the flexural strength of the concrete beam underestimates the actual flexural strength.

It has been many studies and technical developments of recycled aggregate for concrete, but some limits due to lacks of quality control and reliability. Thus, this study addresses to find real problems in using recycled aggregate for concrete through questionnaire. It is known that first of all, proper grades of commercially available recycled aggregate shall be necessary to produce proper and economical concrete.

In this study, the compressive strength and flexural strength of concrete were evaluated by making 50% and 100% admixture ratio of recycled aggregate and recycled aggregate through nano bubble carbonation modification

For the use of recycled aggregate concrete, the early strength is evaluated. The test variables are replacement ratio of recycled aggregate, steel fiber and blast furnace slag powder. For this, 6th concrete mixing plan is prepared. As a result, it is evaluated that the early strength depends on the steel fiber volume fraction and replacement ratio of blast furnace slag powder.