PURPOSES : This study was performed to determine a systematic approach for measuring the coefficient of thermal expansion (COTE) of concrete specimens. This approach includes the initial calibration of measurement equipment. Test variables include coarse aggregate types such as natural aggregate, job-site produced recycled concrete aggregate, and recycled aggregate processed from an intermediate waste treatment company. METHODS: First, two cylindrical SUS-304 specimens with a known COTE value of 17.3×10-6m/m/℃. were used as reference specimens for the calibration of each measurement system. The well-known AASHTO TP-60 COTE apparatus for concrete measurement was utilized in this study. Four different measurement apparatuses were used with each LVDT installed and a calibration value was determined using each measurement apparatus. RESULTS : In the initial experimental stage, calibration values for each measurement apparatus were assumed to be almost identical. However, using the SUS-304 samples as a reference, the calibration values for the four different measurement apparatuses were found to range from 3.49 to 8.86 ×10-6m/m/℃. Using different adjusted values for each measurement apparatuses, COTE values for the three different concrete specimens were obtained. The COTE value of concrete made with natural coarse aggregate was 9.91×10-6m/m/℃, that of job-site produced recycled coarse aggregate was 10.45×10-6m/m/℃, and that of recycled aggregate processed from the intermediate waste treatment company was 10.82×10-6m/m/℃. CONCLUSIONS: We observed that the COTE value of concrete made from recycled concrete aggregates (RCA) was higher than that of concrete made from natural coarse aggregate. This difference is due to the fact that the total volumetric mortar proportion in the RCA mix is higher than that in the concrete mix made with natural coarse aggregate.

본 연구에서는 폐콘크리트의 발생지 및 재생골재 생산방법 별로 골재 종류를 나누어 각각 비중, 흡수 율, 마모율, 안정성 실험을 실시하였으며, 결과를 통해 각각의 발생지 및 생산방법에 따른 골재특성의 차 이를 알아보았다. 생산방법에 대한 모식도는 아래의 그림 1과 같다. 실험 결과는 아래의 표 1과 같다.

본 연구에서는 재생골재를 사용한 콘크리트의 고질적 문제점인 강도, 특성, 내구성의 저하를 재생골재 배합의 수정을 통해 개선하고자 한다. 수정된 배합의 모식도는 아래의 그림 1과 같다.

공항포장 재시공 중 재생골재의 사용 시 운송에 따른 비용 절감 및 이산화탄소 배출 감소를 위하여 공장을 경유하지 않는 현장재생설비의 사용가능성을 확인하고자 천연골재(화강암), 현장재생골재(○○공항), 공장재 생골재(중간처리업체) 세 등급으로 나누어 골재의 특성 및 콘크리트의 기초물성을 실험하였다. 다음 표 1은 골 재의 특성실험 및 콘크리트 기초물성 실험 결과 값이며 그림 1은 현장재생골재의 입도곡선, 그림 2는 슬럼프 경시변화 결과그래프이다. 골재 특성실험 결과 현장재생골재는 적정 슬럼프 및 공기량을 보였으며 마모율 및 안정성, 입도곡선에서도 기준치를 만족하였으나 공장재생골재는 안정성 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 슬럼프 경시변화에서현장재 생골재의 경우 40분 이후 슬럼프 변화량이 급하게 감소하여 시공에 주의를 요하는 것으로 판단된다. 흡수율의 경우 미국 대부분 기관에서 재생골재의 흡수율 기준을 두지 않고 있기 때문에 현장재생골재의 흡수율이 초과하더라도 천연골재와 동일수준의 품질을 나타내는지 여부를 실험을 통해 확인하고자 하였다. 콘크리트 기초물성 실험 결과 천연골재, 현장재생골재, 공장재생골재 모두 압축강도, 휨강도, 탄성계수 기준치를 만족시키는 결과가 나왔으며 특히 현장재생골재의 경우 압축강도와 휨강도에서 천연골재와 유사한 결과 값을 나타내었고 탄성계수실험에서는 천연골재 대비 88%의 성능을 보였다.

