[논문]샌드플럭스 장치를 이용한 순환모래의 생산횟수별 품질변화 및 모르타르의 역학특성에 관한 실험적 연구

이상수; 송하영; 김준석; 김재환; 이종석

샌드플럭스 장치를 이용한 순환모래의 생산횟수별 품질변화 및 모르타르의 역학특성에 관한 실험적 연구
An Experimental Study on the Quality Variation by the Number of Production of Recycled Sand and Mechanics Properties of Mortar using Sand Flux Apparatus 원문보기

한국건설순환자원학회논문집 = Journal of Korean Recycled Construction Resources Institute, v.4 no.1, 2009년, pp.81 - 88

이상수 (한밭대학교 공과대학 건축공학과) , 송하영 (한밭대학교 공과대학 건축공학과) , 김준석 (대한주택공사 주택도시연구원) , 김재환 (한밭대학교 공과대학 건축공학과) , 이종석 (한밭대학교 공과대학 건축공학과)

초록
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본 연구에서는 습식방식 생산시스템의 품질의 대폭적인 향상이 가능한 건설폐기물 재활용을 위한 이물질 분리 선별 장치인 샌드플럭스(Sand Flux)를 개발하기 위한 연구의 일환으로써, 샌드플럭스 장치에서 생산된 순환모래의 기초물성을 평가하고 모르타르의 공학적 특성을 실험 실증적으로 검토함으로써, 본 연구 장치의 성능을 검증하고 하였으며, 본 연구의 기초물성 실험결과, 절건밀도의 경우, RS-II($2.25g/cm^3$)~RS-VI($2.37g/cm^3$), 흡수율의 경우, RS-II(6.46%)~RS-VI(4.36%)의 경향을 나타내어 샌드플럭스 장치를 거친 순환모래가 소폭의 개선효과를 보이고 있어 본 연구의 목표성능(KS F 2573)에는 대부분 만족하였지만 구조체용 콘크리트용 잔골재의 품질 기준에는 만족하지 못하였다. 또한, 0.08mm체 통과량의 경우, RS-II(7.34%)~RS-VI(0.86%), 점토덩어리량의 경우, RS-II(19.49%)~RS-VI(0.87%), 유기이물질 함유량의 경우, RS-II(1.24%)~RS-VI(0.09%) 등으로 품질성능이 크게 개선되는 경향을 나타내어 본 연구에서 설정한 목표 품질수준 만족하여 본 연구 샌드플럭스 장치의 우수성을 확인할 수 있었다. 한편, 모르타르 품질실험 결과, 샌드플럭스(Sand Flux) 장치를 거친 최종 생산된 순환모래 RS-VI를 사용한 RS-II를 사용한 모르타르 보다 플로우 및 압축강도가 다소 증가되는 경향을 보였으며, 수축특성 또한 샌드플럭스 장치를 거쳐 최종 생산된 순환모래 RS-IV를 사용한 모르타르의 균열발생량이 현저히 감소되는 성상을 나타내었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study has shown the tendency to enhance Sand Flux, a device of separating screening the foreign matter, for the recycling of construction waste possible to improve the quality of wet type production system meaningfully as part of research. As a result of experiment on the basic material properties, this study had a tendency to improve the quality and performance significantly in case of absolute surface dried density, 0.08mm sieve throughput, volume of clay lumps, and content of organic foreign matter. In addition, as a result of examining the quality characteristics of mortar, this study has shown the tendency that the flow and compressive strength more increased than the mortar using RS-II by utilizing RS-VI recycled sand produced finally through the device Sand Flux. As for the shrinkage properties, this study has shown the character the generation rate of crack of mortar using RS-IV recycled sand produced finally through the device Sand Flux.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 본 연구에서는 습식방식 생산시스템의 품질의 대폭적인 향상이 가능한 건설폐기물 재활용을 위한 이물질 분리ㆍ선별 장치인 샌드플럭스(Sand Flux)를 개발하기 위한 연구의 일환으로써, 샌드플럭스 장치에서 생산된 순환모래의 기초물성을 평가하고 모르타르의 수축특성을 실험·실증적으로 검토함으로써, 본 연구 장치의 성능을 검증하고, 향후 순환모래의 활용의 확대 및 고부가가치 창출을 위한 기초자료를 제시고하자 한다.

