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문제 정의
- 1989년 熊本현에서 현내의 산업폐기물인 폐콘크리트의 처리 문제를 해결하고자 산 . 관 .
- 검토하고 그 문제점을 파악함으로써, 국내에서도 자원순환의 일환으로서 재생골재를 이용한 재생콘크리트의 적극적인 활용을 도모하고자 한다.
- 그 후, 1984년 일본도로협회에 의해 「포장폐재재생이용 기술지침(안)」- 현재는 플랜트재생포장기술지침 - 가 제정되어 공공공사에 이용하는 재생노반재의 품질기준이 명확히 되어져있다. 노반재로서의 재생골재 이용에 관한 대표적인 사례로 1994 년 愛知현 내에 재생골재 노반재(재생노반재)와 천연쇄석 노반 재와의 시공성 및 공용성을 비교검토하기 위해 시공되었다.
- 본 장에서는 일본 건설분야에 있어서 해체콘크리트를 재생 골재로 사용한 재생콘크리트의 이용 및 현장적용 사례를 조사 . 검토하고 그 문제점을 파악함으로써, 국내에서도 자원순환의 일환으로서 재생골재를 이용한 재생콘크리트의 적극적인 활용을 도모하고자 한다.
가설 설정
- 있다. 재생쇄석의 제조와 동시에 발생하는 미립분의 양은 적지만 유효활용을 위해 가설시설물 . 건축기초 버림자갈 .
제안 방법
- 30년 이상을 경과한 4층의 철근콘크리트조 창고건물을 해체하여 발생한 약 5만 톤의 폐콘크리트를 100% 완전재생 (closed recycle) 을 실현하였다. 신건죽물에의 재이용방법은 건설부지 내에 골재재생 플랜트와 레미콘 플랜트를 설치하여, 약 3만 톤의 재생 골재(잔골재, 굵은골재)와 약 2만 톤의 미분말로 분류 생산하여, 재생골재는 현장 내에 있는 레미콘 플랜트에 사용하여 신축건물의 기초말뚝 및 구체에 이용되었고, 미분말은 지반개량재로서 현장 내에 재이용 하거나 건설부산물 유통넷트워크를 활용하여 재이용 함으로써 대형운반차량의 약 5천대 분이 절감된 것으로 보고되었다.
- 본 사방댐은 총길이 15 m, 높이 6 m의 콘크리트조 중력댐으로 우측벽은 길이 8 m, 높이 6.2 m의 무근콘크리트조로 천연 쇄석을 이용한 보통콘크리트를 이용하여 타설하였으며, 다른 좌측면은 재생골재를 이용한 재생콘크리트로 시공하였다.<표 14>에 나타낸 바와 같이, 재생골재의 시험치가 보통골재(쇄석)과 비교하여 마모감량이 크고, 흡수율은 3배 정도로 안정성에 큰 난점이 있었다.
- . 분류하여 현장비빔을 한 후, 현장의 기초콘크리트 및 버림 콘크리트에 재이용하는 스태이지 믹싱법을 개발. 적용함으로싸 현장에서의 재생골재를 이용한 재생콘크리트의 실용화를 극대화하고 있다.
- 5인 경우 급속한 강도발현 성상을 나타내었다. 이에 대하여 시멘트량을 줄이고 재생미분말을 각각 300, 500kg/m3를 첨가함으로써 강도의 발현을 나타내었다.
- 재건축 현장에서의 순환시스템 적용에 관한 내용을 살펴보면 에 나타낸 바와 같이 먼저 건물의 해체에 앞서서 콘크리트의 염화물량과 골재의 알칼리 골재반응성의 유무 등을 조사하고.
- 타설 한 콘크리트는 매스콘크리트이기 때문에 온도균열제어를 위한 조건 및 타설 가능량 등의 시공상 조건을 고려하여, 양측 벽에 각각 4회에 걸쳐 나누어 타설하였다. 타설 후, 콘크리트의 상면을 매트양생하고, 다음날 살수하면서 레이턴스를 제거하여, 1 ~ 2일 후에 다음 콘크리트를 이어치기 하였다.
- 각각 4회에 걸쳐 나누어 타설하였다. 타설 후, 콘크리트의 상면을 매트양생하고, 다음날 살수하면서 레이턴스를 제거하여, 1 ~ 2일 후에 다음 콘크리트를 이어치기 하였다. 보통콘크리트 및 재생 콘크리트의 굳지 않은 콘크리트 및 경화콘크리트의 성상을< 표 16>에 나타내었다.
