콘크리트는 우수하고 뛰어난 내구성에 의해 구조물 건설에 가장 많이 사용되는 재료 중 하나이다. 오늘날 급격한 경제의 발전 및 도시화 등에 의해 오늘날 구조물은 대형화 및 고층화되고 있다. 이에 따라 고강도, 고경량, 고내구 콘크리트 개발에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히 나노소재가 첨 가된 콘크리트는 나노소재에 의해 미세공극이 충진되어 강도 및 내구성이 우수한 것으로 알려져있다. 그러나 기존 나노소재가 적용된 콘크리트는 단위중량이 높아 이를 구조물에 적용시 자중을 증가시키 는 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 입자 직경이 10-100 μm이지만 입자 내부의 공극이 있어 단위 중량이 0.6t/m3인 Micro hollow sphere가 잔골재로 사용된 고경량, 고강도 콘크리트의 염화물 침투 특성을 평가하였다. 본 연구에서 사용된 실험변수로써 Micro hollow sphere의 잔골재 치환량(0%, 42%, 100%)가 고려되었으며, 이 시편의 단위중량은 각각 2.37 t/m3, 1.89 t/m3, 1.62 t/m3이다. Micro hollow sphere가 사용된 콘크리트의 염화물 침투 특성은 NT-Build 492 시험을 통해 평가되었다. 실 험결과 Micro hollow sphere 치환율이 0%, 42%, 100%인 실험체의 단위중량은 염화이온 확산계수는 각각 4.45 x10-13 m2/s, 2.57 x10-13 m2/s, 1.4x10-13 m2/s로 Micro hollow sphere 치환량이 증 가함에 따라 염화이온 침투 저항성이 증가하는 것으로 확인되었다. 따라서, Micro hollow sphere를 이용한다면 단위중량이 작으며 내구성이 큰 고경량, 고내구 콘크리트 배합이 가능할 것으로 판단된다.

최근 생활방식의 변화로 인하여 실내 생활이 점점 증가함에 따라 다양한 인테리어 자재의 수요가 증가하고 있으며, 이에 따라 인테리어 스톤 제품 생산 과정에서 발생하는 산업 폐기물인 슬러지의 발 생도 더불어 증가하고 있다. 발생하는 슬러지는 전량 소각 및 매립되어 처리되고 있으며 환경파괴 및 매립지 부족 등의 문제로 슬러지 처리에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 이와 더불어 최근 건설 현장의 골재 수급은 매우 어려운 상황이며 이는 직접적으로 레미콘의 품질 및 가격에 영향을 미치게 된다. 이 러한 문제점의 해결을 위하여, 본 연구에서는 모르타르 내부의 잔골재를 인테리어 스톤 슬러지로 치환 하여 슬러지의 친환경적 재활용성을 검토하고자 하였다. 선행 연구를 바탕으로 시멘트, 슬러지, 잔골 재, 고유동화제 등을 활용하여 배합비를 설정하였으며, 이에 대한 시험체를 제작 하였다. 잔골재 무게 대비 슬러지는 각각 5, 10, 15, 20%를 치환하였으며, 각 배합에 대한 유동성과 재령별 압축강도를 측 정하였다. 관입저항 실험을 통해 각 시편의 초결과 종결 시간을 확인하였으며 수은압입법을 통해 시편 별 내부의 공극을 측정하였다.

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.

PURPOSES : The purpose of this study is to confirm the thermal expansion characteristics of concrete mixed with 1% waste glass fine aggregates, which is the amount stipulated for recycled aggregates in the current quality standard. METHODS : The coefficient of thermal expansion was measured by applying AASHTOT 336-10 using a LVDT. The results measured were used as physical properties in a finite element analysis to confirm the change in tensile stress and the displacement of the right angle section of the upper slab of a concrete pavement due to admixture substitution. RESULTS : The thermal expansion coefficients of concrete based on the replacement rate of the admixture when the waste glass fine aggregates are replaced are within the range of the thermal expansion coefficients of concrete specified in the Federal Highway Administration report. As the replacement rate of the admixture increases, the thermal expansion coefficient of concrete decreases. As the thermal expansion coefficient decreases, the slab pavement curling displacement and the tensile stress of the center of the upper slab of concrete decrease. CONCLUSIONS : In the short term, the presence or absence of waste glass fine aggregates does not significantly affect the thermal expansion coefficient of concrete. However, in the long term, waste glass fine aggregates are reactive aggregates that causes ASR, which creates an expandable gel around the aggregates and results in concrete expansion. Therefore, the relationship between ASR and the thermal expansion coefficient must be analyzed in future studies.

