해양폐기물 중 하나인 패각의 발생량은 매년 증가하고 있으나, 대부분이 해안 근처에 야적되거나 방치되어 환경적·사회적으로 문 제가 되고 있다. 천연 골재 부존량 감소에 따른 골재 대체재로서 패각이 사용된다면 재료 수송에 따른 물류비용을 효과적으로 감축시 킬 수 있어 자원 재활용을 활성화할 수 있다. 본 연구에서는 3D 콘크리트 프린팅 기술을 활용한 해양 구조물의 건설 재료로서 패각 잔 골재의 사용 가능성을 분석하였다. 패각을 활용한 3D 프린팅 콘크리트는 패각 잔골재와 시멘트 풀 계면 등의 공극 요인으로 일반 콘 크리트 대비 낮은 강도를 가지기 때문에 역학적 성능 평가를 위한 미세구조 특성 분석이 요구된다. 유동성, 출력성 및 적층성을 고려하 여 3D 프린팅 콘크리트의 배합을 선정하였으며, 패각 잔골재를 활용한 3D 프린팅 콘크리트 시편의 물성과 미세구조를 분석하였다. 시편의 물성을 평가하기 위해 3D 프린터로 압축강도와 부착강도 시편을 제작하였고 강도 시험을 진행하였다. 미세구조를 분석하기 위해 고해상도 이미지를 얻을 수 있는 SEM 촬영을 수행하였으며, 히스토그램 기반 상 분리 방법을 적용하여 공극을 분리하였다. 패각 잔골재 종류에 따른 공극률을 확인하고 확률함수를 활용하여 공극 분포 특성을 정량화하였으며, 패각 잔골재의 종류에 따른 시편의 역학적 물성과 미세구조 특성 간의 상관관계를 확인하였다.

The asphalt concrete industry, accounting for >90% of road pavement, is a crucial contributor to construction waste. This study focuses on the recycling of asphalt concrete recycled aggregates, which currently exhibits a low rate. We investigated the application of these aggregates, combined with hardener and mixing water, in the development of ecofriendly road base materials using circular aggregates. Results revealed that the 13-mm asphalt concrete recycled aggregates met all quality standards. However, the 25-mm aggregates did not conform to the reclaimed asphalt content standard; however, they met other quality standards. Moreover, the experimental results for the hardener and mixing water indicated compliance with all quality standards.

천연골재의 부족으로 골재 수급이 날이 갈수록 심각해지면서 재활용 가능한 재료에 대한 사회적 관심이 높아지고 있다. 하지만 국내에서는 선진외국에 비해 순환골재에 대한 연구데이터와 그를 사용한 현장 적용실정이 매우 부족한 실정이다. 본 논문에서는 현장에서 사용하는 레미콘 사의 가이드 배합에 순환골재를 전량 치환하는 배합비를 추출하여 압축강도를 평가하였 고 추출된 배합비의 순환골재 콘크리트를 원형강관 내부에 충전하여 순환골재콘크리트충전 합성기둥이 국내ㆍ국외 설계식을 반 영한 내력과 비교하여 구조부재로써 사용이 적합하다고 사료되는 결과를 얻었다. 또한, 강관의 콘크리트 구속효과로 인해 강관 내부의 콘크리트 강도가 미세하게 증가함을 확인하였다.

Recycled aggregate is a solution to reduce construction waste and to be environmentally friendly, but concrete using it has various disadvantages in terms of structure. Therefore, the interaction effect of the two materials can be expected by filling the cyclic aggregate concrete in the CFT column. Eighteen specimens were constructed to confirm the compressive behavior of RCFT (Recylced Concrete Filled Tube) columns, which can be applied to real buildings by making high strength concrete with recycled aggregate. Variable is the shape and thickness of steel pipe, concrete strength and mixing ratio, and coarse aggregate and fine aggregate are all used as recycled aggregate. A total of three recycled aggregate concrete preformulations were used to find the optimal mixing ratio and the compressive behavior was analyzed through the load - displacement curves of RCFT columns.

