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.

폐유리는 화학성분 중 70% 이상이 실리카(SiO2) 성분으로 시멘트와의 반응시 포졸란 작용 및 기타 충전 재의 역할이 기대되기 때문에 폐유리를 콘크리트 품질개선을 위한 환경 친화적 혼화재로서 활용할 수 있는 방안에 대한 연구가 학계에서 일부 발표다. 따라서 본 연구에서는 자동차 폐부품인 폐유리의 재활용 방안을 모색하기 위하여 폐유리 미분말을 콘크리트 결합재의 20%까지 치환하여 대체율에 따른 모르타르와 콘크리 트의 기초물성 실험을 통해 도로 소구조물 및 콘크리트포장 활용성에 대한 기초자료를 제시하고자 한다. 본 연구에서는 폐유리 미분말 대체율에 따른 콘크리트의 기초 물성 실험으로 슬럼프, 공기량, 압축강도 를 수행하였고 역학적 특성 평가를 위해 탄성계수와 길이변화 시험을 수행하였다. 또한 내구성 평가를 위 해 탄산화, 염소이온침투저항성, 동결융해 저항성 시험을 수행하였다. 폐유리 미분말 활용을 위한 물성 시험결과, 대체율 10%까지는 슬럼프와 공기량은 증가하는 것으로 나타 났으며 폐유리 미분말 대체율에 따라 압축강도와 탄성계수가 저하하는 경향을 나타냈으나 탄성계수는 저하 폭이 상대적으로 작은 것으로 분석되었다. 또한 수축 특성은 폐유리미분말 대체율 변화에 따른 차이가 크지 않은 것으로 분석되었다. 압축강도 값은 대체율이 증가할수록 저하하는 경향을 나타내었다. 탄산화와 염소 이온침투저항 특성은 대체율이 증가함에 따라 감소 경향을 나타내었다. 동결융해저항성은 대체율 20%의 경 우에도 상대동탄성계수가 90%를 상회하므로 동결융해저항성에 미치는 영향은 크지 않을 것으로 판단된다. 폐유리 미분말 대체율에 따른 시험 결과를 종합할 때 폐유리미분말 5~10%를 치환할 경우 일반 시멘트를 사 용하는 경우와 유사한 성능을 나타내어 도로구조물 활용시 적용이 가능할 것으로 판단된다.

자동차의 경우 제조단계부터 폐기단계까지의 전 과정에 걸친 환경부하를 줄이기 위한 노력이 활발히 진 행되고 있다. 특히, 국내외 폐차 법규가 확정되면서 폐차의 친환경적인 처리를 위해 플라스틱, 고무재료 등 에 대한 재활용 실용화 기술에 많은 연구가 진행되고 있으며, 폐유리의 경우는 화학성분 중 70% 이상이 실리카(SiO2) 성분으로 시멘트와의 반응시 포졸란 작용 및 기타 충전재의 역할이 기대되기 때문에 폐유리 를 콘크리트 품질 개선을 위한 환경 친화적 혼화재로서 활용할 수 있는 방안에 대한 연구가 학계에서 일부 발표되었으나 현재 많이 사용되지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 자동차 폐부품인 폐유리의 재활용 방 안을 모색하기 위하여 폐유리 미분말을 결합재(Binder)의 10~30%를 치환하여 대체율에 따른 모르타르와 콘크리트의 기초물성 실험 수행과 폐유리 잔골재를 일반 세척사의 10~30% 치환한 콘크리트의 기초물성 실험을 통해 도로 소구조물 및 콘크리트포장 활용 가능성에 대한 기초자료를 제시하고자 한다. 본 연구의 실험방법은 폐유리 미분말의 모르타르의 물성 검토를 위해 모르타르 제조직후 플로우를 검 토하고 재령 7, 28일의 압축강도를 측정하였고, 콘크리트의 물성 검토를 위해 재령 7, 28일의 압축강도와 재령 28일에서의 염소이온침투저항성 시험을 수행하였다. 또한 폐유리 잔골재의 모르타르의 물성 검토를 위해 모르타르 제조직후 플로우를 검토하고 재령 3, 7, 28일의 압축강도를 측정하였다.

