혼합방법에 따른 순환아스팔트 혼합물의 수분저항성 통계검정 평가

김성운(Sungun Kim),김영삼(Yeongsam Kim),조영진(Youngjin Jo),김광우(Kwangwoo Kim) 한국건설순환자원학회 2021 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.9 No.2

순환아스팔트 혼합물은 제조 시 믹서에서 혼합되는 동안 노화된 RAP(회수 아스팔트포장재)을 잘 녹이는 것이 중요하다. 순환아스팔트 혼합물은 모든 재료(RAP, 신규 아스팔트 및 신규 골재)를 동시에 믹서에 넣고 혼합하여 생산한다. 동시 혼합(IM)방법으로 제조된 순환아스팔트 혼합물의 경우 RAP에 포함된 노화된 바인더는 신규 바인더와 혼합되는 동안 적절하게 회생되지 못하기 때문에 동일한 혼합물 내에서 신규 골재 주위에 코팅된 바인더보다 더 높은 산화ㆍ노화 수준을 나타내며, 큰 강성을 보인다. 본 연구에서는 RAP의 노화된 바인더를 회생시키기 위해서 단계 혼합(SM) 방법을 적용하였다. 첫 번째 단계에서는 RAP과 신규 아스팔트를 혼합한 다음 두 번째 단계에서는 가열된 신규 골재와 함께 혼합하였다. 혼합 방법에 따른 순환아스팔트 혼합물의 수분저항성 개선효과를 비교하기 위해 간접인장강도(ITS)와 인장강도 비(TSR) 시험을 수행하여 SM 방법과 IM 방법 간에 통계적 t- 테스트를 수행했다. 수분저항성을 평가하기 위해서 세 가지 전처리 조건 즉, -18°C 동결 후 60°C에서 24 시간 수침, 60°C에서 48 시간 수침 및 60°C에서 72 시간 수침 조건을 적용하였다. SM 방법으로 제조한 순환아스팔트 혼합물의 TSR은 IM 방법에 의한 순환아스팔트 혼합물보다 분명히 높았고, SM 방법의 변동계수는 IM보다 낮았다. 또한 통계적 t-test에 의해 SM 방법의 ITS_WET이 α = 0.05 수준에서 IM과 유의하게 다른 것으로 관찰되었다. 또한, SM 방법의 ITS_WET은 IM과 비교하여 더 가혹한 조건에서 처리할수록 훨씬 개선된 결과를 나타냈다. 따라서 단계 혼합 방법은 기존의 동시 혼합방법으로 생산된 순환아스팔트 혼합물보다 더 높은 수분저항성을 보이고, 보다 더 우수한 순환아스팔트 혼합물을 생산하기 위한 중요한 혼합 방법임을 확인하였다. When producing recycled asphalt mix, it is important that the old binder of reclaimed asphalt pavement(RAP) should be well melted during blending in the mixer. The recycled asphalt mix is produced by instant mixing(IM) of all materials(RAP, virgin asphalt and new aggregates) all together in the mixer. However, in the same recycled mix, the binder around RAP aggregate was found to show higher oxidation level than the binder coated around the virgin aggregate because the old binder of RAP was not rejuvenated properly while instant mixing. The partially-rejuvenated RAP binder is assumed to be a high stiffness point in IM recycled mix. In this study, the stage mixing(SM) method was introduced; blending RAP and virgin asphalt for the first stage, and then mixing all together with hot new aggregates for the second stage. To compare the effect of the two mixing methods on moisture resistance of recycled mixes, a statistical t-test was performed between SM and IM using indirect tensile strength(ITS) and tensile strength ratio(TSR). Three conditioning methods were used; a 16-h freezing and then 24-h submerging, 48-h submerging, and 72-h submerging in 60°C water. It was found that the TSR(=ITS_wet/ITS_dry) values of the mixes prepared by SM was clearly higher than the IM mixes, and coefficients of variation of SM mixes were lower than the IM mixes. It was also observed that the ITS_WET of SM was significantly different from the IM at α=0.05 level by statistical t-test. The ITS_WET of SM mix was reduced less than the IM mix in severer conditioned mixes. Therefore, it was concluded that the stage mixing method was an important blending technique for producing better-quality of recycled asphalt mixes, which would show higher moisture resistance than the recycled mixes produced by conventional instant mixing.