Concrete using recycled aggregate instead of natural aggregate reduces environmental waste and is a future oriented material. However, use of the structure is limited to negative recognition of recycled aggregate quality. In this study, 50 MPa concrete was developed using recycled aggregate. In order to verify the possibility of using as a column member, we aimed to confirm the compressive behavior of RCFT (Recycled Concrete Filled Tube) columns filled with concrete using recycled aggregate. Circular type steel pipe was used, and concrete strength (30, 40, 50MPa) and mixing ratio were the experimental parameters. Through 72 specimen compression tests, 50MPa strength of recycled aggregate concrete was confirmed and stable behavior of 9 RCFT columns was confirmed.

Recently, redevelopment and reconstruction projects have caused problems such as depletion of natural aggregates, and the use of recycled aggregate is being reevaluated as an optimal alternative. Therefore, in this study, the mechanical and deformation characteristics of Environment-Friendly Recycled Coarse Aggregate (here after, EFRCA) concrete reinforced with para-aramid fiber with high strength and high elasticity are examined. The experimental main parameters were EFRCA replacement ratio (0, 30 and 50%) and para-aramid fiber volume fraction (0, 0.75 and 1.0%). Experimental results show that the EFRCA concrete has lower compressive strength than plain concrete. However, compared with the natural aggregate, the EFRCA concrete, which exhibited low material properties, showed almost the same performance as plain concrete, such as increased flexural strength and improved ductility by incorporating para-aramid fibers. Through the experiment, it is considered that the most suitable para-aramid volume fraction is 0.75%. Based on these results, the experimental results related to the performance degradation of EFRCA concrete containing para-aramid fibers are secured and basic data for determining the reuse possibility and reinforcement method of structures are presented.

최근 철도 주변에서 엄청난 양의 폐 콘크리트 침목이 적재 되어 있음을 쉽게 발견될 수 있다. 이는 열차에서 떨어진 금속가루 및 기름 때문에 폐 침목이 환경 유해물로 분류되기 때문이다. 보통 폐 콘크리트 침목은 50MPa 수준의 고강도 콘크리트로 되어 있어, 이를 활용하면 양질의 순환골재를 확보할 수 있다. Yang 등과 Kim 등은 순환골재에 붙어있는 구모르타르(RM)를 콘크리트 배합에 필요한 신모르타르(NM)의 일부로 간주하는 수정 등가모르타르체적(EMV) 배합법을 제안한 바 있다. 순환골재를 사용한 기존 배합법에서는 콘크리트 탄성계수의 저감 및 건조수축의 증가를 가져온 반면 수정 EMV 배합법에서는 천연골재를 사용한 기준 콘크리트에 비해 동등한 물성을 확보함을 보여주었다. 본 연구를 통해 위의 두 가지 배합법에 의해 제작된 콘크리트의 열팽창계수 실험을 수행하였다. EMV 배합법에 의해 제작된 순환골재 콘크리트의 열팽창계수가 기존 배합법에 의해 제작된 순환골재 콘크리트보다 작게 나옴을 보여 주었다. AASHTO-TP60 실험방법을 이용하여 10∼50℃의 범위에서 SUS304(열팽창계수 18.3m/m/℃)를 보정시편으로 사용하였다.

OBJECTIVES: This study is to develop the optimum mixing proportions for cement concrete pavement with using recycled aggregates. METHODS: The mixture varied recycled coarse aggregates content from 50 % to 100 % to replace the natural coarse aggregates by weight. Tests for fundamental properties as a cement concrete pavement were conducted before and after hardening of the concrete. RESULTS: It was found that the variation in the amount of the recycled aggregate affected the compressive and flexural strength development, as well as the chloride ion penetration resistance. As the amount of the recycled aggregate content increased the compressive and flexural strength and the resistance to chloride ion penetration decreased. However, the resistance to freeze-thaw reaction was affected significantly. In addition, the gradation of the aggregate became worse and hence so did the coarseness factor as the recycled aggregate amount increased. CONCLUSIONS : The fundamental properties of the concrete with recycled aggregate does not seem to be appropriate when the recycled aggregate quality is not guaranteed up to a some level and its replacement ratio is over 50%. The optimized gradation of the aggregates should also be sought when the recycled aggregate is used for the cement concrete pavement materials.