기존의 생활 및 사업장 폐기물 등으로 발생하는 병유리를 파쇄 및 재활용 시 불가피하게 섞이게 되는 자기분은 도자기 자체의 강도를 늘리며 기면을 광택이 나도록 하는 유약성분이 포함되어 있다. 이러한 유 약성분을 함유하고 있는 도자기를 성분 분석한 결과, 공통적으로 P2O5라고 하는 오산화인이 상당부분 포함되어 있었으며, 시멘트 대체재료로 활용시 콘크리트의 응결시간을 지연한다는 연구결과가 발표되었다. 따라서 본연구에서는 향후 폐유리 미분말을 이용하여 콘크리트를 제작할 시 발생할 수 있는 응결지연 문제를 방지하기 위해 품질관리 범위를 도출하고자 한다. 이를 위하여 자기분 유약 성분의 초결 지연에 따른 강도 발현에 미치는 영향을 각 재료별로 비교 및 검토하였다. 본 시험은 KS L 5108에 따라 수행되었으며, 사용된 변수는 표 1과 같다. 이 표에서 OPC는 시멘트만을 사용한 페이스트이고, WG는 폐유리 미분말이며, WP는 폐자기 미분말이다. 분석결과, 폐자기를 시멘트 대비 5% 혼입한 페이스트의 경우, OPC (일반 페이스트)의 응결시간보다 지연되는 현상이 발생하였다. 초결은 15초정도 지연되었고, 종결은 10초정도 지연되는 결과가 도출되었다. 또한 폐유리 미분말과 폐자기 미분말을 각각 9:1 및 8:2로 혼입한 페이스트의 경우, 폐자기를 단독으로 사용한 페이스트에 비해 상당히 빠른 응결시간이 측정되었다. 따라서 이러한 시험 결과를 바탕으로 향후 폐자기 혼입에 대한 품질관리 방안을 마련할 시, 폐유리 미분말을 이용한 콘크리트의 시장성은 더욱 넓혀질 것으로 기대된다.

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.

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.

금속을 함유하고 있는 산업폐자원과 관련한 재활용 기술을 개발하기 위해 다양한 접근이 시도되고 있으며, 그 중에서 유리는 미생물로 분해되지 않기 때문에 매립은 적합하지 않아 폐유리의 재활용에 대한 관심은 증대되고 있다. 따라서 본 논문에서는 폐유리를 잔골재로 사용하고 폐유리의 중금속 용출을 억제하기 위한 킬레이트 수지를 혼입함으로써, 차폐 채움재의 강도, 건조수축, 알칼리-실리카반응, 중금속 용출 등을 평가하여 폐유리를 경제적이며 환경 친화적인 차폐 채움재로서 활용하기 위한 기초자료를 제시하고자 한다. 시험결과, 폐유리를 잔골재로 사용하였을 경우 강도 발현에 효과적이었으며, 킬레이트 수지를 혼입하였을 경우 강도 발현에 영향이 있는 것으로 나타났다. 또한 킬레이트 수지를 혼입하였을 경우 건조수축의 개선에는 효과적이었으나 알칼리-실리카반응에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 중금속 용출 시험결과, 한국 KSLP 시험법에서는 중금속 용출 허용 기준치를 모두 만족하였으나, 납의 경우 미국 ANSI 67-2007a의 허용 기준치를 초과하여 이에 대한 추가적인 연구가 진행되어야 할 것으로 판단되었다.

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.

In this study, the gamma-ray shielding characteristics of mortar specimens substituted CRT waste glass as a fine aggregate were evaluated. According to the results, the linear attenuation coefficient of mortar specimen replaced with CRT waste glass was increased. Especially, the half-value layer of CRT waste glass specimen in radiation source of 122KeV·57Co was 48% higher than that of normal sand specimen.

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.

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.

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.

In this study, the properties of mortar substituted heavyweight waste glass were evaluated. From the results, the flow value and density increased as the substitution ratio of heavyweight waste glass increased, and compressive and flexural strength decreased.

