순환골재를 사용한 콘크리트에서 플라이애쉬, 하소시킨 슬래그 미분말 및 규조분말이 콘크리트의 내화학약품성에 미치는 영향을 실험을 통해 검토하였다. 본 연구에서는 밀도 $2.48g/cm^3$, 흡수율 4.25%이고 표준입도 범위의 순환굵은골재를 사용한 콘크리트에 대하여 10% 농도의 $Na_2SO_4$ 및 $CaCl_2$의 용액에 6개월 침지한 화학약품에 대한 저항성시험을 실시하였다. 이 침지시험에서 플라이애쉬, 하소시킨 슬래그 미분말 및 규조분말을 혼합한 경우가 이들을 사용하지 않은 경우에 비하여 $0.02{\mu}m$ 이상의 공극량이 감소하는 경향이 나타났기 때문에 포졸란 재료의 사용은 순환골재 콘크리트의 화학약품 저항성 증진에 도움이 되는 것으로 판단된다.
순환골재를 사용한 콘크리트에서 플라이애쉬, 하소시킨 슬래그 미분말 및 규조분말이 콘크리트의 내화학약품성에 미치는 영향을 실험을 통해 검토하였다. 본 연구에서는 밀도 $2.48g/cm^3$, 흡수율 4.25%이고 표준입도 범위의 순환굵은골재를 사용한 콘크리트에 대하여 10% 농도의 $Na_2SO_4$ 및 $CaCl_2$의 용액에 6개월 침지한 화학약품에 대한 저항성시험을 실시하였다. 이 침지시험에서 플라이애쉬, 하소시킨 슬래그 미분말 및 규조분말을 혼합한 경우가 이들을 사용하지 않은 경우에 비하여 $0.02{\mu}m$ 이상의 공극량이 감소하는 경향이 나타났기 때문에 포졸란 재료의 사용은 순환골재 콘크리트의 화학약품 저항성 증진에 도움이 되는 것으로 판단된다.
This study investigates the chemical resistance of the recycled aggregate concrete containing calcined ground slag, fly ash, and diatom powder. The recycled aggregate which had the density of $2.48g/cm^3$, the absorption of 4.25%, and standard gradation was used and the concrete specimens...
This study investigates the chemical resistance of the recycled aggregate concrete containing calcined ground slag, fly ash, and diatom powder. The recycled aggregate which had the density of $2.48g/cm^3$, the absorption of 4.25%, and standard gradation was used and the concrete specimens were submerged in solutions of $Na_2SO_4$ and $CaCl_2$ at 10% concentration for 6 months. As the submersion result, pore volume of over $0.02{\mu}m$ diameter was formed less in the concrete specimens containing calcined ground slag, fly ash, and diatom powder than in the concrete without the pozzolanic materials and the result shows the effectiveness of the pozzolanic materials for the increase of chemical resistance of the recycled aggregate concrete.
This study investigates the chemical resistance of the recycled aggregate concrete containing calcined ground slag, fly ash, and diatom powder. The recycled aggregate which had the density of $2.48g/cm^3$, the absorption of 4.25%, and standard gradation was used and the concrete specimens were submerged in solutions of $Na_2SO_4$ and $CaCl_2$ at 10% concentration for 6 months. As the submersion result, pore volume of over $0.02{\mu}m$ diameter was formed less in the concrete specimens containing calcined ground slag, fly ash, and diatom powder than in the concrete without the pozzolanic materials and the result shows the effectiveness of the pozzolanic materials for the increase of chemical resistance of the recycled aggregate concrete.
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문제 정의
본 연구에서는 플라이애쉬, 슬래그 미분말 및 규조분말의 포졸란 재료를 사용한 순환골재 콘크리트의 화학약품 저항성을 평가하기 위하여 포졸란 재료를 사용한 순환골재 콘크리트를 제조한 다음 10% CaCl2 용액 및 10% Na2SO4 용액의 화학약품에 대한 저항성을 검토하였다.
제안 방법
본 연구에서는 순환골재 콘크리트의 화학약품 저항성을 평가하기 위해 ø 100×200mm의 원주형 공시체를 제작한다음 재령 28일까지 23±2℃의 조건으로 수중양생한 후 10% Na2SO4 및 10% CaCl2의 화학약품에 침지하여 1개월 간격으로 강도변화 및 질량변화를 측정하였다.