분별해체 현장조사에 의한 건설폐기물 발생량 및 공정 분석

이종찬,송태협,Lee, Jong-Chan,Song, Tae-Hyeob 한국건설순환자원학회 2009 한국건설순환자원학회지 Vol.4 No.1

건설폐기물은 건설산업이 증가할수록 그 발생량이 증가하고 있다. 따라서 많은 국가에서는 건설폐기물 발생량을 감소시키기 위한 노력을 하고 있다. 한국에서도 건설폐기물의 재활용을 위하여 건설폐기물 재활용 촉진에 관한 법률을 제정하여 재활용에 노력하고 있으나, 이 규정에서는 순환골재의 재활용이 주가 되고 있다. 선진국가에서는 순환골재 이외의 건설폐기물의 재활용을 위하여 건축물 해체시 분별해체공사를 적용함으로써 재활용율을 높이고 있다. 국내에서도 분별해체에 대한 적용을 제도화하려는 과정에 있다. 이에 본 연구는 건축물 분별해체에 대한 중요성이 부각되는 차원에서 분별해체공사 건축물의 현장조사를 통하여 분별해체공정을 분석하고, 건설폐기물의 발생량에 있어서 일반해체시 발생예측량과 실제 분별해체시 발생량을 비교하여 그 차이점을 분석하였다. 먼저 건설폐기물 발생량은 일반해체방법에 의한 발생예측량과 실제 분별해체에 따른 발생량을 조사 비교하였을 때 분별해체 발생량이 더 많게 나타났으며, 특히 혼합건설폐기물량이 일반해체방법에 의한 발생예측량보다 현저하게 감소하였다. 분별해체공정은 창고시설이 사무소빌딩보다 분별해체가 용이하였으나 아직 공법 정립의 미비로 현장의 임기응변식 해체공사가 이루어지고 있어 분별해체 공법의 정립이 요구되었다.

습식 중화반응에 의한 순환 잔골재의 품질 향상

김하석,김진만,선정수,배기선,Kim, Ha-Suk,Kim, Jin-Man,Sun, Joung-Soo,Bae, Kee-Sun 한국건설순환자원학회 2015 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.3 No.2

순환골재는 건설폐기물을 재활용함으로써 자원절약 및 대체자원의 개발과 환경보호의 측면에서 국가 사회적으로 많은 이점을 가지고 있다. 하지만 낮은 밀도와 높은 흡수율을 가지는 저품질 순환골재는 구조용 콘크리트 골재로 사용되지 못하고 주로 저부가가치로 사용되고 있다. 고품질 순환골재를 생산하기 위해서는 골재와 골재에 부착된 구모르타르를 효과적으로 제거해야 한다. 최근 물리적 화학적 방법을 이용하여 구모르타르를 효율적으로 제거하기 위한 연구가 행해지고 있으나, 고품질 순환잔골재의 생산 조건에 관한 정량적 연구는 아직 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 고품질 순환잔골재를 생산하기 위해서 황산과 저속습식마쇄기를 이용하여 구모르타르를 효과적으로 제거할 수 있는 최적 조건을 제시하고자 하였다. 황산의 몰비와 골재비율에 따른 순환골재의 실험결과 밀도, 흡수율, 실적율은 기준을 만족시키는 결과를 나타내고 있는 것을 알 수 있었다. Recycled aggregate by the recycling construction waste has a lot of advantage such as the developing the alternative resource and protecting of environment. However, recycled aggregate is used as the low quality grade, because it is difficult to remove old mortar from aggregate. To use the recycled aggregate as high quality grade, it is important to develop the technology to produce the high quality recycled aggregate. To manufacture the high quality recycled aggregate, old mortar attached on the aggregates should be removed efficiently. Therefore, in this study, we suggested the optimum condition to remove old mortar effectively using sulfuric acid and low speed wet rotary mill for high quality recycled fine aggregate. The results shows that the recycled aggregate satisfy on the standards of KS F 2573 in density, absorption and solid volume, when adequate condition of sulfuric mole ratio and aggregate ratio are make.

