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페로니켈 슬래그를 사용한 밀입도 아스팔트 혼합물 특성평가
김경남(Kyeong Nam Kim),이수형(Soo Hyung Lee),조신행(Sin Haeng Jo),김연태(Yeon Tae Kim) 한국산학기술학회 2022 한국산학기술학회논문지 Vol.23 No.3
건설산업에서는 자원순환을 목적으로 산업부산물 및 건설폐기물을 재활용하기 위한 노력이 계속되고 있다. 페로니켈 슬래그는 스테인리스 강 제조과정에서 발생하는 산업부산물로 밀도 자체가 높고 마모저항성 우수하여 골재로 사용할 경우 다양한 이점을 가져올 수 있으나 주로 저부가가치 자원으로 재활용되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 페로니켈 슬래그를 아스팔트 콘크리트용 골재로 활용하기 위해 0 ~ 40% 까지 신규골재를 치환하여 밀입도 아스팔트 혼합물 배합설계를 수행하고 공용성능 평가를 수행하였다. 연구결과 페로니켈 슬래그 혼입비율이 30%를 초과할 경우 아스팔트 바인더 사용량 증가 및 내유동성이 감소함에 따라 소성변형 저항성이 10% 이상 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 페로니켈 슬래그 중 SiO2 성분에 따라 TSR이 일반 배합 대비 1.3~7.7% 낮은 결과를 보여 수분민감성이 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 이에 따라 페로니켈 슬래그를 아스팔트 콘크리트용 골재로 사용할 경우 수분민감성과 소성변형 저항성 확보를 위해 박리방지제의 사용과 혼합입도 개선 및 아스팔트 바인더 등급 상향을 고려해야 할 것으로 보인다. The construction industry is trying to recycle industrial by-products and construction waste to utilize resources fully. Ferronickel slag, an industrial by-product from the stainless steel manufacturing process, has various advantages as an aggregate due to its high density and excellent wear resistance. But, ferronickel slag is generally used only as a low-value supplementary material. Hence, this study performed a dense-grade mix design and performance test to evaluate the utilization of ferronickel slag aggregate. As a result, the previous mix design was improved with a new aggregate added in the proportion of 0 to 40 %, and moisture sensitivity and rutting resistance were evaluated. In addition, since ferronickel slag has SiO₂ among its components, the TSR test showed a value 1.3~7.7 % lower than that of a mix with natural aggregate, indicating the tendency of SiO₂ to decrease moisture sensitivity slightly. Accordingly, an anti-stripping agent, improved aggregate gradation, and uprating asphalt binder grade are necessary to achieve appropriate usability of ferronickel slag.
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