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.

천연골재의 부족으로 골재 수급이 날이 갈수록 심각해지면서 재활용 가능한 재료에 대한 사회적 관심이 높아지고 있다. 하지만 국내에서는 선진외국에 비해 순환골재에 대한 연구데이터와 그를 사용한 현장 적용실정이 매우 부족한 실정이다. 본 논문에서는 현장에서 사용하는 레미콘 사의 가이드 배합에 순환골재를 전량 치환하는 배합비를 추출하여 압축강도를 평가하였 고 추출된 배합비의 순환골재 콘크리트를 원형강관 내부에 충전하여 순환골재콘크리트충전 합성기둥이 국내ㆍ국외 설계식을 반 영한 내력과 비교하여 구조부재로써 사용이 적합하다고 사료되는 결과를 얻었다. 또한, 강관의 콘크리트 구속효과로 인해 강관 내부의 콘크리트 강도가 미세하게 증가함을 확인하였다.

Recycled aggregate is a solution to reduce construction waste and to be environmentally friendly, but concrete using it has various disadvantages in terms of structure. Therefore, the interaction effect of the two materials can be expected by filling the cyclic aggregate concrete in the CFT column. Eighteen specimens were constructed to confirm the compressive behavior of RCFT (Recylced Concrete Filled Tube) columns, which can be applied to real buildings by making high strength concrete with recycled aggregate. Variable is the shape and thickness of steel pipe, concrete strength and mixing ratio, and coarse aggregate and fine aggregate are all used as recycled aggregate. A total of three recycled aggregate concrete preformulations were used to find the optimal mixing ratio and the compressive behavior was analyzed through the load - displacement curves of RCFT columns.

Concrete using recycled aggregate instead of natural aggregate reduces environmental waste and is a future oriented material. However, use of the structure is limited to negative recognition of recycled aggregate quality. In this study, 50 MPa concrete was developed using recycled aggregate. In order to verify the possibility of using as a column member, we aimed to confirm the compressive behavior of RCFT (Recycled Concrete Filled Tube) columns filled with concrete using recycled aggregate. Circular type steel pipe was used, and concrete strength (30, 40, 50MPa) and mixing ratio were the experimental parameters. Through 72 specimen compression tests, 50MPa strength of recycled aggregate concrete was confirmed and stable behavior of 9 RCFT columns was confirmed.

OBJECTIVES: This study is to develop the optimum mixing proportions for cement concrete pavement with using recycled aggregates. METHODS: The mixture varied recycled coarse aggregates content from 50 % to 100 % to replace the natural coarse aggregates by weight. Tests for fundamental properties as a cement concrete pavement were conducted before and after hardening of the concrete. RESULTS: It was found that the variation in the amount of the recycled aggregate affected the compressive and flexural strength development, as well as the chloride ion penetration resistance. As the amount of the recycled aggregate content increased the compressive and flexural strength and the resistance to chloride ion penetration decreased. However, the resistance to freeze-thaw reaction was affected significantly. In addition, the gradation of the aggregate became worse and hence so did the coarseness factor as the recycled aggregate amount increased. CONCLUSIONS : The fundamental properties of the concrete with recycled aggregate does not seem to be appropriate when the recycled aggregate quality is not guaranteed up to a some level and its replacement ratio is over 50%. The optimized gradation of the aggregates should also be sought when the recycled aggregate is used for the cement concrete pavement materials.

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the effect of the residual mortar of recycled concrete aggregate on the expansion behavior during alkali silica reaction (ASR). METHODS: In order to evaluate the net effect of residual mortar on ASR expansion behavior, two aggregate samples with the same original virgin aggregate source but different residual mortar volumes were used. ASTM C1260 test was used to evaluate the ASR expansion behavior of these two aggregates and the original virgin aggregate. RESULTS: The greater the amount of residual mortar in recycled concrete aggregates, the less is the induced ASR expansion. Depending on the amount of residual mortar in recycled concrete aggregate, the ASR expansion of recycled concrete aggregate may be less than half of that of the original virgin aggregate. CONCLUSIONS: The residual mortar of recycled concrete aggregate may lead to the under estimation of the ASR expansion behavior of the original virgin aggregate.