원자력발전소 모의 콘크리트로부터 생산된 순환 굵은 골재 활용 콘크리트 역학적 특성

이성철,신경준,김창락 한국건설순환자원학회 2020 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.8 No.2

순환 골재 활용에 대한 연구가 국내에서도 비교적 많이 이루어져 왔으나, 대부분 순환 골재의 출처가 명확하지 않아, 국내원자력 발전소와 같이 출처가 분명한 순환 골재를 재활용하는데 직접적으로 연구 결과를 적용하기에는 많은 불확실성이존재한다. 따라서, 이 연구에서는 국내 원자력발전소 해체 시 발생하는 콘크리트 폐기물로부터 순환 굵은 골재를 생산 및재활용할 수 있는 가능성에 대해 분석하기 위해, 국내 원자력발전소 모의 콘크리트를 제작 후 순환 굵은 골재를 생산하였다. 생산된 순환 굵은 골재를 활용하여 순환 굵은 골재 혼입률을 고려한 콘크리트를 배합하고, 역학적 특성을 실험적으로 분석하였다. 실험 결과 순환 굵은 골재 혼입률이 증가할수록 콘크리트 압축강도, 인장강도, 탄성계수 모두 전반적으로 감소하는 것으로나타났으며, 순환 굵은 골재만을 사용한 경우 일반 콘크리트 대비 각각 최대 36, 37, 27% 정도로 감소하는 것으로 나타났다. 따라서, 향후 원자력발전소 해체로부터 생산된 순환 굵은 골재를 활용할 경우 혼입률에 대한 제한이 필요할 것으로 판단된다.

순환굵은골재를 활용한 콘크리트의 강도 특성 및 전과정 환경영향 평가에 관한 연구

최원영(Won-Young Choi),이세현(Sae-Hyun Lee),전찬수(Chan-Soo Jun),김태형(Tae-Hyoung Kim) 한국건설순환자원학회 2018 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.6 No.1

본 연구에서는 순환굵은골재의 혼입률에 따른 콘크리트의 강도 특성을 실험을 통해 확인하고, 다량의 순환골재를 콘크리트에 활용하기 위한 기초적 자료로 사용하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 목표설계기준 압축강도는 40MPa로 하였으며, 순환골재 실용화를 고려하여 순환잔골재의 혼입률을 0, 30%로 하고, 순환굵은골재의 혼입률은 0, 30, 60, 100%로 설정하여 굳지 않은 콘크리트 및 굳은 콘크리트에 대한 실험을 통해 콘크리트 제조에 순환골재 사용의 유효성을 확인하였다. 또한, 전과정평가(LCA, Life Cycle Assessmet) 기법을 이용하여 순환골재의 전과정 환경영향을 평가하여 콘크리트를 제조함에 있어서 순환골재 사용이 유효성을 확인하였다. Waste concrete accounts for the largest portion of construction waste, and the supply of natural aggregate is unstable. Therefore, importance of using recycled aggregate is emphasized. The purpose of this study is to investigate the mechanical properties of high strength concrete according to the replacement rate of recycled coarse aggregate. For this purpose, the target design compressive strength was set to 40MPa, and the substitution rates of the recycled coarse aggregate were set to 0%, 30%, 60%, and 100%, respectively. Through experiments on the unreinforced concrete and hardened concrete, The validity of the use was confirmed. In addition, LCA method was used to evaluate the environmental impact of recycled aggregates and to compare and analyze the environmental impacts of the aggregates.

