최근 환경오염과 처리비용의 문제로 레미콘(ready mixed concrete) 회수수를 배합수로 재이용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 회수수를 너무 많이 이용할 경우 콘크리트의 품질이 저하 될 수 있다. 이런 이유로 KS표준규정에선 회수수 중 슬러지 고형성분의 혼입비율을 시멘트 중량의 3% 이하로 제한하고 있다. 따라서 본 연구에서는 규정이상의 슬러지 고형성분을 혼입한 경우, 콘크리트에 미치는 영향을 검토하였다. 실험결과에 따르면, 혼입율 증가에 따라 작업성은 떨어졌으나 강도발현은 좋게 나타났다. 또한 건조수축 및 동결융해 실험에서는 슬러지수 혼입에 따른 영향이 적은 것으로 나타났다.
최근 환경오염과 처리비용의 문제로 레미콘(ready mixed concrete) 회수수를 배합수로 재이용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 회수수를 너무 많이 이용할 경우 콘크리트의 품질이 저하 될 수 있다. 이런 이유로 KS표준규정에선 회수수 중 슬러지 고형성분의 혼입비율을 시멘트 중량의 3% 이하로 제한하고 있다. 따라서 본 연구에서는 규정이상의 슬러지 고형성분을 혼입한 경우, 콘크리트에 미치는 영향을 검토하였다. 실험결과에 따르면, 혼입율 증가에 따라 작업성은 떨어졌으나 강도발현은 좋게 나타났다. 또한 건조수축 및 동결융해 실험에서는 슬러지수 혼입에 따른 영향이 적은 것으로 나타났다.
Recently, The sludge water of ready mixed concrete has been investigated because of environmental pollution and disposal cost. So, sludge water is partially reused as mixing water. However, if sludge water is reused too much that would influence the qualify of concrete. KS specification limits the a...
Recently, The sludge water of ready mixed concrete has been investigated because of environmental pollution and disposal cost. So, sludge water is partially reused as mixing water. However, if sludge water is reused too much that would influence the qualify of concrete. KS specification limits the amount of sludge content up to 3% of cement weight. In this study, the effect of ready mixed concrete sludge on the characteristics of concrete is compared to raise the reuse ratio of sludge of ready mixed concrete. According to this experiment results, as blending ratio of re-mi-con sludge increases, workability is decreases. However, the sludge of ready mixed concrete water have a positive effect on the strength development. The drying shrinkage and the resistance of freezing and thawing have a minor effect.
Recently, The sludge water of ready mixed concrete has been investigated because of environmental pollution and disposal cost. So, sludge water is partially reused as mixing water. However, if sludge water is reused too much that would influence the qualify of concrete. KS specification limits the amount of sludge content up to 3% of cement weight. In this study, the effect of ready mixed concrete sludge on the characteristics of concrete is compared to raise the reuse ratio of sludge of ready mixed concrete. According to this experiment results, as blending ratio of re-mi-con sludge increases, workability is decreases. However, the sludge of ready mixed concrete water have a positive effect on the strength development. The drying shrinkage and the resistance of freezing and thawing have a minor effect.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 규정 이상의 회수수 사용을 독려 하기 위하여 이러한 회수수를 사용한 콘크리트의 내구성 및 역학적 특성을 검토하였다.
제안 방법
우선 슬러지 혼입률에 따른 품질 검사를 위해 슬럼프(KS F 2402) 및 공기량 측정 (KS F 2421)과 재령 7, 28, 91일에 대하여 압축강도(KS F 2405), 인장강도(KS F 2423)를 측정하였다. 건조수축은 KS F 勿53에 따라 100xl0Qx"mm 각주 시험체를 사용하였으며 시험체 양 측면에 측정을 위한 측정점을 각각 250 mm 간격으로 설치하고 demec gage(최소눈금=1 를 사용하여 계획된 재령에서의 길이변화를 측정하였다. 재령 91일까지의 수축량을 20±l°C, 습도 氏±3%의 항온항습실에서 측정하였다.
혼입률을 변수로 하였다. WC 비의 경우, 40, 50, 60%의 경우에 대하여 실험하였고, 양생재령은 7일, 28일, 91일로 하였다. 투입한 혼화제는 AE제와 SP제를 사용하였으며 그 양은 기준배합과 동일하게 하였다.