In this paper, the flexural behaviors with substitution ratio of heavyweight waste glass are compared and evaluated in reinforced concrete members. From the results, when the heavyweight waste glass was used as the fine aggregate, the yielding load (Py) and maximum load (Pu) were less affected. However, the load capacity of the RC member was gradually reduced on the large deformed stage when all of the fine aggregate was replaced by heavyweight waste glass.

In this study, the resistance of chloride penetration and sulfate attack of mortar substituted heavyweight waste glass were evaluated. As a result, chloride penetration depth and diffusion coefficient decreased with the substitution of waste glass, chloride penetration resistance is increased. For sulfate attack resistance, the effect of heavyweight waste glass was little.

기후 변화가 가속화되어 국내에서는 국지성 호우가 증가하는 추세이며, 이에 대해 도심지역 토지의 불투수층이 증가하여 도로 유출수, Combined Sewer Overflows(이하 CSOs라고 한다.) 등 도심에서의 비점오염원에 의하여 하천 수중생물의 폐사, 부영양화, 대장균 및 병원성 미생물의 증가, 중금속 오염 등의 방류 수계에 타격을 줄 수 있기 때문에 이에 따른 환경오염 문제가 대두되고 있다. 그 중에서도 CSOs는 합류식 하수도 시스템에서 강우 시에 처리시설을 거치지 않고 하천이나 해안 등의 수계로 직접 방류되는 경우를 의미하며, 해당 오염 부하량은 강우의 지속시간 및 강우량에 큰 영향을 받는다. 이 때 합류식 하수관로에서는 관로 내부의 퇴적물이 강우 초기에 유출되는 초기세척효과(first flush effect)에 의해 강우 초기에 오염부하량이 높은 값으로 유출된다. 이런 CSOs에 대하여 현재 국내에는 3Q로 차집한 용량에 대하여 2Q의 월류수를 스크리닝 및 완충저류로 이루어진 간이처리만을 통하여 수계로 배출되고 있는 실정이다. 이러한 CSOs의 주된 오염물질은 입자성 물질이 가장 큰 비율을 차지한다. 환경부에서 제시한 임의의 도시지역 하수 평균 SS는 60 mg/L의 값을 나타내는데 강우 초기의 CSOs의 SS는 1,936 mg/L의 값으로 고농도의 값을 나타낸다. 이러한 입자성 물질을 제거해 줌으로써 입자성 물질에 영향을 받는 다른 항목에 대해서도 그 농도를 낮출 수 있다. 이에 본 연구에서는 CSOs의 입자성 물질을 제거하기 위한 공정으로 여과(filtration)방법을 선정하였으며, 여과용 담체로는 폐유리를 발포시켜 제조한 여재를 사용하였다. 여과속도 및 여과층 구성에 따른 SS제거효율 및 폐색된 여재의 효율을 복구시키기 위한 역세척 조건에 따른 역세척 효율에 대해 알아보고자 하였다.

In this study, the characteristics of density and flow value of mortar substituted heavy weight waste glass were compared with the aggregate ratio. From the results, the density and flow value increase as the substitution of waste glass increase, however, it is considered that the increase of the aggregate ratio of 30% or more does not contribute to the increase of the density.

Filler material (concrete or mortar) has been used for shielding radioactive waste, however, it is proceeded out evaluation for radiation shielding performance. So, it is needed to check the property in the shielding performance. Therefore, in this paper, mechanical properties of concrete was evaluated for the applicability using heavyweight waste glass as fine aggregate of filler material. From the test results, compressive and elasticity modulus were significantly affected by substitution of heavyweight waste glass, however, it could be improved the performance by using mineral admixture as binder.

Electrical waste, such as heavy weight waste glass, has become a global concern in terms of resource recycling. At the same time, aggregate is one of the most widely used infrastructure materials, and it is being exhausted. So, in this paper, the heavy weight waste glass is considered as aggregate due to its physical characteristics and chemical composition. From the results, when the heavy weight waste glass substitution ratio increase, the compressive strength and flexural strength decreased.