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문제 정의
- 이 재생 잔골재를 프리캐스트 콘크리트 제품용 골재로 재활용하기 위하여 혼합시멘트의 비율 3단계, 물-시멘트비 3단계 및 양생 온도를 3단계로 변화시켜 재생잔골재를 활용한 모르타르의 압축강도, 휨강도 및 흡수율을 검토하였다. 또한, 프리캐스트 콘크리트 제품용 골재로서의 적용성에 대하여 평가하였다.
- 본 연구에서는 폐콘크리트에서 발생되는 5 mm 이하 재생 잔골재의 품질에 대하여 검토하였다. 이 재생 잔골재를 프리캐스트 콘크리트 제품용 골재로 재활용하기 위하여 혼합시멘트의 비율 3단계, 물-시멘트비 3단계 및 양생 온도를 3단계로 변화시켜 재생잔골재를 활용한 모르타르의 압축강도, 휨강도 및 흡수율을 검토하였다.
제안 방법
- 체가름 및 단위용적 중량 시험은 KS F 2502 및 KS F 2505에 준하여 실시하였다. 모르타르의 강도는 190x90x57cm의 공시체를 제작하여 모르타르의 재령 7일, 28일 및 56일에서 실시하였다.
- 시멘트 및 혼화재료의 화학성분은 XRF(Phillips사, PW1400)를 이용히여 분석하였다. 잔골재의 밀도 및 흡수율 시험과 유기불순물 시험은 KS F 2503 및 KS F 2510에 준하여 실시하였다.
- MRS1, MRS2, MRS3를 물.시멘트비 3단계(32.5%, 35.0%, 37.5%)로 변화시켜 모르타르를 제조하였다. 이 모르타르를 양생온도 22℃, 40℃ 및 80℃의 조건으로 달리하여 재령 7일, 28일 및 56일의 압축강도를 측정한 결과가 Table 4이다.
- 품질에 대하여 검토하였다. 이 재생 잔골재를 프리캐스트 콘크리트 제품용 골재로 재활용하기 위하여 혼합시멘트의 비율 3단계, 물-시멘트비 3단계 및 양생 온도를 3단계로 변화시켜 재생잔골재를 활용한 모르타르의 압축강도, 휨강도 및 흡수율을 검토하였다. 또한, 프리캐스트 콘크리트 제품용 골재로서의 적용성에 대하여 평가하였다.
- 및 40%:60%의 3단계로 하였다. 이때 OPC: HPC:SG:FA는 27:1:2:10로 하였으며, 물-시멘트비는 32.5, 35 및 37.5%로 정하였다. 감수제 및 반응 촉진제는 시멘트량에 0.
- 재생잔골재를 사용한 모르타르(MRS)의 배합은 Table 2와 같이 시멘트계 재료(OPC + HPC + SG + FAe 잔골재의 비율은 중량에 대한 비율로 10%:90%, 20%: 80% 및 40%:60%의 3단계로 하였다. 이때 OPC: HPC:SG:FA는 27:1:2:10로 하였으며, 물-시멘트비는 32.
대상 데이터
- 보도블럭의 규격조건은 휨강도 5 MPa 이상과 흡수율 7% 이하의 성능을 요구하므로 혼합시멘트는 MRS 2를 사용하고 물.시멘트비는 37.
- 31 g/cnJ 및 8.07%로 KS 규격의 부순 골재보다 열악하였으며, 단위용적질량은 1, 343 kg/n?으로 본 실험에 사용한 재생잔골재는 KS F 2573의 2종을 만족하는 품질이었다. 즉.
- 시멘트는 밀도가 3.15 g/cn?이고, 비표면적이 3, 539 cm2/g인 보통포틀랜드시멘트(OPC)와 초조강 포틀랜드시멘트(HPC)를 사용하였으며, 포졸란 재료로는 플라이애시(FA), 고로슬래그 미분말(SG)을 사용하였다. 시멘트계 재료의 화학성분 및 물리적 성질은 Table 1과 같다.