천연골재 콘크리트와 순환골재 콘크리트 접합면의 전단강도

문훈(Hoon Moon),최익제(Ik-Je Choi),김지현(Ji-Hyun Kim),정철우(Chul-Woo Chung),김영찬(Young-Chan Kim) 한국건설순환자원학회 2020 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.8 No.1

건설자원의 고갈과 콘크리트 폐기물의 증가에 따라 콘크리트 재활용은 선택적 사항이라기보다는 필수적 사항으로 되어 가고 있다. 콘크리트 재활용에 대한 연구는 오래 동안 다양한 관점에서 수행되어 왔다. 그러나 여러 나라의 기준이나 권고사항을 보면 순환골재 콘크리트의 적용에는 순환골재의 비율이나 순환잔골재의 사용금지 등과 같은 많은 제한사항이 있다. 본 연구에서는 구조부재에서 천연골재 콘크리트와 순환골재 콘크리트를 분리타설하는 방법에 대한 적절성을 알아보고자 하였다. 순환골재콘크리트의 제작 시 굵은골재의 치환비율은 50, 100%로 하였고 두 콘크리트의 접합면에는 교섭을 도입하였다. 순환골재 콘크리트를 제작하는 과정에서 순환골재를 처리하거나 혼화재를 첨가하지 않았다. 두 콘크리트 접합면의 전단강도를 평가하기 위해 등분포하중으로 재하한 2면전단 시험법을 채택하였다. 실험결과에 따르면 골재치환율이 큰 시험체가 전단강도 대 압축강도 비가 크게 나왔는데 이는 굵은골재의 크기와 전단절단면의 조도에 기인한 것으로 보인다. 여러 가지 변수들의 영향을 알아보기 위한 후속연구가 필요하며 그와 같은 연구 활동을 진행 중이다. Concrete recycling is becoming mandatory rather selective due to depletion of constructional materials and increase of concrete waste. Studies on recycling concrete are conducted in various point of view for long time. However, standard or guideline of many countries for the application of recycled aggregate concrete(RAC) has restrictions such as low replacement rate of coarse aggregate and no fine aggregate allowed due to inferior material properties of recycled aggregate. This study intends to figure out the feasibility of casting natural aggregate concrete(NAC) and RAC separately in a structural member. In making RAC, replacement rate of coarse aggregate was 50, 100% in RAC and treatment of interface of two concretes is introduced. RAC treatment of recycled aggregate or inclusion of additives was not done as it can increase embodied energy of concrete work. Double-shear test with uniformly distributed loading was adopted to evaluate shear strength at the interface of two concretes. After curing it was hard to distinguish interface of two concretes. Experimental result revealed that specimen with higher replacement rate showed higher shear-to-compressive strength ratio, which is possibly attributed to coarse aggregate size and roughness of sheared section. Further study on the effect of various parameters is required and subsequent research activity is on-going.

순환골재의 오염물질 발생 가능성에 관한 실험적 평가

박정호,성진욱,박제철,Park, Jeong-Ho,Seong, Jin-Uk,Park, Je-Chul 한국건설순환자원학회 2013 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.1 No.1

본 연구는 순환골재에서 발생하는 오염물질의 특성과 오염 가능성을 평가하기 위해 생산제품 순환골재(RA-1)와 현장 순환골재(RA-2)의 용출시험을 실시하였다. 순환골재의 pH, Conductivity, 중금속 함량은 RA-2 보다 RA-1이 높게 나타났다. 용출시험결과, 순환골재로부터 용출되는 오염물질은 입경이 작을수록 높게 나타났다. 순환골재의 pH는 9.0~12.3으로 강알칼리성으로 나타났고, Conductivity는 10mm 이하에서 높게 나타났다. 중금속은 KSLT의 용출기준을 만족하였고, 순환골재로부터 약 10% 이하로 용출되었다. 순환골재의 수질 오염 가능성을 평가한 결과, 오염 가능성이 매우 높은 항목에는 pH, 오염 가능성이 낮은 항목에는 Conductivity, Turbidity, 오염 가능성이 매우 낮은 항목에는 중금속으로 나타났다. This study was on leaching test(KSLT, TCLP) of the aggregate for the products(RA-1) and for the site(RA-2) to evaluate the characteristics of contaminants and the possibility of contamination arising from the aggregate. On the basis pH, conductivity and heavy metal contents in the aggregate, RA-1 indicated higher than RA-2. As a result of the leaching test, the pollutants were eluted from the aggregate increased as the particle size of the aggregate was smaller. The pH in the aggregate had a strong alkali by a pH value of 9.0~12.3, the conductivity was higher in less than 10mm RA-1 due to the leaching of dissolved inorganic ions. The heavy metals satisfied the leaching standards of KSLT and less 10% was eluted from the aggregate. As a result of evaluating water pollution possibility of the aggregate, the pH displayed in items with a very high possibility of contamination, conductivity and turbidity did in item with a low possibility of contamination and on the other hand the heavy metals did in item with a very low possibility of contamination.