최근 국내 석산에서의 골재공급이 부족해지면서, 성토재 등의 저급재료로 재활용 되던 폐 콘크리트 순환골재의 용도를 점차 구조용 콘크리트 및 도로 포장재와 같은 고급재료로 재활용하기 위한 노력이 계속되고 있다. 이러한 노력의 일환으로 정부는 2009년 순환골재 품질기준을 제정하였으며, 순환골재가 기존보다 고급재료의 용도로 활용될 수 있는 제도적 기반을 마련하였으나, 현재까지 빈배합 콘크리트 기층용으로서의 순환골재의 활용은 매우 낮은 형편이다. 본 연구는 순환골재 품질기준에 규정되어 있는 빈배합 콘크리트용 순환골재의 이물질과 관련된 품질기준의 적정성을 일련의 실험을 통하여 평가하였다. 연구결과, 빈배합 콘크리트 기층용 순환골재 내의 폐 아스콘 골재는 강도에 악영향을 초래하는 반면, 아스콘의 특성으로 인하여 순환골재의 주요한 품질기준인 비중을 높이고, 흡수율 및 마모율을 오히려 낮추는 결과를 초래하여, 전체적인 순환골재의 품질을 평가하는데 큰 방해요소로 작용하였다. 따라서 이물질 함유량 기준 중, 폐 아스콘 함유량 기준은 개선의 여지가 있는 것으로 조사되어, 그 대안을 제시하였다.

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.

순환골재는 다량의 부착모르타르를 포함하고 있어 콘크리트의 강도감소, 내구성 저하, 균열발생의 원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 보통포틀랜드시멘트(OPC)에 고로슬래그미분말(GGBFS)을 0 및 50% 대체한 순환 굵은골재 콘크리트의 역학적 특성 및 내구성에 대한 나일론섬유의 영향에 대하여 실험적으로 고찰하였다. 섬유보강 순환골재 콘크리트를 제조하기 위하여 섬유길이가 상이한 두 종류 나일론섬유를 0 및 0.6kg/m3 두 단계로 혼입하여 소정의 재령동안 수중양생하였다. 제조된 콘크리트의 압축 및 쪼갬 인장강도, 투수공극량 및 총통과전하량을 측정하여 섬유보강 부순골재 콘크리트의 성능과 비교, 고찰하였다. 또, 재령 28일 콘크리트를 대상으로 SEM 기법을 이용하여 미세조직구조를 관찰하였다. 실험결과에 따르면, 순환골재 콘크리트는 부순골재 콘크리트에 비하여 역학적 성능 및 내구성이 떨어지는 것을 확인하였으나, 나일론섬유를 혼입할 경우, 나일론 섬유의 가교작용으로 인하여 콘크리트의 성능을 개선시키는 것으로 나타났다. 특히, NF2(19 mm)를 사용한 콘크리트는 NF1(6 mm)을 사용한 콘크리트보다 역학적 성능이 다소 우수한 것으로 나타났으며, 이러한 경향은 RA 콘크리트에서 더욱 뚜렷하게 나타났다.