현대에 있어 지구온난화 현상으로 인해 여름철에는 폭염, 겨울에는 한파가 빈번해지는 이상기후가 지속적으로 발생 하고 있다. 여름철과 겨울철의 기온 양극화가 심해지고 있으며 이로 인한 급격한 변화로 다양한 분야에서 문제가 발생하고 있 다. 이에 전 세계에서는 사고예방 및 근본적인 문제를 해결하기 위하여 새로운 기술을 도입하고, 이에 맞는 정책을 추진하고 있 다. 따라서 본 연구에서는 이러한 사회적인 문제를 극복할 수 있는 방안으로 구조물 및 건축물등 다양한 분야에서 가장 많이 사용되는 골재인 잔골재에 대하여 다공성 골재로 치환함과 동시에 열에너지 저장이 가능한 상변화 물질을 함침하고, 골재 내 PCM의 성능 극대화를 위한 SOL-GEL 코팅에 대해 연구하였으며 이를 활용하여 모르타르를 제작하였다. 성능을 확인하기 위하 여 SEM, DSC, FT-IR 및 강도실험을 진행하였으며 최종적으로 제조된 SOL-GEL코팅된 PCM 함침 활성탄의 경우 냉각시 상변화 온도 2.4℃와 26.8J/g의 열에너지를 확인하였으며 가열시 상변화 온도 7.1℃와 32.95J/g의 열에너지를 확인하였다. 본 연구에서 제작된 잔골재를 활용한 모르타르의 경우 7일차 압축강도 37.68MPa, 28일차 압축강도 50.34MPa, 28일차 휨강도 4.5MPa를 확인 하였다.

고밀도 폐유리가 콘크리트를 포함하는 건설 재료로 사용 가능함이 밝혀짐에 따라 본 연구에서는 고밀도 폐유리를 잔골재로 적용한 RC 부재의 구조적 거동을 평가하고자 휨거동 실험을 수행하고 그 결과를 비선형 유한요소해석 결과와 비교 검토하였다. 그 결과, 고밀도 폐유 리를 잔골재로 사용하게 되면, 균열 개수가 감소하고 균열 간격 및 압괴 면적이 증가하였다. 또한, 고밀도 폐유리를 잔골재로 대체한 부재는 높은 처짐 단계에서 연성이 감소되었다. 이러한 이유로 천연골재를 사용한 부재와 동일한 방법의 해석 기법은 고밀도 폐유리를 잔골재로 대체한 부재의 휨거동에 대한 초기강성, 항복하중 및 최대하중을 제대로 예측하지 못하는 것으로 나타났으나, 압괴 진전에 따른 중립축 깊이가 감소하는 것을 해석적으로 구현하게 되면, 비선형 유한요소 해석 결과가 실험결과를 비교적 잘 예측하는 것으로 나타났다.

급속공사 현장에 사용되는 속경성 보수모르타르의 내구성능 증진을 위해 사용재료의 물리적 성능을 평가하였다. 이를 위해 염화물 확산 억제 성능을 보유한 페로니켈 수쇄슬래그 잔골재와 급결제, EVA계 폴리머를 모르타르에 치환시켜 급결성능과 기초적 성능을 평가하였다. 그 결과 FNS잔골재 및 RS잔골재 사용에 따른 압축강도, 휨강도, 부착강도가 증가되었다. 속경성 폴리머 모르타르의 염화물 이온 촉진시험의 결과 FNS를 50%이하 사용 시 재령 7일에서 재령 28일간 염화물 억제 성능이 유지되었으며, FNS잔골재 및 RS잔골재 사용에 따른 내구성 저하는 발견되지 않았으나, 건축 및 토목용 대체골재로 사용하는데 경제성 및 장기 내구성에 대한 추가 검토가 필요할 것으로 판단된다.