순환골재 사용 혼합골재의 품질 개선을 위한 실험적 연구

김정호,성종현,김충겸,이세현,김한수 한국건설순환자원학회 2018 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.6 No.4

본 연구에서는 순환골재 콘크리트의 품질안정화를 목표로 기술 개발한 골재 혼합설비를 활용하여 순환골재 및 천연골재를사전 혼합하였으며, 생산 된 혼합골재를 적용하여 혼합 전과 혼합 후의 콘크리트 특성을 검토하였다. 이렇게 도출된 결과를토대로 순환골재의 품질 안정화 및 사용 활성화를 위한 새로운 방향을 제시하고자 하였다. 골재 혼합 전 ․ 후에 따른 믹서로비빈 굳지 않은 콘크리트 중의 모르타르와 굵은 골재량의 변화율 시험 결과 사전 골재 혼합 시 혼합 전 콘크리트 대비 모르타르및 굵은 골재량의 편차가 줄어드는 것으로 확인되었다. 재령 3일과 재령 7일에서의 압축강도 편차 및 평균압축강도는 혼합전 ․ 후 비슷한 결과를 나타냈으며, 28일 강도에서는 재령 3, 7일보다 혼합 전 ․ 후 강도 편차가 크게 발생했다. 사전 골재혼합을 통한 혼합골재 사용 시 강도 편차가 줄어드는 것으로 확인되었으며, 사전 골재 혼합을 통한 혼합골재 사용 시 장기강도발현이 유리할 것으로 사료된다. 위의 결과를 토대로 순환골재 및 천연골재 사전 혼합을 통해 생산된 혼합골재를 사용한콘크리트 결과 굵은골재량, 압축강도 편차가 줄어드는 것으로 나타나 사전 골재혼합을 통해 균질한 콘크리트를 생산할 수있는 것으로 판단된다. 이는 생산되는 순환골재 특성에 따라 천연골재와 사전 혼합을 통해 균질한 골재 특성을 맞춰 생산할 수 있으며, 순환골재의 문제점 중 하나인 품질편차를 해결할 방안으로 고려된다.

조강시멘트와 순환골재를 적용한 콘크리트의 증기양생조건별 압축강도 특성

김용재(Kim, Yong-Jae),김승원(Kim, Seung-Won),박철우(Park, Cheol-Woo),심종성(Sim, Jong-Sung) 한국건설순환자원학회 2016 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.4 No.1

순환골재는 천연골재가 부족한 국내에서 매우 유용한 골재자원이며, 정부에서도 이러한 중요성을 인식하고 순환골재의 고부가가치 활용을 위한 다양한 정책을 제안하고 있다. 그러나 현재 국내에서 생산되는 순환골재는 대부분 성토, 매립 등 저부가가치의 용도로 활용되고 있으며 구조용 부재와 같은 고부가가치 활용은 아직 이루어지지 않고 있다. 국내 순환골재 생산기술은 세계적인 수준임에도 불구하고 순환골재콘크리트의 구조용 부재적용은 아직 이루어지지 않고 있으며 이는 순환골재의 표면에 부착된 부착모르타르와 순환골재의 생산과정에서 발생되는 균열로 인해 순환골재콘크리트의 품질을 예측하고 조절하기 어렵기 때문인 것으로 판단된다. 본 연구에서는 순환골재콘크리트의 현장적용성 증진을 위한 일환으로 순환골재, 조강시멘트, 증기양생 최고온도 및 최고온도 지속시간이 순환골재콘크리트에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. Recycled aggregate is a valuable resource in Korea in lack of natural aggregate. Government recognizes the importance and suggests various policies enhancing its use for higher value-added application. Most of recycled aggregate produced currently in Korea, however, is applied for low value-added uses such as embankment, reclamation, etc. Its higher valued application such as for structural concrete is very limited. Although domestic manufacturing technology of recycled aggregate is at the world level, recycled aggregate is not applied for structural concrete. Primary reasons for the limited use of the recycled aggregate include bonded mortar and cracks occurred during crushing and hence it is very difficult to predict and control the quality of recycled aggregate concrete. This research intended to grasp combined characteristics of recycled aggregate, high early strength cement, maximum temperature and time duration of steam curing and then, analyze the effects of factors. Also, it suggested the method to improve field applicability of recycled aggregate concrete.