- 시멘트계 재료의 화학성분 및 물리적 성질은 Table 1과 같다. 잔골재는 밀도 2.31 g/cm% 흡수율 8.07%인 재생잔골재 (RS)를 사용하였다. 혼화제는 밀도 1.
이론/모형
- 이용히여 분석하였다. 잔골재의 밀도 및 흡수율 시험과 유기불순물 시험은 KS F 2503 및 KS F 2510에 준하여 실시하였다. 체가름 및 단위용적 중량 시험은 KS F 2502 및 KS F 2505에 준하여 실시하였다.
- 잔골재의 밀도 및 흡수율 시험과 유기불순물 시험은 KS F 2503 및 KS F 2510에 준하여 실시하였다. 체가름 및 단위용적 중량 시험은 KS F 2502 및 KS F 2505에 준하여 실시하였다. 모르타르의 강도는 190x90x57cm의 공시체를 제작하여 모르타르의 재령 7일, 28일 및 56일에서 실시하였다.
성능/효과
- (1) 재생잔골재의 품질은 부착된 모르타르에 의해 지배적인 영향을 받으므로 재생잔골재의 밀도 및 흡수율은 각각 2.31 g/cnF 및 8.07%였으며, 단위용적질량은 1, 343 kg/nP으로 KS F 2573의 2종에 해당되는 품질로서 부순모래의 품질보다 좋지 않았다. 재생 잔골재의 입도는 표준입도 범위를 만족하는 좋은 입도분포를 나타내었다.
- (2) 혼합시멘트의 비율에 따라 모르타르를 제조하기에 적합한 물-시멘트비 및 양생온도가 필요하였으며, 혼합시멘트 MRS1 사용시 물-시멘트비 32.5%에서는 성형이 불가능하였다. 또한, 혼합시멘트 MRS1, MRS2 및 MRS3 사용 모르타르의 재령 28일 압축강도는 물-시멘트비 35%, 양생온도 40也의 조건에서 각각 15.
- 방음벽의 규격조건은 압축강도 24 MPa 이상을 요구하므로 혼합시멘트의 배합조건은 MRS2로 하고 물-시멘트비 37.5%로 제조하여 22。(2로 양생하는 것이 가장 유익하다고 판단된다.
- 40。(2이며, 혼합시멘트 MRS3 사용시 물 叫 멘트비 37.5%, 양생온도 40℃의 조건에서 발현하였다. 재생 잔골재를 사용한 모르타르의 압축강도와 휨강도의 비 (板/for)는 약 8 정도로 일반골재를 사용한 모르타르의 압축강도와 휨강도의 비보다 크게 나타났다.
- (4) 재생잔골재를 사용한 모르타르의 흡수율은 재생 잔골재의 흡수율에 의해 지배적인 영향을 받았으나, 혼합시멘트의 비율이 증가할수록 시멘트경화체의 내부조직이 치밀해져서 모르타르의 흡수율이 감소하는 효과가 있었다. 혼합시멘트 MRS1, MRS2 및 MRS3를 사용한 모르타르의 흡수율의 범위는 각각 8.
- (5) 혼합시멘트 MRS1 는 시멘트벽돌이나 기와 같은 저강도용, MRS2는 방음벽 및 보도블럭과 같은 보통 강도용, MRS3는 흄관, PC 암거와 같은 고강도 프리캐스트콘크리트 제품에 적용이 가능할 것으로 평가된다. 즉, 흔합시멘트와 재생잔골재의 비율을 적절히 조절함으로 써 재생 잔골재를 다양한 프리캐스트 콘크리트 제품에 재활용할 수 있을 것으로 기대된다.
- 87배 정도 큰 값을 보이고 있다. MRS1 을 사용한 모르타르는 압축강도 12 MPa, 휨 강도 2.5 MPa 이 상, MRS2를 사용한 모르타르는 압축강도 15 MPa, 휨강도 4 MPa 이상, MRS3를 사용한 모르타르는 압축강도 35 MPa, 휨강도 6 MPa 이상이 발현되었다. 즉, 재생 잔골재를 사용한 모르타르의 압축강도와 휨강도의 비(板/ &_.