대상 데이터
Table 1은 시멘트 및 포졸란 재료의 화학성분을 나타낸 것으로 시멘트는 보통포틀랜드시멘트(이하 OPC)와 초조강 포틀랜드시멘트(이하 ERC)를 사용하였으며, 포졸란 재료로서는 플라이애쉬(이하 FA), 600℃로 하소한 슬래그 미분말(이하 SP) 및 규조분말(이하 DT)을 사용하였다.
Table 2는 골재의 물리적 성질을 나타낸 것으로 잔골재는 밀도 2.63g/cm3, 흡수율 1.59%인 부순모래를 사용하였으며, 굵은골재는 일반 부순골재(이하 CA)와 순환골재(이하 RA)를 사용하였다.
의 화학약품에 침지하여 1개월 간격으로 강도변화 및 질량변화를 측정하였다. 또한 콘크리트 내부의 기공율과 기공크기를 측정하기 위하여 미국 Micromeritics사의 Autopore II 9200을 사용하였다. 시료의 화학조성은 EDX (Energy Dispersive X-Ray Analysis) 분석 장치를 이용하여 시험하였다.
5%를 목표로 정하였다. 이 표에서 RAC0은 기준콘크리트 배합으로서 부순골재를 사용하였으며, 나머지 배합에서는 순환골재를 사용하였다. 포졸란 재료를 사용한 배합에서는 초기강도를 촉진시키기 위하여 초조강 포틀랜드시멘트를 기준콘크리트 배합에서의 보통포틀랜드시멘트 질량의 2.
이 표에서 RAC0은 기준콘크리트 배합으로서 부순골재를 사용하였으며, 나머지 배합에서는 순환골재를 사용하였다. 포졸란 재료를 사용한 배합에서는 초기강도를 촉진시키기 위하여 초조강 포틀랜드시멘트를 기준콘크리트 배합에서의 보통포틀랜드시멘트 질량의 2.5% 만큼 사용하였으며, 또한 기준콘크리트 배합에서의 보통포틀랜드시멘트 질량에 대하여 슬래그 미분말 또는 규조분말을 5%, 플라이애쉬를 15% 및 25% 혼합 사용하였다.
화학혼화제는 공기연행제(이하 AE)와 밀도 1.19∼1.23g/cm3, pH 8.0∼10.0의 고성능감수제(이하 HRWR)를 사용하였다.
이론/모형
또한 콘크리트 내부의 기공율과 기공크기를 측정하기 위하여 미국 Micromeritics사의 Autopore II 9200을 사용하였다. 시료의 화학조성은 EDX (Energy Dispersive X-Ray Analysis) 분석 장치를 이용하여 시험하였다.
성능/효과
1) 10% 농도의 Na2SO4 용액에 콘크리트를 6개월 침지한 결과, 배합에 따라 침지기간 2∼4개월까지는 서서히 압축 강도가 증가하였고, 그 이후는 강도가 약간 감소하는 경향이 나타났으며, 콘크리트의 질량은 침지 후 약 0.1-0.3%증가되었다.
2) 10% 농도의 CaCl2의 용액에 콘크리트를 6개월 침지한 결과, 침지기간 2∼3개월까지는 강도가 크게 증진되었으며 그 이후는 강도가 급격히 감소하는 경향을 나타냈다.
3) 화학약품 침지 전후의 콘크리트의 공극량 분석 및 수화물에 대한 X.R.D 분석 결과, 침지전보다 침지후에 수산화칼슘 및 에트린가이트의 피크가 증가하고 0.02μm 이상의 공극량이 증가하였는데, 포졸란 재료를 혼합하는 경우 이러한 현상이 감소되어 포졸란 재료의 사용은 순환골재 콘크리트의 화학약품 저항성 증진에 도움이 되는 것으로 판단된다.
부순돌을 사용한 기준콘크리트(RAC0)의 침지기간 2개월 압축강도는 침지 전 콘크리트의 압축강도에 비하여 약 20%의 강도증진이 있었으나, 그 이후의 침지기간에서는 강도가 감소하는 경향을 나타냈다. RAC2, RAC3 및 RAC5는 침지기간 3개월 이후 강도가 저하되는 경향이 있었으며, RAC4는 침지기간 4개월까지 강도증진이 나타났다.