- 해체콘크리트 덩어리를 1차 파쇄 후에 40 mm 채에 남는 것만을 재생 굵은 골재로 사용하였다. 파쇄를 3회 이상 행한 다음, 3차 파쇄 후 모르타르분의 제거를 목적으로 골재끼리의 마모작용을 이용하여 4차 피쇄를 실시하고 세척한 후 재생골재 콘크리트로 사용하였다. 사용된 재생골재의 산지 및 품질시험결과를<표 5>에, 실 구조물 시험에 사용한 콘크리트 조합을<표 6>에 나타내었다.
- 으로써 원 골재에 붙어있는 시멘트 수화물을 탈수시켜 취약화 한 다음 튜브밀을 통해 약간의 충격을 주어 원골재와 미분말을 분리시켜서 얻는 방법이다. 파쇄콘크리트로부터 얻은 구조용 고품질 재생 골재를 일반 천연골재와 함께 사용하여 실구조물에 적용하였다.
대상 데이터
- 1992년부터 2000년까지 일본도시공단내에서 발생한 해체 콘크리트의 발생량 및 리사이클량을에 나타냈다.
- 철근 콘크리트 옹벽을 시험적으로 타설하였다. 규모는 높이 2 m, 연장길이 약 10 m, 재생콘크리트는 약 21m3 사용하였다. 재생굵은골재는 5 ~ 20 mm를 물로 씻은 다음 사용하여 콘크리트를 제조하였는데 품질시험결과를<표 3>에 나타내었다.
- 해체콘크리트로부터의 평균 회수율은 질량비로 A시설이 굵은골재 27 %, 잔골재 34 %이고, B시설이 굵은 골재 37 %, 잔골재 24 %였다. 또한 공정 부산물인 미분말을 시멘트 원료로 활용하였다.
- 본 공사에 사용한 재생골재는 두 곳의 시설로부터 얻어진 해체 콘크리트를 가열분리법에 의해 제조한 것으로 품질시험결과를에 나타내었다.
- 본 공사에 사용한 재생노반재는 생산능력 200t/h의 정치식 플랜트에서 죠크랫셔를 이용하여 1차 파쇄한 다음 임팩트크랫셔에 의해 2차 파쇄공정을 거쳐 제조한 것을 사용하였다. 사용된 노반 재의 재료시험결과<표 13>에 나타낸 바와 같이, 규격을 만족하는 것으로 나타났다.
- 재생 골재는 굵은골재 전용적의 30 %를 이용하였다. 또한, 보통콘크리트 및 재생콘크리트를 70 n?씩 양쪽 측벽에 타설하였는데.
- 재생골재콘크리트를 사용한 건물은 면진장치를 설치한 것으로 실제 구조물과 같은 크기의 지상 2층 건물로 시공되어졌으며, 그 개요를에 나타냈다.
- 관 . 학으로 구성한 熊本콘크리트 연구위원회가 구성 발족되어, 현내의 도로 수해복구공사로서 옹벽 6개소, 사방공사로서 사방댐측벽 1개소로 총 7개소에 재생콘크리트가 시험적으로 시공되었다.
- 나타냈다. 해체콘크리트 덩어리를 1차 파쇄 후에 40 mm 채에 남는 것만을 재생 굵은 골재로 사용하였다. 파쇄를 3회 이상 행한 다음, 3차 파쇄 후 모르타르분의 제거를 목적으로 골재끼리의 마모작용을 이용하여 4차 피쇄를 실시하고 세척한 후 재생골재 콘크리트로 사용하였다.
이론/모형
- 중력식 옹벽은 5개소에 시공하여 프리팩트공법에 의해 타설하였다. 규모는 도시공단 내의 택지조성에 따른 단차를 처리할 목적으로 시공하였는데 높이는 1~ 1.
성능/효과
- 0 %)에 적합하였고, 시공상황은 최종마감을 포함하여 통상의 콘크리트와 변함없이 양호하였다. 강도에 있어서도 재령 28일의 표준양생 강도는 호칭 강도를 상회하였으며 , 현장수중양생강도도 품질기준 강도를 상회하는 것으로 나타났다. 타설 후의 외관도 일반 콘크리트와 크게 다르지 않고 양호한 것으로 나타났다.
- 굵은골재는 구조용 골재로서, 미분말은 시멘트 원료와 지반개량재로서 100 % 재활용함으로써 처음으로 일반 건축공사에 적용되었다. 골재는 가열분리법에 의해 제조하여 실 공 사규 모의 시공에 안정성을 기하였으며, 구조용 재생골재 콘크리트를 일반적인 방법으로 제조하는 것이 가능하였고 일반 콘크리트와 동등한 시공성과 강도 및 내구성을 가지고 있음을 확인하였다.