순환골재의 부착 모르타르량이 콘크리트의 특성에 미치는 영향

이원기,최종오,정용욱,Lee, Won-Ki,Choi, Jong-Oh,Jung, Yong-Wook 한국건설순환자원학회 2015 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.3 No.2

본 연구는 파쇄처리 순환골재를 사용한 콘크리트의 특성을 검토하기 위하여 순환골재의 흡수율별 단위시멘트량 및 물시멘트비를 변화시켜 콘크리트의 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 실험결과 물시멘트비가 높은 저강도 배합에서는 파쇄처리 순환골재를 사용한 콘크리트와 쇄석 콘크리트의 압축강도가 동등한 수준으로 나타나 순환골재의 부착모르타르 영향이 작은 것으로 나타났다. 그러나, 물시멘트비가 낮은 고강도 배합에서는 파쇄처리 순환골재를 사용한 콘크리트가 부착모르타르의 영향으로 쇄석을 사용한 콘크리트보다 약 40%의 압축강도저하를 나타내었다. 한편, 흡수율 7%인 순환골재의 건조수축량은 재령 10주에서 흡수율 1%인 쇄석의 $-310{\times}10^{-6}$보다 2배 증가된 $-700{\times}10^{-6}$을 나타내어 콘크리트용 골재로의 재활용시 건조수축에 대한 검토가 선행되어야 할 것으로 사료된다. 또한 단위시멘트량 $450kg/m^3$인 부배합 콘크리트의 압축강도는 흡수율 3%인 순환골재 사용시 쇄석 사용 콘크리트와 동등하게 나타난 반면, 흡수율 7%인 순환골재를 사용한 경우에는 쇄석 사용 콘크리트에 비해 약 7%정도 낮게 나타났다. 그러나, 단위시멘트량 $350kg/m^3$인 일반배합 콘크리트의 압축강도는 쇄석 사용 콘크리트에 비해 압축강도 저하가 현저하게 나타났다. In this study, the different unit cement content by the ratio of water absorption and water-cement ratio are applied to examine the properties of the concrete used the aggregate recycled by the crushing treatment. According to the experimental results, in the mix of low strength and high water-cement ratio, both of the compressive strength is almost equal in the concrete using the recycled aggregate by the crushing treatment and the concrete using broken stones. It means that the recycled aggregate has the low effect of the amount of bonded mortar. But, in the mix of high strength and low water-cement ratio, the concrete using the recycled aggregate by the crushing treatment has 40% less of the compressive strength than that using broken stones by the effect of the amount of bonded mortar. On the other hand, after 8 weeks, the dry shrinkage of the recycled aggregate with 7% of the ratio of water absorption doubles that of the broken stones with 1% ($-350{\times}10^{-6}$), in other words $-700{\times}10^{-6}$. Thus, the dry shrinkage should be prior to any other conditions in recycling waste concrete for the aggregate for concrete. When the recycled aggregate with 3% of the ratio of water absorption is used, the compressive strength of the rich mix concrete ($450kg/m^3$ of the unit cement content) is equivalent to that of the concrete using broken stones, while in using the recycled aggregate with 7% of the ratio of water absorption, the rich mix concrete has 7% lower compressive strength than the concrete using broken stones. But, the compressive strength of the ordinary mix concrete ($350kg/m^3$ of the unit cement content) is far lower than that using broken stones.