본 연구에서는 현장재생골재를 사용한 콘크리트의 적합적 특성 및 내구성실험에 대한 실험결과를 소개 하였다. 이를 통해 기존 천욘콘크리트와 현장재생콘크리트, 공장재생콘크리트를 비교·분석하였다. 열팽창계수는 국내 기준이 따로 정해져 있지 않기 때문에 AASHTO TP60을 참조하였다. 현장재생콘크 리트의 열팽창계수는 천연콘크리트 대비 110% 내외로 나타났고, 공장재생골재는 약 118%로 나타났다. 건조수축은 시편의 형상비가 22.2mm(기준)인 시편과 300mm(포장용) 시편 두가지로 나누어서 실험을 하였는데 재령 223일 기준 천연콘크리트는 462μm/m, 현장재생콘크리트, 공장재생콘크리트는 각각 503μ m/m, 490μm/m 로서 6~9% 증가되는 것으로 나타났다. ASR은 17일 기준 0.1%이하일 때 알칼리 잠재반 응성이 없는 것으로 판단한다(KS F 2546). ASR 실험은 현장재생콘크리트 0.041%, 공장재생콘크리트 0.071%로서 기준을 만족하는 것으로 나타났지만, 천연콘크리트는 0.138%로 기준을 초과하는 예상 밖의 결과가 나타났다. 동결융해비 역시 국내 기준이 정해져있지 않아 JSCE G 501을 참조하여 300사이클 85% 이상의 기준을 정하였으며, 천연콘크리트와 현장재생콘크리트는 각각 92%, 89.8%로 기준을 만족하였지만 공장재생콘크리트는 약 75%로 기준값을 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 현장재생콘크리트의 내구성 및 적합적 특성은 천연콘크리트에 대비해 상당히 준수한 수준으로 나타났지 만 공장재생골재는 천연콘크리트 대비 적절하지 않은 것으로 나타났다. 이는 출처를 알 수 없는 재생골재 는 이물질이 많이 포함되어있으며, 파쇄과정에서 골재의 모르타르가 많이 남아있기 때문이라고 판단된다.

PURPOSES : This study was performed to investigate a feasibility of job-site use of recycled concrete aggregate exceeding 3% of absorption rate. Test variables are coarse aggregate types such as natural aggregate, job-site processed recycled aggregate, and recycled aggregate processed from the intermediate waste treatment company. METHODS : First, aggregate properties such as gradation, specific gravity and absorption rate were determined. Next a basic series of mechanical properties of concrete was tested. RESULTS : All strength test results such as compression, flexure and modulus were satisfied for the minimum requirements. Finally up to first 48 elapsed days the shrinkage strains of concretes made from both recycled aggregates (in case of volume-surface ratio of 300) appeared to be greater than 26% of the companion concretes made from natural aggregates. CONCLUSIONS : Drying shrinkage result is ascribed to greater absorption rate and specific gravity of those specimens made from recycled aggregate. This may be reduced with an addition of admixtures.

건설폐기물로부터 선별된 재생골재의 사용은 천연자원이 부족한 현실에 있어 많은 기회를 제공한다. 전 세계적으로 한정된 천연자원은 고갈되어가고 있으며 골재의 장거리 수송은 낮은 가격의 재생골재를 사용하는 것보다 더 비경제적 일 수 있다. 연간 한국에서 대략 7백만톤의 폐콘크리트가 발생하지만 이중 대략 2-3백만 정도만 재활용되고 있는 실정이다. 본 연구는 폐콘크리트로부터 얻어진 재생골재를 이용하는 방법에 대해서 제시하고자 한다. 재생콘크리트는 압축강도, 휨강도, 피로시험을 위해 w/c 40, 50, 60%에 대하여 제작했으며, 혼화재로는 플라이애쉬 (15%)를 사용하였다. 천연골재에 대한 재생골재의 대체율은 0, 25, 50%로 하였다. 이 연구의 목적은 재생골재 콘크리트의 피로수면과 천연골재 콘크리트의 피로수명을 비교하는데 있다. 본 연구를 통해 재생골재 콘크리트의 피로수명은 천연골재에 대한 재생골재의 대체율과 w/c에 상관성이 있음을 알 수 있었다.

고속도로 건설 및 유지관리 과정중 발생되는 폐콘크리트를 현장파쇄하여 생산한 재생골재를 도로 포장용 재료로 활용하기 위한 시험시공을 실시하였다. 동상방지층의 경우 재생굵은골재, 스크리닝스 및 모래를 소요입도로 혼합하였을 때 양호한 지지력을 나타내었으며 강도가 약한 모르터가 진동 및 전압에 의해 파쇄됨에 따라 재생골재 2~20mm 통과율이 5~13%정도 증가하였다. 재생골재를 사용한 빈배합 콘크리트의 강도는 천연쇄석에 비하여 71~85% 강도를 나타내었으나 배합강도 57.5kgf/cm2를 크게 상회하였으므로 현장적용에는 문제없음을 확인하였다.

본 연구는 재생골재를 사용한 콘크리트의 강도 및 파괴특성을 고찰하므로써 콘크리트 포장체에 적용성 여부를 검토하기 위해 수행하였다. 재생콘크리트의 초기강도는 낮았으나 재령 증가에 따라 기준콘크리트와 거의 유사한 값을 나타내었으며. 탄성계수는 골재 강성 차이로 인하여 낮게 나타났다. 또한 고로슬래그 미분말을 혼합한 재생콘크리트의 강도개선효과를 확인할 수 있었다. TPFM에 의한 파괴에너지는 초기재령에서 재생콘크리트의 파괴특성이 우수한 것으로 나타났으나, 재령증가에 따라 기준콘크리트와 유사한 값으로 나타났다. 또한 P-CMOD 측정결과로부터 이론적으로 구한 탄성계수 및 인장강도와 실험으로 구한 탄성계수 및 쪼갬인장 강도사이의 상관성은 매우 높은 결과를 나타내어 시험방법의 신뢰성을 확인할 수 있었다.