- 경화콘크리트의 압축강도의 경우는 재생 콘크리트의 압축강도가 보통콘크리트와 비교해서 표준 양생의 경우 16%, 현장양생의 경우 11 % 정도의 차가 나타나는 것을 볼 수 있다. 그러나, 호칭강도는 충분히 상회하는 것으로 나타나실 용상의 문제는 없는 것으로 나타났다.
- 다짐 밀도에 있어서는 쇄석노반재에 비해 약간 낮은 값을 나타냈지만, 시공관리기준(95 % 이상)을 충분히 만족하는 것으로 나타났다. 그러므로, 노반재로서의 재생쇄석의 이용은 쇄석노반재와 동등한 시공이 가능하며, 품질 및 지지력 면에서도 충분히 만족할 만한 재료로 판단되었다. 그러나, 수십년에 걸쳐 열화된 콘크리
- 롤러다짐 후의 안정성도 좋았으며, 통상의 쇄석노반재와 동등한 시공성을 가지는 것으로 나타났다. 다짐 밀도에 있어서는 쇄석노반재에 비해 약간 낮은 값을 나타냈지만, 시공관리기준(95 % 이상)을 충분히 만족하는 것으로 나타났다. 그러므로, 노반재로서의 재생쇄석의 이용은 쇄석노반재와 동등한 시공이 가능하며, 품질 및 지지력 면에서도 충분히 만족할 만한 재료로 판단되었다.
- 시공 후, 2년에서 4년이 경과된 시점에서 코어 강도 확인 결과, 대부분 초기의 강도와 비교하여 강도가 증진되었다. 따라서, 사용재료, 시공방법의 차이에 따른 영향은 두드러지게 나타나지는 않았고, 시공 시 충실한 모르타르 주입과 세심한 배려에 의한 시공을 하면 적용상 큰 문제점은 없는 것으로 나타났다. 그러나, 이러한 프리팩트공법을 채용하는데 있어서 구조물의 중요도 .
- 5 %의 범위로, 양쪽 다 관리치 범위를 만족하였다. 또한, 이론 토출량 30 ~ 66 meh로 압송하였을 때의 압송 전후의 슬럼프와 공기량의 변화는 JASS 5에 정하여진 보통콘크리트의 품질변화 한도(슬럼프 2.0 cm, 공기량 1.0 %)에 적합하였고, 시공상황은 최종마감을 포함하여 통상의 콘크리트와 변함없이 양호하였다. 강도에 있어서도 재령 28일의 표준양생 강도는 호칭 강도를 상회하였으며 , 현장수중양생강도도 품질기준 강도를 상회하는 것으로 나타났다.
- 다짐을 행하였다. 롤러다짐 후의 안정성도 좋았으며, 통상의 쇄석노반재와 동등한 시공성을 가지는 것으로 나타났다. 다짐 밀도에 있어서는 쇄석노반재에 비해 약간 낮은 값을 나타냈지만, 시공관리기준(95 % 이상)을 충분히 만족하는 것으로 나타났다.
- 사용된 노반 재의 재료시험결과에 나타낸 바와 같이, 규격을 만족하는 것으로 나타났다.
- 재생굵은골재는 5 ~ 20 mm를 물로 씻은 다음 사용하여 콘크리트를 제조하였는데 품질시험결과를<표 3>에 나타내었다. 시공 후 1년이 경과한 다음 옹벽의 벽부분으로부터 코어를 채취하여 강도를 확인한 결과 재령 28일의 압축강도를 상회하였으며, 목시관찰에 있어서는 특별히 균열이 발생하지 않았고, 인접한 곳에 시공한 보통콘크리트와 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 재생 굵은 골재(재생쇄석)의 입경, 시멘트의 종류, 혼화제의 종류, 모르타르의 타설방법 등의 항목에 따라 타설된 옹벽은 전체적으로 약간의 미세 크랙과 표면불량현상이 있었지만 강도에 있어서 16N/mm2를 만족하는 결과를 얻었다. 시공 후, 2년에서 4년이 경과된 시점에서 코어 강도 확인 결과, 대부분 초기의 강도와 비교하여 강도가 증진되었다. 따라서, 사용재료, 시공방법의 차이에 따른 영향은 두드러지게 나타나지는 않았고, 시공 시 충실한 모르타르 주입과 세심한 배려에 의한 시공을 하면 적용상 큰 문제점은 없는 것으로 나타났다.
