[국내논문]재생(再生)잔골재(骨材)를 프리캐스트 콘크리트용(用) 골재(骨材)로 활용(活用)하기 위한 실험적(實驗的) 연구(硏究) Experimental Study for Utilizing of Recycling Fine Aggregate as Precast Concrete Aggregate원문보기
폐콘크리트 파쇄시 발생하는 재생잔골재의 품질을 검토하였으며, 재생잔골재를 활용한 모르타르의 압축강도, 휨강도 및 흡수율을 검토하였다. 또한, 프리캐스트 콘크리트 제품용 골재로서의 적용성에 대하여 평가하였다. 재생잔골재의 밀도 및 흡수율은 각각 $2.31\;g/cm^3$ 및 8.07%로 KS F 2573의 2종에 해당되는 품질이었다. 혼합시멘트 MRS1, MRS2 및 MRS3 사용 모르타르의 재령 28일 압축강도는 물-시멘트비 35%, 양생온도 $40^{\circ}C$의 조건에서 각각 15.8, 27.4 및 48.7MPa로 최대값을 발현하였다. 모르타르의 최대휨강도는 혼합시멘트 MRS1 및 MRS2 사용시 물-시멘트비 35.0%, 양생온도 $40^{\circ}C$, 혼합시멘트 MRS3사용시 물-시멘트비 37.5%, 양생온도 $40^{\circ}C$의 조건에서 발현하였다. 혼합시멘트 MRS1, MRS2 및 MRS3를 사용한 모르타르의 흡수율의 범위는 각각 $8.3{\sim}7.3%,\;6.5{\sim}8.5%$ 및 $3.5{\sim}6%$의 범위로 나타났다. 그러므로 혼합시멘트와 재생잔골재의 비율을 적절히 조절함으로써 MRS1는 저강도용, MRS2는 보통강도용, MRS3는 고강도용으로 다양한 프리캐스트 콘크리트 제품에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
폐콘크리트 파쇄시 발생하는 재생잔골재의 품질을 검토하였으며, 재생잔골재를 활용한 모르타르의 압축강도, 휨강도 및 흡수율을 검토하였다. 또한, 프리캐스트 콘크리트 제품용 골재로서의 적용성에 대하여 평가하였다. 재생잔골재의 밀도 및 흡수율은 각각 $2.31\;g/cm^3$ 및 8.07%로 KS F 2573의 2종에 해당되는 품질이었다. 혼합시멘트 MRS1, MRS2 및 MRS3 사용 모르타르의 재령 28일 압축강도는 물-시멘트비 35%, 양생온도 $40^{\circ}C$의 조건에서 각각 15.8, 27.4 및 48.7MPa로 최대값을 발현하였다. 모르타르의 최대휨강도는 혼합시멘트 MRS1 및 MRS2 사용시 물-시멘트비 35.0%, 양생온도 $40^{\circ}C$, 혼합시멘트 MRS3사용시 물-시멘트비 37.5%, 양생온도 $40^{\circ}C$의 조건에서 발현하였다. 혼합시멘트 MRS1, MRS2 및 MRS3를 사용한 모르타르의 흡수율의 범위는 각각 $8.3{\sim}7.3%,\;6.5{\sim}8.5%$ 및 $3.5{\sim}6%$의 범위로 나타났다. 그러므로 혼합시멘트와 재생잔골재의 비율을 적절히 조절함으로써 MRS1는 저강도용, MRS2는 보통강도용, MRS3는 고강도용으로 다양한 프리캐스트 콘크리트 제품에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
The duality of recycled fine aggregate (RS) which was produced at the waste concrete crushing was investigated. The compressive strength, flexural strength and absorption of mortar utilized with RS were examined. It was evaluated on the application of RS as precast concrete aggregate. The density an...