본 실험은 ASTM C L14에 따라 염화물 이온의 농도를 측정하였다. 또한 배합수에 함유된 슬러지 고형성분이 시멘트의 수화에 미치는 영향의 저오를 조사하고 슬러지 고형성분의 혼입률을 정하기위해서 모르타르 실험을 실시하였다. 모르타르 실험은 W/C 55%로 하여 시멘트 중량 당 0, 3, 5, 8%의 슬러지 고형성분을 혼입하여 배합에 사용하였으며, 플로우 값 및 압축강도를 측정하였다.
또한 배합수에 함유된 슬러지 고형성분이 시멘트의 수화에 미치는 영향의 저오를 조사하고 슬러지 고형성분의 혼입률을 정하기위해서 모르타르 실험을 실시하였다. 모르타르 실험은 W/C 55%로 하여 시멘트 중량 당 0, 3, 5, 8%의 슬러지 고형성분을 혼입하여 배합에 사용하였으며, 플로우 값 및 압축강도를 측정하였다.
본 실험은 ASTM C L14에 따라 염화물 이온의 농도를 측정하였다. 또한 배합수에 함유된 슬러지 고형성분이 시멘트의 수화에 미치는 영향의 저오를 조사하고 슬러지 고형성분의 혼입률을 정하기위해서 모르타르 실험을 실시하였다.
슬러지 고형성분 혼입에 따른 콘크리트의 동결융해 저항성을 알아보기 위하여 슬러지 혼입률(0, 3, 5, 8%)을 변화시키고 콘크리트를 300사이클까지 동결과 융해를 반복하여 동탄성계수와 중량변화율을 측정한 결과를 W/C 50%, 60%의 경우에 대해 정리하여 나타내면 Fig. 6과 같다. Fig.
슬러지 고형성분의 혼입률에 따른 콘크리트 압축강도 와인 장강 도를 알아보기 위하여 슬러지 고형성분의 혼입률에 따른 강도변화를 재령 7, 28, 91일에서 각각 측정을 하였으며, W/C 별로 구분하여 Figs 3, 4의 결과를 얻었다. Table 8에는 슬러지 혼입률에 따른 기준 배합과의 강도 발현 비율을 검토하기 위하여 각 경우의 재령 7일 압축강도를 기준으로 하여 재령 28일과 91일의 강도발현을 비율로 나타내었다.
슬러지 고형성분의 혼입에 따른 기초 물성을 검토하여 슬러지 혼입비율의 범위를 결정하기 위하여 모르타르의 플로우와 강도특성을 비교하였다. 이에 따른 실험 결과를 Tables 5, 6에 나타내었다.
슬러지 혼입률에 따른 역학적 특성과 내구성을 파악하기 위하여 실시한 본 실험은 w/C 비와 양생 재령, 슬러지 고형성분 혼입률을 변수로 하였다. WC 비의 경우, 40, 50, 60%의 경우에 대하여 실험하였고, 양생재령은 7일, 28일, 91일로 하였다.
실험을 실시하였다. 우선 슬러지 혼입률에 따른 품질 검사를 위해 슬럼프(KS F 2402) 및 공기량 측정 (KS F 2421)과 재령 7, 28, 91일에 대하여 압축강도(KS F 2405), 인장강도(KS F 2423)를 측정하였다. 건조수축은 KS F 勿53에 따라 100xl0Qx"mm 각주 시험체를 사용하였으며 시험체 양 측면에 측정을 위한 측정점을 각각 250 mm 간격으로 설치하고 demec gage(최소눈금=1 를 사용하여 계획된 재령에서의 길이변화를 측정하였다.
쇄석((}„踮 = 251™])을 사용하였다(Table 1). 콘크리트 배합비의 목표슬럼프는 10±2cm로, 공기량은 혼화제를 첨가하여 5.0 ±1.0%를 만족하도록 하였다. 실험에 사용한 배합을 정리하여 나타내면 Table 2와 같다.
콘크리트의 기초 특성 파악이 끝난 후 본 실험은 콘크리트의 역학적 특성 및 내구성을 파악을 위하여 두 가지로 나누어 실험을 실시하였다. 우선 슬러지 혼입률에 따른 품질 검사를 위해 슬럼프(KS F 2402) 및 공기량 측정 (KS F 2421)과 재령 7, 28, 91일에 대하여 압축강도(KS F 2405), 인장강도(KS F 2423)를 측정하였다.