제안 방법

Table. 1은 본 연구의 샌드플럭스 장치가 설치된 건설폐기물 중간처리업체의 제조시스템에서 각각 생산된 순환모래의 종류에 따른 품질특성을 평가하기 위한 실험계획을 나타낸 것으로, 순환모래의 종류는 RS-Ⅱ 및 RS-Ⅵ의 샌드플럭스 장치의 투입 전ㆍ후로 구분하여 2수준으로 하였으며, 총 6회에 걸쳐 대상시료를 채취하여 절건밀도, 흡수율, 0.08mm체 통과량, 정토덩어리량 및 유기이물질 함유량 등을 평가항목으로 설정하였으며, 평가방법은 KS 규준에 의하여 실시하였고 Photo. 1은 대상시료의 채취 전경 및 그 대표적인 외형을 나타낸 것이다.
2는 모르타르의 품질특성을 평가하기 위한 실험계획을 나타낸 것으로, 물시멘트비는 50%로 고정하였고, 시멘트:모래의 중량비를 각각 1:2.5 하였다 또한, 순환모래를 사용한 모르타르의 품질특성을 비교·평가하기 위해 굳지않은 성상에서의 비빔직후의 플로우와 굳은성상에서의 재령 3, 7일의 압축강도와, 수축특성을 알아보기 위해 건조수축 및 소성수축을 측정하였다.
본 연구의 이물질 분리·선별 장치는 플럭스탱크(Flux Tank)와 싸이클론(Cyclone)방식의 이물질 제거장치를 조합하여 샌드플럭스(Sand Flux)를 제작하였으며, 본 연구의 샌드플럭스(Sand Flux)는 상부에 설치된 싸이클론(Cyclone) 방식의 이물질 제거장치에 의해 1차적으로 이물질을 분리·선별할 수 있도록 하였고, 이를 통해 배출된 순환모래가 하부의 플럭스탱크(Flux Tank)장치를 거쳐 2차적으로 이물질을 제거할 수 있도록 설계하였다.

