석산에서 발생하는 슬러지 미립분의 혼입률 변화에 따른 시멘트 모르타르의 강도 및 흡수 특성 Strength and Absorption Properties of Cement Mortar Produced with Various Content of Sludge Powder at Mines원문보기
석산에서 부순잔골재를 생산시에는 다량의 슬러지 미립분이 배출되고 있다. 그러나, 실무현장에서는 슬러지의 일부를 매립용등에 제한적으로 사용할 뿐, 대부분은 방치되거나 무분별하게 버려지고 있어 막대한 경제적 손실과 환경오염 문제를 유발시키고 있다. 따라서 본 연구에서는 석산폐기물인 슬러지를 공장제품용 시멘트 모르타르 제조에 골재대체용 충전재로 활용하기 위하여, 골재 종류 및 모르타르 배합비 등에 미립분 혼입률을 변화시켜 시멘트 모르타르의 강도 및 흡수 특성을 검토하였다. 연구결과, 시멘트 모르타르 제품을 제조할 때 슬러지를 골재에 10% 정도 대체하여 혼입하게 되면 기존의 시멘트 모르타르 제품보다 향상된 품질의 제품이 생산될 수 있는 것이 확인되었다.
석산에서 부순잔골재를 생산시에는 다량의 슬러지 미립분이 배출되고 있다. 그러나, 실무현장에서는 슬러지의 일부를 매립용등에 제한적으로 사용할 뿐, 대부분은 방치되거나 무분별하게 버려지고 있어 막대한 경제적 손실과 환경오염 문제를 유발시키고 있다. 따라서 본 연구에서는 석산폐기물인 슬러지를 공장제품용 시멘트 모르타르 제조에 골재대체용 충전재로 활용하기 위하여, 골재 종류 및 모르타르 배합비 등에 미립분 혼입률을 변화시켜 시멘트 모르타르의 강도 및 흡수 특성을 검토하였다. 연구결과, 시멘트 모르타르 제품을 제조할 때 슬러지를 골재에 10% 정도 대체하여 혼입하게 되면 기존의 시멘트 모르타르 제품보다 향상된 품질의 제품이 생산될 수 있는 것이 확인되었다.
It is reported that a lot of sludge powder is produced during the process of manufacturing crushed fine aggregate in mines. However, there is a limitation on the its use that most of them are disposed and wasted, which cause environmental pollution. Therefore, in this paper, tests are carried out in...
It is reported that a lot of sludge powder is produced during the process of manufacturing crushed fine aggregate in mines. However, there is a limitation on the its use that most of them are disposed and wasted, which cause environmental pollution. Therefore, in this paper, tests are carried out in order to recycle sludge powder as filler for cement mortar products. Kinds of aggregates and mix proportion of mortar are varied under various contents of sludge powder. According to test results, it is found that cement mortar products using sludge powder as substitution of fine aggregate about 10% have better qualities than those without sludge powder.
It is reported that a lot of sludge powder is produced during the process of manufacturing crushed fine aggregate in mines. However, there is a limitation on the its use that most of them are disposed and wasted, which cause environmental pollution. Therefore, in this paper, tests are carried out in order to recycle sludge powder as filler for cement mortar products. Kinds of aggregates and mix proportion of mortar are varied under various contents of sludge powder. According to test results, it is found that cement mortar products using sludge powder as substitution of fine aggregate about 10% have better qualities than those without sludge powder.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 골재 종류 및 모르타르 배합비 등의 변수조건에서 슬러지 미립분 혼입률을 변화시켜 시멘트 모르타르의 강도 및 흡수 특성을 검토함으로써, 슬러지 미립분의 효율적인 활용방안 및 시멘트 모르타르 제품의 품질향상에 한 참고자료로 제시하고자 한다.
본 연구에서는 부순골재 생산시 발생하는 슬러지 미립분을 시멘트 모르타르 제품에 활용하고자, 슬러지 미립분 혼입률과 골재 종류 및 모르타르 배합비를 변화시켜 강도 및 흡수율 특성을 중심으로 검토하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다
가설 설정
2) 휨강도와 압축강도는.미립분 혼입률 10%에서 무 혼입에 대하여 각각 13% 및 10% 증가한 결과를 나타내었다.
제안 방법
2개 수준으로 하였다. 모르타르 배합비 (C:S)는 1:4와 1:6의 2개 수준으로 하였으며, 이때 물시멘트비는 기보고된 연구자료7)를 참조하여 각 배합비의 반죽 질기에 적당한 45% 및 55 %로 계획하였다. 슬러지 미립분의 혼입률은 잔골재의 중량에 대한 치환으로 모르타르 배합비 1:4의 경우는 0, 5, 10, 15, 20 및 30 %로 하고, 모르타르배합비 1:6의 경우는 0, 5, 10, 15 %로 하여 총 20 배치를 실험 계획하였다.