투입한 혼화제는 AE제와 SP제를 사용하였으며 그 양은 기준배합과 동일하게 하였다. 한편 슬러지고형성분 혼입량은 시멘트 중량의 0, 3, 5, 8%로 혼입 비율을 달리하였으며, 슬러지 고형성분의 적절한 혼입률을 검토하고자 하였다. 실험변수를 정리하면 Table 3과 같다.
레미콘 슬러지 혼입률에 따른 콘크리트 특성의 변화를 조사하기 위하여 실시한 본 실험의 콘크리트의 제조를 위한 시멘트는 S사의 1종 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 잔골재는 강릉시 연곡하천 자연사, 굵은골재는 강릉 안인진리의 쇄석((}„踮 = 251™])을 사용하였다(Table 1). 콘크리트 배합비의 목표슬럼프는 10±2cm로, 공기량은 혼화제를 첨가하여 5.
WC 비의 경우, 40, 50, 60%의 경우에 대하여 실험하였고, 양생재령은 7일, 28일, 91일로 하였다. 투입한 혼화제는 AE제와 SP제를 사용하였으며 그 양은 기준배합과 동일하게 하였다. 한편 슬러지고형성분 혼입량은 시멘트 중량의 0, 3, 5, 8%로 혼입 비율을 달리하였으며, 슬러지 고형성분의 적절한 혼입률을 검토하고자 하였다.
1) 슬러지 혼입에 따라 대체적으로 시공성이 저하되었으며 W/C가 큰 경우에는 슬러지수 혼입이 시공성에 미치는 영향이 감소하였다.
2) 슬러지 혼입에 따른 콘크리트의 압축강도는 본 실험 범위 내에서 슬러지 혼입 시 강도 발현에 긍정적인 작용을 하였다.
3) 콘크리트에 미립분이 증가하게 되면 건조수축은 상대적으로 증가하는 것이 일반적이지만 슬러지 혼입률에 따른 건조수축률은 전반적으로 큰 변화가 없었다.
4) 배합수에 고형성분 8%까지의 슬러지수를 혼입하여도 콘크리트의 동결융해 저항성에는 나쁜 영향을 미치지 않았다.
5) 종합적으로 콘크리트의 배합수로서 규정이상 농도의 회 수수를 사용하여도 콘크리트 물성에 커다란 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났다. 회수수의 고형분 사용한계를 증가 시키는 것이 바람직한 것으로 판단된다.
Table 8에는 슬러지 혼입률에 따른 기준 배합과의 강도 발현 비율을 검토하기 위하여 각 경우의 재령 7일 압축강도를 기준으로 하여 재령 28일과 91일의 강도발현을 비율로 나타내었다. 결과에 따르면 압축강도의 경우, W/C의 비율이 상대적으로 적은 W/C 40%와 50%에서 슬러지 고형성분의 강도증진 영향이 있는 것으로 판단되며, 슬러지 혼입이 강도발현에 긍정적으로 작용함을 알 수 있다.
동일한 양의 혼화제(AE제, SP제)를 투입하였으나, W/C의 비율이 상대적으로 낮은 40%, 50%에서는 슬러지 혼입률을 증가시킬수록 콘크리트의 작업성이 급격히 떨어지는 경향을 보이고 있으며, W/C가 상대적으로 높은 60%의 경우에는 슬러지의 영향이 크지 않은 것으로 측정되었다. 이는슬러지 고형분에 다량의 미립분이 포함되어 있으나 그 영향이 W/C 60%에서는 상대적으로 작았던 것으로 판단된다.
회수수의 고형분 사용한계를 증가 시키는 것이 바람직한 것으로 판단된다. 따라서 현행 회수수의 실효성을 고려하여 회수수의 고형분 사용한계를 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.
5 에 따르면 슬러지의 혼입률이 변화해도 측정된 건조수축변형률은 거의 영향을 받지 않았으며 모든 W/C에서 동일한 경향을 보였다. 이에 비해, 모델식은 모두 실험값과 큰 차이를 보이고 있으며, 특히 ACI Model식의 경우에는 슬러지 혼입의 영향이 과다하게 평가되는 것으로 나타났다.
하지만 현장 조사 결과 국내 레미콘 제조회사의 경우슬러지 고형분이 보통 5%±1정도로 발생되고 있으며 이것을 직접 배합수로 사용하였을 경우 시간적, 경제적으로 많은 효과를 얻을 수 있을 것이다.
참고문헌 (6)
한천구, '회수수를 사용한 레미콘의 품질 및 설비관리', 콘크리트학회지, 14권 4호, 2002. 7, pp.40-48
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