PURPOSES : This study is aimed to economic analysis of the ferronickel slag pavement method carried out to suggest the necessity of developing ferronickel slag pavement technology. METHODS : A life cycle cost analysis of the application of the Ferronickel Slag pavement method and the cutting + overlay pavement method was performed to compare the economic indicators and greenhouse gas emissions for each pavement method. RESULTS : As a result of the analysis, regardless of the Ferronickel Slag mixing rate, if the common performance of the Ferronickel Slag pavement method is the same or superior to the existing pavement method, it is more economical than the existing pavement method. Furthermore, the lower the maintenance cost of the Ferronickel Slag pavement method, the higher the economic feasibility due to the high Ferronickel Slag mixing rate. Greenhouse gas emissions can be reduced from at least 9% to up to 53% through the application of the Ferronickel Slag pavement method, except for some scenario analysis results. CONCLUSIONS : This study provided that the Ferronickel Slag pavement method was superior to the existing pavement method in terms of economic and environmental aspects. Therefore, it was found that the objective justification of developing road pavement technology using Ferronickel Slag was secured.

PURPOSES : This study aims to conduct a laboratory evaluation on the use of ferronickel slag for manufacturing Hot Mix Asphalat mixtures. METHODS : This research was based on laboratory evaluation only, where conventional aggregate and FNS at a ratio of 7:3 were used in HMA and the volumetric properties, physical and mechanical properties, and long-term performance of FNS in asphalt mixture were evaluated. RESULTS : The overall results showed that FNS can be applied as aggregate in a hot mix asphalt since volumetric, physical and mechanical properties and long-term performance of HMA mixture with ferronickel slags as aggregate met the required standards according to Korean standards for Asphalt Concrete. CONCLUSIONS : The tensile strength ratio results of HMA mixtures with ferronickel aggregate did not meet the required standards, yet the addition of anti-stripping agent and waste glass fibers to the HMA mixture with ferronickel slags improved the tensile strength results to meet the standards. Additionally, compared to the HMA mixture of the same aggregate gradation but with only natural aggregate, HMA mixture with ferronickel slags had almost the same results for the majority of tests conducted.

PURPOSES: This paper presents the noise reduction effect of asphalt concrete pavement using steel slag aggregate. METHODS: Steel slag aggregates induce various mechanical effects because of their high stiffness and specific gravity. It is also known that the noise reduction effect is due to its high specific gravity and porous nature. In this study, the noise reduction in a steel slag asphalt concrete pavement section was measured and analyzed. RESULTS : On average, an asphalt concrete pavement with steel slag reduces road traffic noise by about 2 dB(A). In addition, the analysis of sound pressure levels by frequency showed lower sound pressure levels in steel slag asphalt concrete pavement than general HMA in all frequency ranges (from low to high frequencies). An analysis of the benefits with regard to noise, by assuming a road-traffic noise reduction of 2 dB(A) with asphalt concrete pavement using steel slag, shows that the noise abatement cost approach can save 1.6 million won a year over soundproof wall costs. In addition, the noise damage cost approach results in cost savings (with regard to noise) of between 19 and 60 million won per year depending on the population density. CONCLUSIONS: The use of steel slag aggregate as an asphalt concrete mixture material not only improves the mechanical performance but also has a noise reduction effect. It is expected that the steel slag asphalt concrete pavement can reduce the environmental burden by utilizing resources and provide a safer and more comfortable pavement condition to the road users.

제철 공정에서 부산물로 발생하는 슬래그(Slag)는 고온으로 배출되어 냉각하는 과정에서 결정화된 것 으로 물리, 화학적으로 안정되어 있어 환경적으로 무해한 재료로 알려져 있다. 특히, 전기로 산화 공정에 서 발생하는 슬래그는 천연골재에 비해 비중이 크고 높은 강성을 가지므로 건설용 골재로서 활용 가치가 높다. 그러나, 현재 슬래그는 주로 성토/도로노반재용과 같은 저부가 용도로 처리되고 있어 골재 특성을 활용한 건설재료 활용 기술 개발이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 전기로 산화 슬래그를 아스팔트 혼합 물 골재로 활용하기 위한 골재 물성 평가와 슬래그를 활용한 아스팔트 최적 배합설계 및 품질 평가를 수 행하여 일반 아스팔트와 비교 평가하였다. 또한, 현장 시험 적용을 통해 생산성 및 현장 작업성을 평가하 고 모니터링을 통해 슬래그를 활용한 아스팔트 포장의 장기 내구성을 평가하였다. 전기로 슬래그를 골재로 100% 치환하여 최적 배합비를 도출한 결과 아스팔트 콘크리트 표층 혼합물 (wc-2 배합)은 일반 표층 대비 변형강도 기준 40% 이상 높은 품질을 나타냈다. 이를 바탕으로 실제 도로 현장에 시험 포장을 실시하여 생산성 및 현장 작업성을 검증하였으며, 포장 후 3년간 사후 모니터링을 실 시한 결과 포장평가지수 등급 기준(UPCI) 슬래그 C등급, 일반 E등급으로 판정되어 슬래그 포장이 일반 대비 높은 내구성을 갖는 것으로 분석되었다.