성능/효과

1) 본 연구에서 개발한 장치가 현장 적용된 건설폐기물 중간처리업체의 샌드플럭스 생산된 순환모래를 대상으로 품질평가를 실시한 결과, 절건밀도의 경우, RS-Ⅱ(2.25g/cm3)~RS-Ⅵ(2.37g/cm3), 흡수율의 경우, RS-Ⅱ(6.46%)~RS-Ⅵ (4.36%)의 경향을 나타내어 소폭의 개선효과를 보이고 있어 본 연구의 목표성능(KS F 2573)을 대부분 만족하는 것으로 나타났으나, 국내ㆍ외의 구조체 콘크리트용 잔골재의 품질 기준(KS F 2526 및 JIS A 5021)에는 만족하지 못하는 것으로 평가되어 천연잔골재와 동등하게 사용하기에는 부적합한 것으로 사료된다.
2) 또한, 0.08mm체 통과량의 경우, RS-Ⅱ(7.34%)~RS-Ⅵ (0.86%), 점토덩어리량의 경우, RS-Ⅱ(19.49%)~RS-Ⅵ(0.87%), 유기이물질 함유량의 경우, RS-Ⅱ(1.24%)~RS-Ⅵ(0.09%) 등으로 품질성능이 크게 개선되는 경향을 나타내어 본 연구에서 설정한 목표 품질수준 만족하여 본 연구 샌드플럭스 장치의 우수성을 확인할 수 있었다.
3) 한편, 모르타르의 유동특성 및 강도특성을 실험·실증적으로 비교·검토한 결과, 샌드플럭스(Sand Flux) 장치를 거친 최종 생산된 순환모래 RS-Ⅵ가 RS-Ⅱ 보다도 모르타르 플로우 및 압축강도가 다소 증가되는 경향을 보이고 있다.
3은 육안식별법에 의해 분류된 대표적인 순환골재에 대한 개별 유기이물질의 양을 나타낸 것이며, 순환모래외 12.04～14.38%의 무기 및 유기 이물질 등이 포함되어 있으며, 모르타르>적벽돌>아스팔트>유리>타일>기타의 순서로 나타났다.
4) 또한, 모르타르의 수축특성 실험결과, 최종 생산된 RS-Ⅵ의 순환모래가 RS-Ⅱ에 비하여 선별스크린을 거친 단계의 순환모래 RS-Ⅱ를 사용한 모르타르 보다 샌드플럭스 장치를 거쳐 최종 생산된 순환모래(RS-Ⅳ)를 사용한 모르타르의 균열발생량이 현저히 감소되는 성상을 나타내었다.
Fig. 5는 순환모래의 0.08mm 통과량 실험결과를 도식화한 것으로 RS-Ⅱ의 경우 3.88^～13.80%의 범위에 분포하고 있으며, 평균은 7.34%, 변동계수는 50.98%로 나타내었고, RS-Ⅵ의 경우 0.30^～1.71%의 범위에 분포하고 있으며, 평균0.86%, 변동계수 71.90%를 나태내어 RS-Ⅱ 대비 3.58^～12.09의 개선효과를 보이고 있어 본 연구의 목표 품질수준 및 구조체 콘크리트용 품질기준인 JIS A 5021(H급)의 기준치 7.0% 이하를 만족하는 것으로 나타났다.
Fig. 6은 점토덩어리량 실험결과를 나타낸 것으로 샌드플럭스 장치를 거친 RS-Ⅵ의 경우 0.34^～1.91%의 범위에 분포하고 있고, 평균은 0.87%, 변동계수 67.90%로 나타내어 RS-Ⅱ 대비 5.66^～28.39%의 개선효과를 보이고 있으며, 본 연구의 목표 성능(KS F 2573) 및 구조체 콘크리트용 순환잔골재의 품질기준인 JASS 5의 기준치 1.0% 이하에 만족하는 것으로 나타났다.
Fig. ７은 각각 대상시료에 대한 유기이물질 함유량 실험결과를 도식화한 것으로, RS-Ⅱ의 경우 0.17^～3.00%의 범위에 분포하고 있고, 평균은 1.24%, 변동계수는 87.98%의 나타내었고, RS-Ⅵ의 경우 0^～0.36%의 범위에 분포하고 있으며, 평균은 0.09%, 변동계수는 148.14%로 나타내어 RS-Ⅱ 대비 2.64^～0.17의 개선효과를 나타내었다.
그러나, 본 연구의 목표 성능(KS F 2573)인 2.2g/cm³ 이상을 만족하였지만, 구조체 콘크리트용 품질기준인 KS F 2526, KS F 2527 및 JIS A 5021(H급)의 기준치 2.5g/cm³이상에는 만족하지 못하는 것으로 나타났다.