매립지 감소 및 천연 잔골재의 부족으로 인해 산업부산물을 콘크리트의 골재로 사용하려는 연구가 최근 들어 빠르게 진행되고 있다. 본 연구에서는 EOS 잔골재를 치환하여,OPC 콘크리트 배합과 GGBFS 배합을 대상으로 초기재령에서의 공학적 특성을 평가하였다. 실험은 EOS 잔골재를 0%, 30%, 50%로 치환, GGBFS를 0%, 40% 치환하여 물-결합재비 60% 콘크리트로 실험을 진행하였다. 굳지 않은 콘크리트에서 슬럼프, 공기량, 단위용적질량을 평가하였으며, 경화 콘크리트에서 압축강도와 NT BUILD 492 방법을 이용한 염화물 확산계수를 도출하고 EOS 골재 치환에 따른 내구성능을 평가하였다. 본 연구의 실험결과 EOS 잔골재를 치환함에 따라 재령 3일, 7일까지는 압축강도 발현이 각 기준 배합에 비해 증가함을 확인하였지만, 재령 28일에서는 일부 감소하는 것을 확인하였다. 또한 촉진 염화물 침투 실험결과, GGBFS 콘크리트 배합에서 OPC콘크리트 배합과 비교하여 약 60~67% 감소하였으며, EOS 잔골재 50% 치환 배합에서 가장 낮은 염화물 확산계수가 나타남에 따라 EOS 잔골재가 OPC 및 GGBFS 콘크리트에 사용될 수 있는 공학적 가능성을 제시하였다.

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.

In this study, as series of studies to provide how to apply coal gasification slag(CGS) as one of byproducts for high strength concrete, from a newly introduced power generation method in Korea, the possibility of using a mixed aggregate with 25 percent of CGS as a concrete residual were investigated. The results indicated that the compressive strength of concrete using CGS at early age was lower than that using CS, but compressive strength at 28 days showed similar levels of strength enhancement.

In this paper, the flexural behavior of RC member recycled heavy weight waste glass as fine aggregate was evaluated by finite element analysis. From the results, the analytical results do not reflect the experimental results. This is because the stress-strain curve of the concrete specimen obtained from the compression test was used as the input data for the ABAQUS. Therefore, the ABAQUS, based on the experimental results of the stress-strain relationship of concrete, predicted the load-displacement relationship without considering the reduction in load capacity.

건전자제품의 개발과 생산기술에 비교하여 폐유리의 재활용을 위한 기술개발은 상대적으로 미흡하여 자원낭비와 환경오염이 가속화되고 있다. 해외에서는 이 분야에 대한 기술개발이 활발하게 이루어지고 있으나 국내의 경우, 그 관심도가 부족하여 폐유리를 불법투기 또는 매립으로 처리하고 있는 실정이다. 폐유리는 시멘트와 수화반응시 포졸란 반응가능성이 있는 것으로 확인되어 경화 콘크리트의 물리적 성질을 향상시키고 굳지 않은 콘크리트의 레올로지 특성을 개선하여 블리딩의 저감 및 수화열 발생의 억제 등에 효과적인 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 논문에서는 폐유리를 잔골재로 사용한 차폐콘크리트의 알칼리-실리카반응이 팽창에 미치는 영향을 분석하고 폐유리 혼입에 의한 알칼리-실리카반응의 팽창을 억제하기 위한 방안으로 적정 혼화재료를 사용하여 차폐콘크리트의 내구성능을 평가하였다.

최근 들어, 첨단산업의 발전으로 다양한 종류의 산업폐기물이 빠르게 발생하고 있다. 특히, 산업폐기물 중 중금속을 함유한 고밀도의 폐 브라운관 유리는 재처리 비용과 환경오염 문제로 인해 전량 매립‧처분되고 있다. 따라서 이러한 폐자원을 재활용하기 위한 기초 연구가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 중금속이 함유된 CRT 폐유리를 잔골재로 대체한 모르타르 시험체의 기초 물성과 방사선 차폐 성능을 분석하여 차폐 재료로의 활용성을 평가하였다. 연구 결과에 따르면 중금속을 함유한 CRT 폐유리를 잔골재로 대체한 시험체의 겉보기 밀도가 상승하였으며, 압축강도와 휨강도는 저하되는 현상을 나타냈다. 또한, 납 성분이 다량 함유된 폐유리 대체 시험체는 일반 모르타르 시험체보다 저에너지의 차폐 성능이 상승하는 효과를 보였으며, 122KeV·57Co 방사선원에 대해서는 일반 모르타르 시험체보다 2.5배 높은 선형감쇠계수를 나타냈다.