철강슬래그는 철을 생산하는 과정에서 발생되는 산업부산물로, 발생되는 공정에 따라 크게 고로슬래그 와 제강슬래그로 분류된다. 고로슬래그는 포틀랜드시멘트와 화학성분이 유사하고 잠재수경성이 있기 때 문에 시멘트원료 또는 혼화재 등으로 사용되나 제강슬래그의 경우 함유된 유리석회로 인하여 팽창성 및 환경적인 문제를 야기시킬 수 있어 대부분 성토용, 도로보조기층 및 기층용 등 비교적 저부가가치 재료로 활용되고 있다. 하지만 제강슬래그는 강한 마모저항 성능과 일반골재에 대비하여 높은 밀도를 갖고 있기 때문에 아스팔트 혼합물의 골재로서 사용이 가능하다. 또한 천연골재의 부족으로 인하여 대체골재에 대한 필요성이 높아지고 골재 소요량의 40%이상을 재활용골재로 사용하는 환경부 고시가 2016년 시행 예정이 기 때문에 제강슬래그의 활용이 증가될 것으로 판단된다. 이에 따라 본 연구는 제강슬래그를 아스팔트 혼 합물 골재로 활용하기 위한 기초물성 및 환경성 평가를 실시하여 활용성을 평가하였다. 본 연구는 포스코 광양제철소에서 생산된 3개월 이상 에이징된 제강슬래그(전로슬래그 90%, 전기로슬 래그 10%)를 사용하였으며 철강슬래그에 대한 기본적인 골재성능 특성과 아스팔트재료에 적합한 품질성 능을 평가하고자 수침팽창비, 편장석 함유량, 마모율, 골재의 파쇄면, 입도/밀도/흡수율, 안정성을 평가 하였으며 환경성 평가를 위하여 유해물질 함유량 기준(폐기물공정시험기준 2014, 토양오염공정시험기준 2013)에 따라 각각 유해성분 함량을 측정하였다. 제강슬래그의 기초물성 및 환경성 평가 실험결과 높은 밀도로 인하여 외력에 반응하는 저항성이 기존 골재보다 우수하고 침수팽창이 전혀 일어나지 않았으며 유해물질 또한 검출되지 않았다. 따라서 제강슬래 그는 아스팔트 혼합물의 골재로 사용하기 적합한 것으로 분석되었다.

본 연구는 포장재로서 투수콘크리트의 실질적인 현장적용을 위한 자료제시와 성능향상 방안을 도출하기 위하여 슬래그골재와 플라이애시의 혼입률에 따른 포장용 투수콘크리트의 역학적 특성을 평가하였다. 시험결과, 포장용 투수콘크리트의 공극률 및 투수계수는 슬래그골재의 혼합비율이 증가함에 따라 증가하고 플라이애시 혼입률 증가에 의하여 감소하는 경향을 나타내었으며 국내 포장용 투수콘크리트에 관한 규정(8% 및 0.01cm/sec)을 만족하였다. 압축강도 및 휨강도는 슬래그골재의 혼입률이 증가함에 따라 감소하였으나, 플라이애시의 혼입률이 증가함에 따라 크게 증가하는 경향을 나타내어 플라이애시를 5% 이상 혼입하면 슬래그골재를 50% 사용한 경우에도 국내 포장콘크리트에 관한 규정(18MPa 및 4.5MPa 이상)을 만족하였다. 또한 강섬유를 0.75vol.% 혼입한 경우 사용하지 않은 경우에 비하여 휨강도가 22.8% 증가 하였다. 미끄럼저항성은 슬래그골재의 혼입률이 증가에 따라 BPN값은 증가하였고, 플라이애시의 혼입률 증가에 의해 BPN값은 감소하는 경향을 나타내었으며, 내마모성 및 동결융해저항성은 부순골재만을 사용한 경우에 비해 슬래그골재의 혼합비율이 증가함에 따라 감소하였고, 플라이애시를 10% 혼입한 경우에는 현저히 개선되어 혼입하지 않은 경우에 비하여 내마모성 및 내동해성이 각각 약 5.6% 및 14.3% 정도 개선되는 것으로 확인되었다.