The duality of recycled fine aggregate (RS) which was produced at the waste concrete crushing was investigated. The compressive strength, flexural strength and absorption of mortar utilized with RS were examined. It was evaluated on the application of RS as precast concrete aggregate. The density and absorption of RS were $2.31g/cm^3$ and 8.07% respectively, the quality of RS was satisfied with the criterion of KS F 2573 type 2. The maximum 28days compressive strength of mortar mixed with blended cement MRS1, MRS2 and MRS3 were developed with 15.8, 27.4 and 48.7MPa respectively, in condition to curing temperature $40^{\circ}C$ and water-cement ratio 37.5%. When blended cement MRS1 and MRS2 were used, the maximum flexural strength of mortar was developed at curing temperature $40^{\circ}C$ and water-cement ratio 35.0%. When blended cement MRS3 was used, the maximum flexural strength of mortar was developed at curing temperature $40^{\circ}C$ and water-cement ratio 37.5%. The absorption of mortar mixed with blended cement MRS1, MRS2 and MRS3 were indicated the range of $8.3{\sim}7.3%,\;6.5{\sim}8.5%$ and $3.5{\sim}6%$ respectively. Therefore, when the ratio of blended cement and RS is appropriately centre]led, it would be expected that MRS1, MRS2 and MRS3 will be able to apply the variable low strength, medium strength and high strength precaste concrete.
The duality of recycled fine aggregate (RS) which was produced at the waste concrete crushing was investigated. The compressive strength, flexural strength and absorption of mortar utilized with RS were examined. It was evaluated on the application of RS as precast concrete aggregate. The density and absorption of RS were $2.31g/cm^3$ and 8.07% respectively, the quality of RS was satisfied with the criterion of KS F 2573 type 2. The maximum 28days compressive strength of mortar mixed with blended cement MRS1, MRS2 and MRS3 were developed with 15.8, 27.4 and 48.7MPa respectively, in condition to curing temperature $40^{\circ}C$ and water-cement ratio 37.5%. When blended cement MRS1 and MRS2 were used, the maximum flexural strength of mortar was developed at curing temperature $40^{\circ}C$ and water-cement ratio 35.0%. When blended cement MRS3 was used, the maximum flexural strength of mortar was developed at curing temperature $40^{\circ}C$ and water-cement ratio 37.5%. The absorption of mortar mixed with blended cement MRS1, MRS2 and MRS3 were indicated the range of $8.3{\sim}7.3%,\;6.5{\sim}8.5%$ and $3.5{\sim}6%$ respectively. Therefore, when the ratio of blended cement and RS is appropriately centre]led, it would be expected that MRS1, MRS2 and MRS3 will be able to apply the variable low strength, medium strength and high strength precaste concrete.
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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.
Sagoe-Crentil, K. K., Brown, T., Taylor, A. H., 2001: Performance of Concrete Made with Commercially Produced Coarse Recycled Concrete Aggregate, Cement and Concrete Research, No.31, pp.707-712
Ahmad Shayan and Aimin Xu, 2003: Performance and properties of structural concrete made with recycled concrete aggregate, ACI Mater. Jour. 100(5), pp.371-380
Henrichsen, A. 2000: Use of Recycled Aggregates in Europe, International Workshop on Recycled Concrete, JSPS 76 Committee on Construction Materials, pp.1-8
서치호, 김병윤, 2005: 재생골재 콘크리트의 내구특성에 관 한 실험적 연구, 콘크리트학회 논문집 17(3), pp.385-392
심재원, 김진철, 조규성, 최강식, 2004: 현장파쇄 재생골재를 사용한 부체도로 콘크리트 포장, 한국콘크리트학회 봄 학술발표회 논문집 16(1), pp.348-351
Nagataki, S., Gokce, A. and Watanabe, T., 2000: DaeJoong Moon, Characterization of Recycled Fine Aggregate Mortar Regarding Frost Resistance, Cement Science and Concrete Technology, No.54, Japan Cement Association, pp.305-311
Sndor Popovics, 'Strength and Related Properties of Concrete', 'Effect of the Curing Temperature on Concrete Strength', John Wiley & Sons, INC., pp.214-229
P. Kumar Mehta, Paulo J.M. Monteiro, 田澤榮一, 佐伯昇監, 'コンクリ $\AA$ ト工學-微視構造と材料力學', 技報堂出版, 1998, pp.36-41
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