- MRS1, MRS2, MRS3를 사용한 모르타르의 흡수율의 범위는 각각 8.3~ 10.3%, 6.5~8.8% 및 3.5~6%로 나타났다. 즉, 재생잔골재를 사용한 모르타르의 흡수율은 재생잔골재의 자체 흡수율이 크므로 대체적으로 크게 나타나는 경향이 있었으나, 혼합시멘트의 비율이 증가할수록 시멘트경화체의 내부조직이 치밀해지므로 써 재생 잔골재를 활용한 모르타르의 흡수율이 감소하는 효과를 얻을 수 있었다.
- 가능할 것으로 사료된다. 또한, 보도블럭의 흡수율은 7% 이하로 규정하고 있으므로, MRS2를 사용할 경우 물시멘트비 35% 및 37.5%의 배합조건과 MRS3를사용하는 배합에서 보도블럭의 제조가 가능할 것으로 판단된다.
- 흄관 및 PC 암거의 압축강도 규격조건은 35 MPa 이상을 요구하므로 혼합시멘트는 MRS3를 사용하고 양생온도는 22。(2로 하는 것이 바람직하다고 평가된다. 또한, 세그먼트의 압축강도 규격조건은 45 MPa 이상을 요구하므로 혼합시멘트는 MRS3, 물-시멘트비 35% 및 양생온도는 22℃ 로 하는 배합조건이 가장 바람직하다고 평가된다. 이와같이 MRS3의 배합은 고강도 제품에 사용이 가능하다.
- 5%에서는 성형이 불가능하였다. 또한, 혼합시멘트 MRS1, MRS2 및 MRS3 사용 모르타르의 재령 28일 압축강도는 물-시멘트비 35%, 양생온도 40也의 조건에서 각각 15.8, 27.4 및 48.7 MPa로 최대값을 발현하였다.
- 재령 28일에 대한 재령 7일의 압축강도 증가 비율은 양생온도 70% 이상을 발휘하고 있으며, 재령 28일에 대한 재령 56일의 압축강도 증가비율은 MRS1 을 물.시멘트비 35%로 제조하여 양생온도 40℃에서 양생한 경우 15.8 MPa에서 21.4 MPa로 약 35%, MRS2 를 물闪멘트비 35%로 제조하여 양생온도 80℃에서 양생한 경우 22.5 MPa에서 30.6 MPa로 약 36%의 강도 발현을 하였다.
- 4는 물.시멘트비를 37.5%로 하여 제조한 모르타르의 재령 28일 압축강도로서, MRS1 및 MRS2는 양생 온도에 따라 압축강도에 큰 차이는 없었으나, MRS3는양생온도 40℃에서 최대압축강도 48.1 MPa를 발현하였다. 물-시멘트비 35.
- 20MPa를.얻었으며, 양생온도 80℃에서는 표준양생온도 22℃에서 양생한 모르타르보다 작은 휨강도가 나타났다(Fig. 7). 즉, 최대휨강도를 발현시킬 수 있는 배합 및 양생온도 조건은 MRS1 및 MRS2는 물시멘트비 35.
- 3이다. 이 표에서 재생잔골재의 밀도 및 흡수율은 각각 2.31 g/cnJ 및 8.07%로 KS 규격의 부순 골재보다 열악하였으며, 단위용적질량은 1, 343 kg/n?으로 본 실험에 사용한 재생잔골재는 KS F 2573의 2종을 만족하는 품질이었다. 즉.
- 정리한 표이다. 이 표에서 혼합시멘트가 10%인 MRS1 를 사용하여 제조한 모르타르를 양생온도 22℃로 양생한 경우 재령 28일에 대한 재령 7일 휨강도비는 1.94MPa에서 2.99 MPa로 60% 이상을 발현하였다. 또한, 재령 28일에 대한 56일의 휨강도비는 2.
