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.

도로의 확포장과 유지보수로 인하여 발생되는 폐아스팔트 콘크리트 (reclaimed asphalt Pavement: RAP)는 100% 재활용이 가능한 고급의 자원이다. 국내의 자원 여건과 환경을 고려할 때 재활용 공법이 가 지는 친환경성은 물론 경제성 면에서도 매력이 있는 대안으로 부각되고 있다. 안정적 품질을 가지는 재활용 아스팔트 혼합물의 사용 확대는 경제적, 환경적으로 여러 유리함을 제공할 수 있으며, 양질의 재생혼 합물을 생산하는 것이 중요하다. 국내의 KS 표준에 의하면 가열아스팔트 혼합물 제조 시 RAP의 사용 비율은 25% 이하면 침입도 등급 이 한 단계 낮은 아스팔트를 사용토록하고, 이상이면 침입도 기준의 Blending Chart를 활용하여 적정한 재생첨가제 (rejuvenator)의 사용을 요구하고 있다. 더불어 설계 침입도는 65이상, 추출 및 회수 후의 침 입도를 55 이상 만족하도록 규정하고 있다. 본 연구에서는 RAP의 사용 비율을 0, 30, 40, 50%로 하고 점도 등급의 Blending Chart를 활용하여 신규 바인더의 등급을 결정하고 재생 혼합물 배합설계를 수행한 후, 다양한 공용성 시험을 수행하였고, 시험 종료 후 공시체를 추출․회수 (recovery)하여 바인더 특성시험을 수행하였다. 바인더 시험으로는 침입도, 절대점도, 동점도, DSR 시험을 수행하였다. 시험 결과 재생혼합물의 RAP 사용비율이 증가할수록 침입도는 감소하였고, 절대점도, 동점도, DSR의 P/F (pass failure temperature)는 증가하였다. 재생비율이 증가되면서 P/F 온도가 조금씩 높아지는 것 을 알 수 있었으나 0%와 30% 간에는 그 차이가 거의 없었다. 이를 통해 절대 점도가 DSR보다는 바인더의 노화상태를 분석하는데 변별력이 더 좋고, DSR은 침입도 보다는 좋으나 동점도와는 변별력이 유사한 것으로 나타났다.

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.

본 연구는 준고온 공법을 이용한 재생 아스팔트 콘크리트의 강도특성을 평가하기 위해 이루어졌다. 굵은 골재 최대치수 13mm의 화강암과 침입도 60-80인 신규 바인더 60-80을 재생 혼합물을 제조하는데 사용하였다. 배합설계는 RAP(굵은 입자 : 잔입자=6 : 4) 첨가비율 20%와 30%를 사용하였고 GPC, 침입도, 절대점도, 동점도를 준고온 첨가제(Evotherm와 Sasobit)의 첨가 함량을 결정하기 위하여 측정하였다. LD(low-density poly ethylene)를 본 연구에서 준고온 재생 아스팔트 혼합물의 개질제로 사용하였다. 본 연구에서는 8개의 준고온 재생 혼합물(2 RAP함량 × 2 준고온 첨가제 × 2 개질제)뿐만 아니라 2개의 일반 재생 혼합물, 1개의 가열혼합 일반혼합물(control)까지 총 11개의 혼합물을 제조하였다. 변형강도 시험, 간접인장강도 시험, 수분민감성 시험, wheel tracking을 통한 소성변형 시험을 준고온 재생혼합물의 기본 특성을 평가하기 위하여 수행하였다.

건설폐기물의 처리는 국가 사회적 문제로 제기되고 있으며 순환골재의 생산과정에서 발생하는 미분말은 전량 폐기 매립되고 있다. 미분말의 유해성을 분석한 결과 세포독성을 함유하고 있어 토양 및 지하수오염 등 2차 오염을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 미분말을 재활용하기 위한 방법으로 콘크리트의 혼화재로 활용하고자 시멘트 대신 미분말을 혼입한 콘크리트의 역학적 특성과 작업성을 비교 분석하였다. 콘크리트의 실험 결과에서, 혼화제를 적절히 사용하면 미분말을 시멘트 대신 20% 이하 치환한 경우 콘크리트에 적용 가능할 것으로 판단된다. 또한 고강도 콘크리트에서도 적용할 수 있다.

본 논문은 가열 재생아스팔트 혼합물의 공용성능 향상을 위한 혼합방법 개발 연구의 일부분이다. 기존 재생혼합물 혼합방법은 재생혼합물 내에서 기존의 노화된 바인더가 균등히 회생되지 않다는 것을 확인하였다. 따라서 새로이 개발된 혼합방법은 회수 아스팔트 포장의 기존 바인더를 기존 재생 혼합방법보다 회수 아스팔트 포장 재료에 묻어 있는 노화된 바인더를 훨씬 많이 회생시켜 재생 혼합물에서 보다 더 균일한 바인더의 점도상태가 되도록 한다. 본 연구의 목적은 새로이 개발된 혼합 방법으로 제조된 재생아스팔트 혼합물의 피로저항 특성을 평가하는 것이다. 두 종류 골재(편마암, 화강암), RAP 15%, LDPE의 두 가지 첨가량(0, 6%)를 이용하였으며, 혼합방법은 바인더의 불균등 상태를 개선하기 위한 두 가지 방법, 즉 일반적인 기존의 O 방법과 새롭게 개발한 N 방법을 이용하였다. 혼합방법에 따른 피로저항성을 평가하기 위하여 혼합방법에 따라 제작한 재생 혼합물의 피로시험을 수행하였다. 그 결과, 피로수명은 O 방법 혼합물이 가장 길고 그 다음이 N 방법이고 control이 가장 낮았다. 또한 장기노화 후 N 방법 혼합물의 균열에 대한 저항성이 O 방법 혼합물에 비해 상대적으로 높아지고 있음을 알 수 있었다.

본 논문은 가열 재생아스팔트 흔합물의 성능을 향상시키기 위한 방법을 개발하기 위한 연구의 일부분이다. 새로이 개발된 혼합 방법은 회수 아스팔트 포장의 기존 바인더를 훨씬 많이 회생시켜 재생 혼합물에서 균일한 바인더의 정도를 갖게 한다. 본 연구의 목적은 새로이 개발된 혼합 방법으로 제조된 재생아스팔트 혼합물의 소성변형 저항 특성을 평가하는 것이다. 두 종류 골재(편마암 화강암), RAP의 두 가지 함량(15, 30%), LDPE의 두 가지 첨가량(0, 6%)를 이용하였으며, 혼합방법은 바인더의 불균등 상태를 개선하기 위한 두 가지 방법, 즉 일반적인 기존의 A 방법과 새롭게 개발한 F 방법을 이용하였다. 재생 혼합물 내의 바인더 산화 정도의 차를 조사하기 위하여 GPC분석을 실시하였고, 흔합 방법에 따른 소성변형 저항성을 평가하기 위하여 각 혼합 방법에 따라 제작한 재생 흔합물을 휠 트랙킹 시험과 변형강도를 측정하였다. 소성변형 저항 특성과 변형강도와의 상관관계는 기존의 A 방법보다 새롭게 개발된 F 방법이 더 높게 나타나, F 방법으로 제조된 혼합물의 품질이 보다 일관성 있는 소성변형 저항성을 나타내는 것을 알 수 있었다.

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.