본 연구의 실험계획 및 배합사항은 Table 1과 같다 먼저, 골재 종류는 부순모래를 100% 사용한 경우와 부순 모래 및 강모래를 50:50으로 혼합한 경우(이하, 혼합골재라 칭함)의 2개 수준으로 하였다. 모르타르 배합비 (C:S)는 1:4와 1:6의 2개 수준으로 하였으며, 이때 물시멘트비는 기보고된 연구자료7)를 참조하여 각 배합비의 반죽 질기에 적당한 45% 및 55 %로 계획하였다.
모르타르 배합비 (C:S)는 1:4와 1:6의 2개 수준으로 하였으며, 이때 물시멘트비는 기보고된 연구자료7)를 참조하여 각 배합비의 반죽 질기에 적당한 45% 및 55 %로 계획하였다. 슬러지 미립분의 혼입률은 잔골재의 중량에 대한 치환으로 모르타르 배합비 1:4의 경우는 0, 5, 10, 15, 20 및 30 %로 하고, 모르타르배합비 1:6의 경우는 0, 5, 10, 15 %로 하여 총 20 배치를 실험 계획하였다.
대상 데이터
본 연구의 사용재료로 시멘트는 국내산 보통포틀랜드 시멘트를 사용하였다. 골재로써 부순모래는 경기도 화성 군산, 강모래는 충북 현도산을 사용하였다. 슬러지는 기건상태의 미립분으로 사용하였는데, 화강암 부순골재를 생산할 때 발생한 것을 사용하였다.
본 연구의 사용재료로 시멘트는 국내산 보통포틀랜드 시멘트를 사용하였다. 골재로써 부순모래는 경기도 화성 군산, 강모래는 충북 현도산을 사용하였다.
골재로써 부순모래는 경기도 화성 군산, 강모래는 충북 현도산을 사용하였다. 슬러지는 기건상태의 미립분으로 사용하였는데, 화강암 부순골재를 생산할 때 발생한 것을 사용하였다. 각 재료의 물리 - 화학적 성질은 Table 2~4와 같다.
이론/모형
모르타르의 혼합은 KS L 5109의 방법에 의하여 실시하였고, 공시체(210x70x70 mm)는 비빔 완료후 일정량의 모르타르를 Photo 1과 같이 주문 제작한 성형몰드(238X 98X98 mm)에 넣고 7초 동안 진동기로 다진 후 lOOkgecm2 의 하중으로 가압하여 제작하였다. 또한 양생은 20+3 ℃ 인 수중양생 조건으로 하였다.
실험사항으로 단위용적중량은 KS F 2409(굳지 않은 콘크리트의 단위용적중량 및 공기량에 의한 시험방법), 휨강도 및 압축강도 시험은 KS F 240기콘크리트의 휨강도(단순 보의 중앙점 하중법) 시험방법] 및 ASIM C 3«(standanl test method for compressive strength of hydraulic- cement mortars), 흡수율은 KS F 4419( 보차도용 콘크리트 인터로킹 블록)의 방법으로 구하였다.
성능/효과
1) 단위용적중량은 슬러지 미립분 혼입률이 증가할수록 감소하였고, 부순모래를 사용한 경우가 혼합골재보다 14 % 크게, 모르타르 배합비 1:4의 경우가 1:6보다 12 % 크게 나타났다.
3) 흡수율은 미립분 혼입률이 증가할수록 커지는 결과를 나타내었는데, 혼입률 15 %까지는 시멘트 모르타르 제품의 현행규정(7 % 이하)을 만족하는 것이 확인되었다.
2) 휨강도와 압축강도는.미립분 혼입률 10%에서 무 혼입에 대하여 각각 13% 및 10% 증가한 결과를 나타내었다. 골재종류별 휨강도와 압축강도는 부순모래를 사용한 경우가 혼합골재에 비하여 각각 9%, 14 % 크게 나타났고, 배합비별로는 1:4의 경우가 1:6에 비하여 27%, 29% 크게 나타났다.
" data-before="것이다" data-ocr-fix="">것이다. 전반적으로 슬러지 미립분 혼입률이 증가할수록 단위용적 중량은 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 잔골재의 벌킹 (bulking)현상에 기인한 결과로 분석되었다 특히, 각 배합에서 슬러지 미립분을 10% 혼입한 경우 무혼입에 비하여 약 4~15%(90~270kg/m3) 감소하는 것을 알 수 있었다
11은 슬러지 미립분 혼입률 변화에 따른 흡수율을 나타낸 것이다. 전반적으로 슬러지 미립분 혼입률이 증가할수록 흡수율은 커지는 결과를 나타내었는데, 이는 분말도 2, 200 cm7g 정도의 슬러지 미립분 혼입률이 증가할수록 모세관 공극으로의 수분흡수가 증가하여 나타난 결과로 분석되었다.
한편 시멘트 모르타르 제품중 보차도용 인터로킹 블록과 콘크리트 벽돌 C종 2급에 대한 KS의 흡수율 규정은 7 % 이하로 명시되어 있는데, 슬러지 미립분 혼입률 15% 까지는 현행 규정을 만족함을 알 수 있었다.
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