- 이 표에서 혼합시멘트의 비율이 10%인 MRS1 을 물 _시멘트비를 32.5%하여 제조할 경우 성형이 되지 않았으나, 나머지 배합에서는 성형이 가능하므로 프리캐스트 제품 제조시 가압성형에 필요한 수량이 존재함을 알 수 있었다. 재령 28일에 대한 재령 7일의 압축강도 증가 비율은 양생온도 70% 이상을 발휘하고 있으며, 재령 28일에 대한 재령 56일의 압축강도 증가비율은 MRS1 을 물.
- 이상의 실험결과를 종합해 보면, 재생잔골재의 품질을 보완하기 위해서는 시멘트경화체의 성능을 향상시킬필요가 있었으며, 혼합시멘트의 배합조건에 따라 적절한 물-시멘트비 및 성형에 필요한 물-시멘트가 존재함을 알 수 있었다. 또한, 혼합시멘트의 배합조건을 조절하므로써 재생잔골재를 다양한 프리캐스트 콘크리트 제품용 골재로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- 이와 같이 재생잔골재를 사용한 모르타르의 흡수율 결과로 판단하여 보면, 한국산업규격에서 정하고 있는 프리캐스트 제품 중 시멘트 벽돌 또는 기와의 흡수율은 10% 이하로 규정하고 있으므로 모든 배합의 조건에서 제품생산이 가능할 것으로 사료된다. 또한, 보도블럭의 흡수율은 7% 이하로 규정하고 있으므로, MRS2를 사용할 경우 물시멘트비 35% 및 37.
- 재령 28일에서 물-시멘트비를 32.5%로 제조한 경우 MRS2를 사용한 모르타르는 양생온도 4CTC에서 4.56MPa로 최대값을 나타내었으며, MRS3를 사용한 모르타르는 양생온도가 증가할수록 오히려 강도가 감소하는 결과를 얻었다(Fig. 5). 물-시멘트비를 35.
- 5%, 양생온도 40℃의 조건에서 발현하였다. 재생 잔골재를 사용한 모르타르의 압축강도와 휨강도의 비 (板/for)는 약 8 정도로 일반골재를 사용한 모르타르의 압축강도와 휨강도의 비보다 크게 나타났다.
- 07%였으며, 단위용적질량은 1, 343 kg/nP으로 KS F 2573의 2종에 해당되는 품질로서 부순모래의 품질보다 좋지 않았다. 재생 잔골재의 입도는 표준입도 범위를 만족하는 좋은 입도분포를 나타내었다.
- 5~6%로 나타났다. 즉, 재생잔골재를 사용한 모르타르의 흡수율은 재생잔골재의 자체 흡수율이 크므로 대체적으로 크게 나타나는 경향이 있었으나, 혼합시멘트의 비율이 증가할수록 시멘트경화체의 내부조직이 치밀해지므로 써 재생 잔골재를 활용한 모르타르의 흡수율이 감소하는 효과를 얻을 수 있었다.
- 7). 즉, 최대휨강도를 발현시킬 수 있는 배합 및 양생온도 조건은 MRS1 및 MRS2는 물시멘트비 35.0%, 양생온도 40℃이며, MRS3 는 물-시멘트비 37.5%, 양생온도 40℃임을 알 수 있다.
- 혼합시멘트 MRS1, MRS2 및 MRS3를 사용한 모르타르의 흡수율의 범위는 각각 8.3-73%, 6.5~8.8% 및 3.5~6%의 범위로 나타났다.
후속연구
- 알 수 있었다. 또한, 혼합시멘트의 배합조건을 조절하므로써 재생잔골재를 다양한 프리캐스트 콘크리트 제품용 골재로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- 제품에 적용이 가능할 것으로 평가된다. 즉, 흔합시멘트와 재생잔골재의 비율을 적절히 조절함으로 써 재생 잔골재를 다양한 프리캐스트 콘크리트 제품에 재활용할 수 있을 것으로 기대된다.
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