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.

Prediction method for the long-term chemical leaching amount from by-product/recycled materials such as waste concrete and steel slag and so on is necessary to widely promote their effective utilization and evaluate their environmental safety. Although there are the batch leaching tests and the column leaching test as the testing methods for evaluating the long-term leaching behavior, the leaching mechanism and the testing result compatibility in both tests has insufficiently been clarified yet. Thus, the prediction of the leaching behavior from the by-product/recycled materials used in actual civil works and their environmental safety evaluation are by no means certain. This paper shows the difference between the batch leaching tests and the column leaching tests in the chemical leaching behavior of Cu-slag. The batch leaching tests were conducted under liquid/solid ratio = 10, liquid = distilled water, stirring strength = 0, 30, or 120 rpm. After a certain elapsed time, the leaching solution was exchanged with the pure distilled water and then the stirring was restarted. The elapsed time was set at 1, 2, 4, 8, 16, 32 days. The column leaching tests were also conducted under the same conditions as those of the batch leaching tests in order to evaluate the effects of the pore distribution and the pore flow velocity in the Cu-slag column on the leaching behavior. In the column leaching tests, the effluent passing through the column was circulated as the influent (Fig. 1). The leaching duration in the column tests can be equivalent as that in the batch tests, so that the difference in the leaching behavior between the batch leaching tests and the column leaching tests may be dependent on the pore-scale heterogeneous flow and path generated in porous materials. Figure 2 shows the leaching rate evaluated from the batch leaching tests and the column leaching tests. In the same fluid velocity levels, the leaching rate in the column tests was larger than that in the batch tests. The leaching rate has been considered large with the fluid velocity. Although the fluid velocity generated by the stirring was the same as the flushing velocity on the surface of the Cu-slag in the batch tests, the fluid velocity in the column tests was enhanced because the permeant liquid was concentrated into the limited pore space in the Cu-slag column. Thus, the pore-scale heterogeneous flow and path generated in porous materials should be evaluated in order to clarify the compatibility between the batch leaching tests and the column leaching tests.