산업 부산물 배합설계를 통한 건설재료 활용 방안 분석에 관한 연구 = A Study on the Analysis of Construction Material Utilization through Industrial By-Product Combination Design

국문 초록 (Abstract)

산업 부산물 배합설계를 통한 건설재료 활용 방안 분석에 관한 연구 본 연구는 산업 활동 과정에서 발생하는 다양한 산업 부산물을 건 설재료로 활용하기 위한 배합설계 방안을 체계적으로 분석하는 것을 목적으로 한다 최근 건설산업은 시멘트 및 천연골재 사용 증가로 인. 한 자원 고갈 이산화탄소 배출 확대 산업폐기물 처리 문제 등 복합, , 적인 환경적 과제에 직면하고 있으며 이에 따라 산업 부산물의 재활, 용을 통한 친환경 건설재료 개발의 필요성이 지속적으로 제기되고 있다 특히 산업 부산물은 적절한 가공 및 배합 조건이 확보될 경우 . 기존 건설재료의 일부를 대체하거나 성능을 개선할 수 있는 잠재적 자원으로 평가되고 있다 본 연구에서는 주요 산업 부산물의 물리. 적 화학적 특성을 분석하고 이를 건설재료에 단계적으로 혼입하여 · , 배합비 변화에 따른 재료 특성 변화를 검토하였다 시험을 통해 강도 . 발현 특성 작업성 변화 내구 성능 및 재료 안정성을 중심으로 성능 , , 평가를 수행하였으며 산업 부산물 혼입이 재료 거동에 미치는 영향, 을 정량적으로 분석하였다 또한 혼입률 증가에 따른 성능 저하 및 . 개선 효과를 비교함으로써 건설현장 적용 가능성을 고려한 합리적인 , 배합 범위를 도출하고자 하였다 연구 결과 산업 부산물의 종류 및 . , 배합 조건에 따라 건설재료의 기본 성능이 상이하게 나타났으며 일, 부 조건에서는 기존 재료와 유사하거나 향상된 성능을 확보할 수 있 음을 확인하였다 이러한 결과는 산업 부산물의 건설재료 활용 가능. 성을 실증적으로 제시하며 자원 순환형 건설재료 개발과 환경 부담 , 저감을 위한 기술적 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aims to systematically analyze mix design strategies for utilizing various industrial by-products generated during industrial activities as construction materials. In recent years, the construction industry has faced complex environmental challenges, including resource depletion due to increased consumption of cement and natural aggregates, rising carbon dioxide emissions, and growing industrial waste management issues. Accordingly, there has been a continuous demand for the development of eco-friendly construction materials through the recycling of industrial by-products. In particular, industrial by-products are regarded as potential resources capable of partially replacing conventional construction materials or improving performance when appropriate processing and mix conditions are secured.
In this study, the physical and chemical characteristics of major industrial by-products were analyzed, and these materials were gradually incorporated into construction mixtures to examine changes in material properties according to variations in mix proportions. Performance evaluations focused on strength development characteristics, workability, durability, and material stability, and the effects of industrial by-product incorporation on material behavior were quantitatively assessed through experimental testing. Furthermore, by comparing performance degradation and enhancement effects associated with increasing replacement ratios, a rational mix range suitable for practical construction applications was derived.
The results indicate that the fundamental performance of construction materials varies depending on the type of industrial by-product and mix conditions, and that under certain conditions, performance comparable to or superior to conventional materials can be achieved. These findings empirically demonstrate the feasibility of utilizing industrial by-products in construction materials and are expected to serve as technical baseline data for developing resource-circulating construction materials and reducing environmental burdens.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 표 목 차 ⅱ
• 그 림 목 차 ⅲ
• 1. 서론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 2. 이론적 고찰 6
• 2.1 산업부산물의 개념 및 발생 6
• 2.1.1 산업 부산물 혼입에 따른 물리적 특성 변화 11
• 2.1.2 산업 부산물 배합 시 역학적 특성 및 내구성 평가 12
• 2.1.3 산업 부산물 활용의 환경적  경제적 효과 분석 15
• 2.2 산업부산물의 건설재료 활용 연구 동향 17
• 2.2.1 층간소음 저감에 대한 기술 개발 및 연구사례 20
• 2.2.1.1 구조적 분리경로 차단형 층간소음 저감 기술 20
• 2.2.1.2 재료요소 기반 감쇠제어형 층간소음 저감 기술 30
• 2.2.2 층간소음 저감 성능 평가 기술 48
• 2.2.3 공동주택 층간소음 관련 제도 및 정책 현황 53
• 2.3 선행연구종합 및 본 연구와의 차별성 61
• 3. 산업부산물 기반 층간소음 저감 건설재료 개발 63
• 3.1 산업부산물 페로니켈 슬래그의 발생 현황 63
• 3.2 산업부산물 페로니켈 슬래그의 물성 분석 66
• 4. 배합설계 및 실험 방법 72
• 4.1 페로니켈 슬래그 기반 배합설계 필요 72
• 4.1.1 기존 모르타르 배합과의 차이 72
• 4.1.2 페로니켈 슬래그 적용 비율 설정 근거 73
• 4.1.3 고중량 특성을 고려한 설계방향 73
• 4.1.4 배합사항 74
• 4.2 시험체 제작 방법 79
• 4.3 물성 시험 방법 82
• 4.4 층간소음 저감 성능 시험 방법 86
• 5. 시험결과 및 분석 88
• 5.1 물성 시험 결과 88
• 5.1.1 FNS 단일 치환 효과를 검토하기 위한 배합 88
• 5.1.2 FNS와 다른 산업부산물의 적용 시 특성 분석 배합 94
• 5.1.3 산업부산물의 복합 치환 효과 검토 위한 배합 98
• 5.2 소결 105
• 6. 결론 및 향후 연구 107
• 6.1 결론 107
• 6.2 연구의 한계 108
• 6.3 연구의 제안 110
• 참 고 문 헌 114