- 잔골재 사용)와 현장비빔에 의한 재생 콘크리트(천연잔골재 사용)을 적용하였다. 시공사례는 2개 소이지만, 시공 후 1년경과 후 코어강도를 확인한 결과 재령 28일 강도보다 높은 강도발현을 나타내었고, 시공 및 경화 후의 문제점은 발생하지 않았다.
- 2 m의 무근콘크리트조로 천연 쇄석을 이용한 보통콘크리트를 이용하여 타설하였으며, 다른 좌측면은 재생골재를 이용한 재생콘크리트로 시공하였다.<표 14>에 나타낸 바와 같이, 재생골재의 시험치가 보통골재(쇄석)과 비교하여 마모감량이 크고, 흡수율은 3배 정도로 안정성에 큰 난점이 있었다.
- 6N/mm2 정도 낮은 결과를 나타냈다. 외관검사 결과, 일부 균열이 발생하였는데, 5 년경과 후에는 기존에 발생했던 균열의 진행과 더불어 새로운 균열의 발생이 일부 확인되었다. 이것은 건조수축에 따른 영향에 의해 발생한 것으로 사료되어진다.
- 재생 콘크리트의 타설장소에 따른 시공규모를<표 2>에 나타내었고, 시공완성된 상황을<사진 1, 2>에 나타냈다. 재생 굵은 골재(재생쇄석)의 입경, 시멘트의 종류, 혼화제의 종류, 모르타르의 타설방법 등의 항목에 따라 타설된 옹벽은 전체적으로 약간의 미세 크랙과 표면불량현상이 있었지만 강도에 있어서 16N/mm2를 만족하는 결과를 얻었다. 시공 후, 2년에서 4년이 경과된 시점에서 코어 강도 확인 결과, 대부분 초기의 강도와 비교하여 강도가 증진되었다.
- 콘크리트의 조합조건(단위수량, 잔골재율)은 일반 콘크리트와 큰 차이가 없는 것으로 나타났으며, 품질관리 검사결과 전체적으로 목표를 만족하였다. 콘크리트의 압축강도의 시험결과는 호칭강도보다 높게 나타났으나, 표준수중양생 강도보다 평균 8.6N/mm2 정도 낮은 결과를 나타냈다. 외관검사 결과, 일부 균열이 발생하였는데, 5 년경과 후에는 기존에 발생했던 균열의 진행과 더불어 새로운 균열의 발생이 일부 확인되었다.
- 콘크리트의 조합조건(단위수량, 잔골재율)은 일반 콘크리트와 큰 차이가 없는 것으로 나타났으며, 품질관리 검사결과 전체적으로 목표를 만족하였다. 콘크리트의 압축강도의 시험결과는 호칭강도보다 높게 나타났으나, 표준수중양생 강도보다 평균 8.
- 강도에 있어서도 재령 28일의 표준양생 강도는 호칭 강도를 상회하였으며 , 현장수중양생강도도 품질기준 강도를 상회하는 것으로 나타났다. 타설 후의 외관도 일반 콘크리트와 크게 다르지 않고 양호한 것으로 나타났다.
- 0 % 정도로 설정하여 타설하였다. 펌프 압송전후의 재생콘크리트의 품질변화의 시험결과 펌프압송력은 8.5 ~ 19.0kgf/cm2 전후였으며 압송후의 전체적인 품질변화는 적은 것으로 나타났다. 그러나, 압송압력이 높은 경우에 대해
- 8>에 나타내었다. 해체콘크리트로부터의 평균 회수율은 질량비로 A시설이 굵은골재 27 %, 잔골재 34 %이고, B시설이 굵은 골재 37 %, 잔골재 24 %였다. 또한 공정 부산물인 미분말을 시멘트 원료로 활용하였다.
후속연구
- 건축구조물에 대한 적용은 아직 시험단계로 재생 골재의 품질에 따른 시공상의 문제와 재생콘크리트의 건조수축 및 장기 내구성에 관한 연구 등이 가장 큰 숙제로 남아있지만, 지속적인 연구와 실제적용을 통해 재생콘크리트의 기술개발이 이루어지고 있다. 따라서, 국내에서도 자원재활용에 대한 법적인 제도 및 인식의 변화와 함께 구조물의 해체에서 재활용까지의 전반적인 시스템 개발과 재생골재의 이용 및 해체콘크리트의 품질확보에 관한 적극적인 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다. B
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