본 연구는 순환골재를 사용한 콘크리트의 활용증대 방안으로 철근콘크리트 구조물의 노후화와 내구성 저하 시 보수․보강으로 사용되는 FRP (AFRP, CFRP) 판으로 보강된 순환골재 고강도콘크리트(40MPa, 60MPa) 보를 제작하여 순환골재 철근콘크리트 보의 휨 보강에 대한 적용성을 평가하고자 한다 기존의 표면매입보강에 따른 에폭시와 FRP 판의 부착력을 고려하지 않기 위해 콘크리트 타설 전 FRP 보강판을 거푸집에 미리 설치하였으며, 순환골재 치환율(30%), 콘크리트 강도(40MPa, 60MPa), 이형철근(D10, D13), FRP 판의 종류(AFRP 판, CFRP 판)를 변수로 12개 실험체를 제작하여, FRP 판과 순환골재 치환율에 따른 휨 성능을 분석하였다. 그 결과 FRP 판으로 보강한 실험체는 무보강 실험체에 비해 최대 17% 증가하는 경향을 나타내었으며 AFRP 판에 비해 CFRP 판의 보강 성능이 우수한 것으로 나타났다. 또한 순환골재 치환율에 따른 보강 성능의 차이는 없는 것으로 나타났다. 실험에 의해 측정된 균열모멘트는 파괴계수를 이용한 결과 기준식과 비슷한 값을 나타났으며 휨 모멘트는 FRP 판을 보강한 일부 시험체가 KCI 2012와 ACI 440-2R에서 제시한 기준을 만족하지 못하는 것으로 나타났다.

본 논문은 콘크리트 배합 방식(NMA, TSMA1, TSMA2)에 따른 순환 굵은골재 치환량에 따른 콘크리트의 기계적 성능을 비교 평가 하였다. 실험은 순환 굵은골재를 0%, 50%, 100%로 3수준으로 콘크리트의 배합 방식에 따라 실험을 진행하였다. 굳지 않은 콘크리트에서는 공기량, 슬럼프, 단위용적질량 실험을 진행하였으며, 경화 콘크리트에서는 압축강도 및 휨강도 시험을 진행하였다. 본 연구의 실험결과 NMA 방식과 비교하여 TSMA 방식에서 강도 저하가 나타나고 있음을 확인할 수 있었다. 하지만, 이는 순환 굵은골재가 다량 치환됨에 따른 것으로 사료된다. 순환 굵은골재가 다량 치환됨에 따라 슬럼프 증진, 공기량 증진, 강도 저하가 나타남을 확인하였다.

This paper presents the effect of recycled aggregate on the structural design in replacement of natural aggregate. As an actual structure, the concrete airshaft in a subway under construction was chosen and design-criteria obtained from experiments in association with different ratios of recycled aggregate were applied. It was found from the analysis that recycled aggregate can be applied to real concrete structures considering just strength concept and also if other unknown problems such as quality, serviceability and so on be solved.

본 연구는 콘크리트 산업에 있어 자원 고갈, 환경 문제 등을 대처할 수 있는 순환골재의 활용을 촉진하며 순환골재콘크리트의 레미콘 실생산을 위한 기초적 연구로서, 순환골재 사용량에 따른 슬럼프 고정 순환골재콘크리트의 물시멘트비 변화 및 물리적 특성을 실험하고 그 결과를 회귀분석하여 순환골재콘크리트의 압축강도 추정을 위한 단위시멘트량, 순환골재의 사용량, 물시멘트비 등 레미콘 생산 조건을 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 순환골재를 사용한 콘크리트는 목표 슬럼프를 유지하기 위해서는 단위수량 증가가 요구되며, 순환굵은골재 보다 순환잔골재의 치환에 더 많은 단위수량의 증가가 필요하였다. 순환잔골재의 치환율은 60%이하는 레미콘 품질기준에 벗어나지 않는 공기량 확보가 가능하였다. 순환골재를 사용한 콘크리트의 압축강도는 순환골재의 치환율이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났으며, 특히 순환잔골재를 100% 치환한 경우 압축강도는 25%정도 저하하였다. 순환골재를 사용한 콘크리트의 배합인자에 따른 압축강도의 상관관계를 분석한 결과, 순환잔골재>물시멘트비>공기량 순으로 영향을 미치는 것으로 나타났다.

In this study, the flexural performance of concrete beams containing recycled aggregate was evaluated. The test variable are recycled coarse aggregate content of 0, 30, 50, and 100%. As a result of the analysis, the prediction result of the flexural strength of the concrete beam underestimates the actual flexural strength.