본 연구는 재생골재를 도로의 보조기층재료 및 포장용 콘크리트 골재로 사용하기 위하여 수행되었다. 우선 보조기층재료로서의 활용성 여부를 파악하기 위하여 실내다짐시험, CBR 시험, 평판재하시험을 수행하였으며, 콘크리트용 골재로의 활용성을 보기 위하여 재생골재 첨가비율을 0, 20, 40, 60, 80%로 하여 설계기준강도 280kgf/cm2인 표층용 콘크리트를 제조하였다. 제조된 콘크리트로 굳지 않은 콘크리트 성질과 28일 양생 후 강도시험과 동결 융해에 따른 내구성 시험을 통해 폐콘크리트 재생골재의 활용성을 도로포장재료 측면에서 검토하였다. 실험결과 재생골재는 보조기층재료로서의 사용이 충분히 가능하며 표층용 콘크리트 골재로서 재생골재 첨가비율 40%까지 활용이 가능함을 알 수 있었다.

본 연구는 재생골재를 도로의 보조기층재료 및 포장용 콘크리트 골재로 사용하기 위하여 수행되었다. 우선 보조기층재료로서의 활용성 여부를 파악하기 위하여 실내다짐시험, CBR 시험, 평판재하시험을 수행하였으며, 콘크리트용 골재로의 활용성을 보기 위하여 재생골재 첨가비율을 0, 20, 40, 60, 80%로 하여 설계기준강도 280kgf/cm2인 표층용 콘크리트를 제조하였다. 제조된 콘크리트로 굳지 않은 콘크리트 성질과 28일 양생 후 강도시험과 동결 융해에 따른 내구성 시험을 통해 폐콘크리트 재생골재의 활용성을 도로포장재료 측면에서 검토하였다. 실험결과 재생골재는 보조기층재료로서의 사용이 충분히 가능하며 표층용 콘크리트 골재로서 재생골재 첨가비율 40%까지 활용이 가능함을 알 수 있었다.

기존의 건축･토목 재료의 연구개발은 고성능화 및 다기능화를 중심으로 행해져 왔다. 그러나 현재에는 고성능화 및 다기능화 뿐만 아니라 환경부하를 우선적으로 고려하고 각종 순환자원을 적극적이고 효과적으로 활용하는 건축･토목재료의 연구개발이 요구되는 시점이다. 특히, 시멘트산업은 그 규모의 크기로부터 비롯하여 자원소비량 및 CO2의 배출량이 가장 많은 산업으로 지적되고 있기 때문에 시멘트 생산에 있어서 각종 산업부산물 또는 폐기물을 활용함으로써 천연자원 소비량을 감축시키고 또한 저에너지 소비형 생산방식의 개발을 통해 CO2의 배출량을 감축시킬 수 있는 기술개발 등이 시급한 과제로 떠오르게 되었다. 국토교통부 ｢순환골재 품질기준｣에 따르면 순환 굵은골재의 혼입량을 전체 굵은골재량의 30%이하로 할 경우 장기 내구성 및 안전성에 무리가 없을 것이라고 제시한 바 있으며, 국내 기존의 연구결과에 따르면 1종 순환 굵은골재 콘크리트의 경우에는 전체 굵은골재량의 50%까지 순환 굵은골재로 치환하여도 큰 문제가 발생되지 않는다고 보고된 바 있다. 본 연구는 구조적인 안정성과 장기 안정성을 고려하여 순환 굵은골재의 치환율을 ｢순환골재 품질기준｣에서 제시하고 있는 한계값인 30% 이상(60%까지)으로 설정하였다. 특히, 일반적인 프리캐스트 암거의 설계기준강도는 34MPa 이상으로 ｢순환골재 품질기준｣에서 제시하고 있는 최대 설계기준강도인 27MPa를 상회하는 값을 가능하도록 하며, 기존의 재생골재를 활용한 콘크리트의 강도저하 및 재료분리현상을 최소화하기 위하여 산업부산물인 고로슬래그미분말과 탈황석고를 적극 활용하여 콘크리트 2차 제품용 혼합재를 개발하는 것이 본 연구의 목표이다. 연구결과 탈황석고 및 고로슬래그미분말의 포졸란반응 유도로 강도발현성 확보와 일부 증점제 혼입으로 인한 재료분리 현상의 현저한 저감으로 재생골재의 활용성을 높인 콘크리트의 생산이 가능함을 확인하였다.

Concrete indicates highly alkaline through hydration reaction of mortars that were attached to the RCA's surface. In this study, the carbonation of concrete incorporating coated RCA was investigated through accelerated carbonation test. As a results, coated RCA was indicated to be better than normal RCA.