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.

콘크리트의 수축현상은 체적 변화를 발생시키며 균열의 원인이 되어 구조물 내구성 및 안정성에 영향을 미친다. 콘크리트의 수축 에 영향을 미치는 요인은 매우 다양하며, 특히 골재는 시멘트 페이스트의 변형을 구속하여 수축 발생을 억제하기 때문에 골재의 특성은 수축 현상에서 중요하게 고려하여야 하는 부분이다. 한편, 골재 부족 현상으로 인해 천연 골재 대체재 개발 및 적용에 대한 연구가 다방면으로 진행되고 있으며 콘크리트용 골재로 사용 되는 재료도 점차 다양해지고 있다. 따라서 본 연구에서는 전기로 산화 슬래그를 굵은 골재로 사용한 콘크리 트의 수축 특성을 평가하기 위해 수축 실험을 진행하였으며, 실험 결과와 수축 예측 모델을 비교하여 기존 예측 모델의 적용성을 검토하였다. 실험 결과, 전기로 산화 슬래그를 굵은 골재로 사용함에 따라 수축량이 감소하는 결과가 나타났으며, 특히 자기수축 저감 효과가 크게 나타났다. 예측 모델과의 비교 시 건조수축과 자기수축 각각 GL2000 모델과 Tazawa 모델이 가장 유사한 예측값을 나타냈으나, 보다 정확한 예측을 위해서는 골재 및 혼화재의 물성을 고려할 수 있도록 보완이 필요한 것으로 판단된다.

첨단산업의 발전으로 재활용이 어려운 산업부산물의 발생량이 증가하고 있으며, 건설산업에서는 골재 수급이 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 중금속이 함유된 폐브라운관 유리를 잔골재로 100% 대체하고 전기로 산화슬래그를 굵은골재로 대체한 콘크리트의 감마선 차폐효율을 진단하여, 산업폐기물로 납과 철의 함유량을 높인 콘크리트의 차폐콘크리트 적용성을 검토하였다. 연구 결과, 일반 굵은골재를 사용한 콘크리트보다 반가층이 감소하는 경향을 나타냈으며, 중금속을 함유한 산업폐기물의 적용으로 고밀도의 콘크리트 제조가 가능할 것으로 사료된다.

In this study, the fundamental properties of concrete using industrial waste as aggregate were evaluated. The concrete specimens were prepared using the steel slag as coarse aggregate and heavyweight waste glass. It was found that when the electric arc furnace slag substitution ratio increased, air contents and density also increase. However, the slump is decreased with an increase in the substitution ratio of electric arc furnace slag.

This study evaluated the fluidity and compressive strength of concrete by replacement ratio of blast furnace slag fine aggregate and ferronickel slag fine aggregate to investigate the possibility of replacing natural fine aggregate with steel slag for fine aggregate. Test results show that the use of steel slag fine aggregate improves the fluidity of concrete and compressive strength of concrete was higher than plain concrete.

현재 많은 국가들이 천연자원이 고갈되는 문제에 직면해있고, 골재 공급이 어려운 상황이다. 이러한 상황을 고려하기 위하여 대체자원 개발을 위한 다양한 연구들이 수행되어왔다. 특히, 방사성 폐기물의 차폐를 위해 사용되는 고밀도 채움재는 많은 양의 골재를 필요로 한다. 또한, 채움재의 차폐 성능 개선을 위해서는 채움재의 밀도 증가가 요구된다. 따라서 밀도가 높은 산업폐자원의 중량콘크리트 골재로의 활용성을 확대하기 위한 기초 자료의 제공을 위해 본 연구가 수행되었다. 실험결과, OPC의 경우, 고밀도 폐유리에 의해 감소된 콘크리트의 강도는 제강슬래그를 사용해도 개선되지 않으나, 광물질 혼화재를 결합재로 사용하면 성능이 개선되었다. 따라서 고밀도 폐유리와 제강슬래그를 중량 콘크리트에 적용할 경우, 광물질 혼화재와 함께 사용하고, FA보다는 BFS를 사용하는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 한편, 제강슬래그를 중량콘크리트의 골재로 대체할 경우, 제강슬래그의 높은 밀도로 인하여 탄성계수와 차폐성능의 개선이 가능할 것으로 판단된다.

In this paper, the mechanical properties of GGBFS concrete according to the replacement ratio of electric arc furnace oxidizing slag fine aggregate was evaluated. As the replacement rate of EOS fine aggregate increased, the amount of slump and air content decreased. In addition, EOS concrete increased the initial compressive strength, but, it tended to decrease at 28 days.