최근 노후화된 구조물의 재건축 또는 재개발과 같은 건설 사업의 급속한 팽창으로 인하여 발생되는 건 설폐기물의 발생량은 점차적으로 증가하고 있으며, 향후 건설폐기물 처리는 점차 사회적으로 매우 중요한 부분을 차지할 것으로 예상된다. 또한 국내의 천연골재 부존량은 제한적이며, 이는 빠른 시일 내에 고갈 될 전망이다. 따라서 본 연구에서는 천연골재를 대체할 수 있는 순환골재를 활용하여 포장용 콘크리트에 적용하기 위한 연구의 일환으로, 천연골재 중량대비 50%, 70% 및 100%를 순환골재로 치환하여 재령 28 일의 압축강도 및 염소이온침투에 대한 저항성을 분석하였다. 또한 염소이온침투 저항성 실험은 ASTM C 1202에 의거하여 수행하였다. 그림 1 및 그림 2는 각 변수별 압축강도 및 염소이온침투 저항성을 비교하 고 있다. 압축강도 실험결과, 순환골재를 50% 치환한 R50 변수의 압축강도는 30MPa 수준으로 분석되었다. 또 한 순환골재 치환 70% 및 100% 변수인 R70 및 R100 변수는 R50 변수보다 약 10.9% 및 11.3% 감소한 압축강도 값을 나타내었다. 또한 염소이온침투 저항성 실험결과, R50 변수의 통과전하량은 2,862쿨롱의 값으로 ASTM C 1202 평가기준에 따라“보통”으로 분석되었다. 반면, R70 및 R100 변수의 염소이온침 투 저항성 실험결과, 3,592 및 4,466쿨롱의 통과전하량 R50 변수보다 다소 높은 통과전하량 값을 나타내 었으며 이는 평가기준에 의거하여“보통” 및“높음”으로 분석되었다. 순환골재 치환율 증가에 따라 압축 강도는 감소하였고, 통과전하량은 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 포장용 콘크리트에 순환골재의 다량 치환으로 순환골재의 낮은 밀도 및 높은 흡수율에 기인한 것으로 판단된다. 또한 순환골재를 포장용 콘크 리트에 적용하기 위해서 추가적인 역학적 특성 및 내구 특성을 분석하여 적용함이 바람직할 것으로 사료 된다.

최근 재건축 및 재개발 사업의 급속한 팽창으로 인하여 건설폐기물의 발생이 급격히 증가할 것으로 예 상되며, 향후 건설폐기물의 처리에 대한 중요성이 더욱 증대될 것으로 예상된다. 국립환경과학원에 따르 면 건설폐기물 중 폐 콘크리트가 차지하는 비중은 68.5%로 가장 많은 비율을 차지하고 있다. 폐 콘크리트 의 경우 대부분 재자원화로 인하여 순환골재로 생산되고 있으며, 최근 이렇게 생산된 순환골재를 활용한 많은 연구 결과가 보고되고 있다. 그림 1은 향후 천연골재 부존량 및 골재 수요량을 나타내고 있으며, 그 림 2는 폐 콘크리트 발생 예측량을 나타내고 있다. 순환골재를 사용한 콘크리트는 일반콘크리트에 비해 불순물이 포함될 가능성이 크며, 순환골재 표면에 미 제거된 시멘트페이스트로 인해 높은 흡수율을 야기시켜 콘크리트의 성능저하와 더불어 단위수량이 많 이 소요된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 이물질을 제거한 순환골재를 활용하여 포 장용 콘크리트 개발의 일환으로 포장용 콘크리트의 요구 성능기준 중 하나인 휨강도 특성을 콘크리트의 휨 강도 시험 방법(KS F 2408)에 의거하여 실험을 수행하였다.

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.

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.

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.