RAC2 및 RAC3은 침지기간 1개월에서 약간 질량이 감소하였으나, 침지기간 2개월 이후부터는 침지기간이 따라 약간 증가하였다. RAC4 및 RAC5도 침지기간이 증가함에 약간씩 질량이 증가하여 침지기간 6개월에서 0.1%의 질량증가가 있었다. 결국 혼화재를 혼합함으로써 혼화재를 혼합하지 않은 콘크리트에 비하여 질량 변화율이 작게 되는 경향을나타냈다.
반면에 화학약품에 침지하므로써 C2SH의 피크가 감소하였으며, 에트린가이트 및 수산화칼슘의 피크가 증가함을 알 수 있었다. 그리고 K2Mg2(SO4)3의 피크는 화학약품 침지 전후에 큰 차이가 나타나지 않았다.
2는 10% CaCl2 화학약품에 6개월 동안 침지한 콘크리트의 압축강도변화를 나타낸 그림이다. 부순돌을 사용한 기준콘크리트(RAC0)의 침지기간 2개월 압축강도는 침지 전 콘크리트의 압축강도에 비하여 약 20%의 강도증진이 있었으나, 그 이후의 침지기간에서는 강도가 감소하는 경향을 나타냈다. RAC2, RAC3 및 RAC5는 침지기간 3개월 이후 강도가 저하되는 경향이 있었으며, RAC4는 침지기간 4개월까지 강도증진이 나타났다.
한편, 포졸란 재료를 사용하여 제조한 순환골재 콘크리트의 압축강도 변화율은 콘크리트의 배합에 따라 차이가 있었으며, RAC2 및 RAC4는 침지기간 2개월까지는 압축강도가 증가하였으나, 침지기간 2개월 이후에서는 감소하였다. RAC3 및 RAC5는 RAC0와 비슷한 경향으로 침지기간 4개월까지는 강도증가율이 증가하였으나, 그 이후에서는 감소하는 결과를 얻었다.
4%로 크게 증가하였다. 한편, 혼화재를 혼합함으로써 침지기간 1개월에서 0.1%～0.2% 정도 질량이 감소하였으며, 그 이후 침지기간이 증가함에 따라 점차적으로 질량이 증가하여 침지기간 6개월에서 콘크리트의 질량은 침지전과 거의 같은 값을 나타내고 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
폐콘크리트는 건설폐기물 중 약 몇 프로를 차지하는가?
그러나 건설폐기물 중 약 65%를 차지하고 있는 폐콘크리트를 적정처리한 후 생산된 순환골재는 많은 양이 성복토용 등 저부가가치용으로 활용되고 있는 상황이다. 그 이유는 순환골재의 경우 모르타르의 부착상태와 그 양에따라 물성이 변화하기 때문이다.
2008년도 건설폐기물의 발생량은 얼마인가?
최근 생활수준이 크게 향상됨으로써 발생되는 각종 폐기물이 크게 증가하여 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 특히, 산업 폐기물 중 건설폐기물은 콘크리트 구조물의 노후화, 성능저하 및 용도의 변경 등으로 점차 증가되고 있 으며, 환경부 통계에 따르면 2008년도 건설폐기물의 발생량은 연간 6,440만톤이 발생되었고, 폐콘크리트량은 연간 3,230만톤 정도가 발생되었다.1)
건설폐기물 중 약 65%를 차지하고 있는 폐콘크리트를 적정처리한 후 생산된 순환골재는 많은 양이 성복토용 등 저부가가치용으로 활용되고 있는 상황인 이유는 무엇인가?
그러나 건설폐기물 중 약 65%를 차지하고 있는 폐콘크리트를 적정처리한 후 생산된 순환골재는 많은 양이 성복토용 등 저부가가치용으로 활용되고 있는 상황이다. 그 이유는 순환골재의 경우 모르타르의 부착상태와 그 양에따라 물성이 변화하기 때문이다. 또한, 순환골재를 사용한 콘크리트는 강도 및 동결융해에 대한 내구성이 보통콘크리트보다 저하하는 경향이 있어서 이를 해결하기 위하여 폐콘크리트의 파쇄방법을 변화시켜 고품질의 순환골재를 제조하는 방법과 저품질 순환골재와 포졸란 재료를 동시에 사용하여 신모르타르의 품질을 향상시키는 방법 등에 관한 연구가 꾸준히 이루어지고 있다.
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