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논문 상세정보

콘크리트용 골재로서 굴패각의 활용

Application of Oyster Shells as Aggregates for Concrete

초록

본 연구는 굴양식장이 위치한 연안일대에 대량 방치되어 미관상 저해요인은 물론 환경오염의 요인이 되고 있는 폐굴패각을 수거하여 콘크리트 골재로써의 활용성을 검토하고 나아가 경량콘크리트 및 속빈 콘크리트 블록의 제조가능성을 살펴봄으로써 환경오염 방지 및 자원재활용을 추구하기 위한 기초적 실험자료를 제시하기 위하여 수행되었다. 이를 위해 굴패각 자체에 대한 물리ㆍ화학적 특성을 분석한 후 재령에 따른 굳지 않은 콘크리트 및 경화콘크리트의 재료 및 역학적 특성을 분석하였다. 실험결과 굴패각의 혼입으로 인한 새로운 화학반응이나 이상물질의 생성은 없는 것으로 판단되며, 일반골재에 대한 굴패각 대체율이 증가함에 따라 강도 및 작업성 문제가 발생하나 혼화제 및 석분의 사용으로 해결 가능한 것으로 판단된다. 강도 및 작업성 측면에서 10~13mm정도가 굵은골재로써 굴패각의 최적입경으로 나타났으며, 굵은골재 대체율이 50% 일 경우 단위용적 중량이 1993kg/㎥으로 약 10%정도의 경량화가 가능한 것으로 나타났다. 실제 속빈 콘크리트 블록을 제작하고 품질시험을 실시한 결과 잔골재의 50%를 굴패각으로 대체 사용하여도 강도 및 흡수율 기준을 거의 만족하는 것으로 나타나 충분한 활용성이 기대된다. 추후 내구성 및 경제성 등에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

Abstract

The purpose of this study is to analyze the application of oyster shells (OS) as aggregates for concrete. For this purpose, five reference mixes with W/C ratios of 0.4 ∼0.6 at intervals of 0.05 were used. The replacement proportion of OS was varied with ratios of 0, 10, 30, 50 and 100% by volume of fine or coarse aggregate in the reference mixes. OS was washed and crushed for using as aggregates. New chemical reaction between crushed OS aggregate and cement paste was tested through XRD and SEM analysis. Two strength properties (compressive and flexural) were considered. Strength tests were carried out at the ages of 1, 3, 7, 14 and 28 days. The variations of workability, air content and density, drying shrinkage of the specimens with different proportions of OS were also studied. Finally, the hollow concrete block using OS as a substitute material for fine aggregate was made for testing the application of OS. Experimental results showed that my new chemical reaction did not occur due to mixing OS in concrete. The workability and strengths decreased with increase in proportion of OS. The same trend was observed in density and unit weight, but air content increased due to the inherent pores in OS, which showed a possibility to produce light weight concrete with low strength by using OS as coarse aggregates for concrete. Tests on hollow concrete block showed that the compressive strength and absorption ratio were satisfied with quality requirements when the fine aggregate was substituted with OS up to 50% in volume.

저자의 다른 논문

참고문헌 (11)

  1. Okafor F. O., "An Investigation on The use of Superplasticizer in Palm Kernel Shell Aggregate Concrete," Cement and Concrete Research, Vol. 21, 1991, pp.551-557. 
  2. Neville, A.M., "Properties of Concrete," John Wiley & Sons, 1997. 
  3. 나성훈, 조재병, 임정순, "석분을 혼입한 무세골재 콘크리트의 강도개선에 관한 연구," 한국콘크리트학회지, 제7권 3호, 1995. 6., pp.149-155. 
  4. 어석홍, 황규한, 최덕진, 박영규, 홍기호, "콘크리트용 골재로서 굴패각의 활용성에 관한 실험적 연구," 한국콘크리트학회 봄학술발표회, 영남대학교, 2001. 5. 11, pp.507-512. 
  5. Okpala, D. C., "Palm Kernel Shell as a Light-weight Aggregate in Concrete," Building and Environment, Vol. 25, No. 4, 1990, pp. 291-296. 
  6. 한국산업표준회, "속빈 콘크리트 블록," KS F 4002, 1997. 
  7. Falade, F., "The Use of Palm Kernel Shells as Fine Aggregate in Concrete," Proc. of IAHS XIXth World Congress, Vol. 2, Ecole Des Mines D'ales, France, 1991, pp.558-569. 
  8. 문병현, 이택순, 서정윤, "폐 굴껍질을 이용한 생물막의 하수처리에 관한 연구," 교욱부 지역개발연구과제 최종보고서, 창원대학교 산업기술연구소, 1996. 10. 
  9. Falade, F., "An Investigation of Periwinkle Shells as Coarse Aggregate in Concrete," Building and Environment, Vol. 30, 1995, No. 4, pp.573-577. 
  10. 양은익, 윤길림, 심재설, "굴패각을 혼합한 콘크리트의 역학적 특성 조사," 대한토목학회 논문집, 제21권, 6-A호, 2001. 11. pp.773-784. 
  11. 이승한, 정용욱, "쇄석분을 사용한 초유동 콘크리트의 특성에 관한 연구," 한국콘크리트학회 논문집, 제13권 5호(통권 65호), 2001, 10., pp.476-483. 

이 논문을 인용한 문헌 (5)

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  2. Kim, Jeong-Sup ; Shin, Yong-Seok 2004. "A Study on the Shear Behavior of Reinforced Concrete Beams Using of Cockle Shells as Fine Aggregate" 한국건축시공학회지 = Journal of the Korea Institute of Building Construction, 4(2): 89~95 
  3. Kim, Jeong-Sup ; Kim, kwang-seok 2005. "A Study on Ductility Capacity of Reinforced Concrete Beam without Shear Reinforcement Using Cockle Shells as Fine Aggregate" 한국건축시공학회지 = Journal of the Korea Institute of Building Construction, 5(2): 139~146 
  4. Kim, Sung-Bae ; Yi, Na-Hyun ; Kim, Hyun-Young ; Kim, Jang-Ho Jay 2010. "Mechanical Properties and Flexural Behavior of Recycled PET Fiber Reinforced Eco-Friendly Hwang-toh Concrete" 구조물진단학회지 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance Inspection, 14(3): 152~159 
  5. Kim, Ji-Hyun ; Chung, Chul-Woo ; Lee, Jae-Yong 2014. "Effects of Crushed Shells on the Physical Properties of Cement Mortar" 한국건축시공학회지 = Journal of the Korea Institute of Building Construction, 14(1): 94~101 

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