38%의 무기 및 유기 이물질 등이 포함되어 있으며, 모르타르>적벽돌>아스팔트>유리>타일>기타의 순서로 나타났다. 또한 본 연구의 샌드플럭스 장치의를 거쳐 최종 생산된 RS-Ⅵ의 경우 무기이물질 등의 비중 1.0g/cm³이상의 무기이물질의 제거는 어려운 것으로 나타났으나, 소량의 모르타르 및 아스팔트의 제거 효과를 보였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	샌드플럭스는 어떤 장치를 조합하여 만들수 있는가?	본 연구의 이물질 분리·선별 장치는 플럭스탱크(FluxTank)와 싸이클론(Cyclone)방식의 이물질 제거장치를 조합하여 샌드플럭스(Sand Flux)를 제작하였으며, 본 연구의 샌드플럭스(Sand Flux)는 상부에 설치된 싸이클론(Cyclone) 방식의 이물질 제거장치에 의해 1차적으로 이물질을 분리․선별할 수 있도록 하였고, 이를 통해 배출된순환모래가 하부의 플럭스탱크(Flux Tank)장치를 거쳐 2차적으로 이물질을 제거할 수 있도록 설계하였다. 또한, Fig.
	샌드플럭스 장치에서 생산된 순환모래를 품질변화 및 모르타르의 수축특성에 대해 본 연구를 통해 얻어진 결과는 어떻게 되는가?	1) 본 연구에서 개발한 장치가 현장 적용된 건설폐기물 중간처리업체의 샌드플럭스 생산된 순환모래를 대상으로 품질평가를 실시한 결과, 절건밀도의 경우, RS-Ⅱ(2.25g/cm3)~ RS-Ⅵ(2.37g/cm3), 흡수율의 경우, RS-Ⅱ(6.46%)~RS-Ⅵ (4.36%)의 경향을 나타내어 소폭의 개선효과를 보이고 있어 본 연구의 목표성능(KS F 2573)을 대부분 만족하는 것으로 나타났으나, 국내ㆍ외의 구조체 콘크리트용 잔골재의 품질 기준(KS F 2526 및 JIS A 5021)에는 만족하지 못하는 것으로 평가되어 천연잔골재와 동등하게 사용하기에는 부적합한 것으로 사료된다. 2) 또한, 0.08mm체 통과량의 경우, RS-Ⅱ(7.34%)~RS-Ⅵ (0.86%), 점토덩어리량의 경우, RS-Ⅱ(19.49%)~RS-Ⅵ(0.87%), 유기이물질 함유량의 경우, RS-Ⅱ(1.24%)~RS-Ⅵ(0.09%) 등으로 품질성능이 크게 개선되는 경향을 나타내어 본 연구에서 설정한 목표 품질수준 만족하여 본 연구 샌드플럭스 장치의 우수성을 확인할 수 있었다. 3) 한편, 모르타르의 유동특성 및 강도특성을 실험·실증적으로 비교·검토한 결과, 샌드플럭스(Sand Flux) 장치를 거친 최종 생산된 순환모래 RS-Ⅵ가 RS-Ⅱ 보다도 모르타르 플로우 및 압축강도가 다소 증가되는 경향을 보이고 있다. 이러한 경향은 본 연구에서 개발한 샌드플럭스 장치의 처리과정을 거치면서 순환모래의 각종 품질성능이 개선되었기 때문인 것으로 사료된다. 4) 또한, 모르타르의 수축특성 실험결과, 최종 생산된RS-Ⅵ의 순환모래가 RS-Ⅱ에 비하여 선별스크린을 거친 단계의 순환모래　RS-Ⅱ를 사용한 모르타르 보다 샌드플럭스 장치를 거쳐 최종 생산된 순환모래(RS-Ⅳ)를 사용한 모르타르의 균열발생량이 현저히 감소되는 성상을 나타내었다.
	샌드플럭스는 무엇인가?	따라서, 본 연구에서는 습식방식 생산시스템의 품질의 대폭적인 향상이 가능한 건설폐기물 재활용을 위한 이물질 분리ㆍ선별 장치인 샌드플럭스(Sand Flux)를 개발하기 위한 연구의 일환으로써, 샌드플럭스 장치에서 생산된 순환모래의 기초물성을 평가하고 모르타르의 수축특성을 실험․실증적으로 검토함으로써, 본 연구 장치의 성능을 검증하고, 향후 순환모래의 활용의 확대 및 고부가가치 창출을 위한 기초자료를 제시고하자 한다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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