선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 일반적으로 생산되는 순환골재의 품질은 골재 표면에 부착되어 있는 시멘트 모르타르의 양에 의해 결정되는데, 시멘트 모르타르의 양이 많아질수록 순환골재는 흡수율이 상승하고 강도가 저하되는 등 품질을 자연스럽게 낮아지게 된다. 따라서 여러 실험을 통해 생산된 순환골재의 시멘트 모르타르 함유량을 확인해보았다.
- 본 연구는 폐콘크리트의 파분쇄 공정에서 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리를 향상시켜, 천연골재를 대체할 수 있는 고품질의 콘크리트용 순환골재 생산을 위한 기초 연구로 파분쇄 장비와 방법에 따른 단체분리 특성을 살펴보았다. 기존 폐콘크리트 처리 공정에서 대표적으로 사용되고 있는 조크러셔를 이용하여 파 분쇄실험을 실시한 결과, 파분쇄된 산물의 입도가 감소할수록 단체분리는 향상되었으며, 가열전처리 시료에서 가장 우수한 단체분리 특성을 나타내었다.
- 이에 본 연구에서는 순환골재의 생산과정에서의 여러 가지 파분쇄 장비와 전처리 방법을 이용하여 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리 특성을 분석하고자 하였다. 우선 기존 폐콘크리트 처리 공정에서 가장 많이 사용되고 있는 조크러셔를 이용한 파분쇄 실험을 통해 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리 특성과 한계점을 살펴보았으며, 이를 바탕으로 딘체분리를 향상시킬 수 있는 새로운 방법을 도입 흐}였다.
- 자유낙하실험에서도 조크러셔 파분쇄 실험과 마찬가지로 전처리 방법에 따른 효과를 살펴보았다. 조크러셔 파 분쇄 실험과 동일한 방법으로 가열처리된 시료는 아무런 처리를 하지 않은 시료와 같은 방법으로 자유낙하실험을 진행하였으며, 실험 후 분석을 통해 가열 전처리방법의 효과에 대해 살펴보았다.
제안 방법
- Austin(1994)에 의해 제시된 단체분리 분석방법을 도입하여, X축은 분쇄된 파편의 시멘트 모르타르 질량비를 기준으로 하여, 골재로만 이루어진 파편을 0%, 시멘트 모르타르로만 이루어진 파편을 100%로 분류하였다 (Fig. 7). 또한 그 사이의 간격을 10구간으로 분류하여, 총 12개의 구간으로 분류하였다.
- 가열처리 후 골재와 시멘트 모르타르의 결합력이 어떤 차이를 보이는지 확인하기 위해 원통형 시편을 만들어서 3축 압축 시험을 실시하였다. Fig.
- 우선 기존 폐콘크리트 처리 공정에서 가장 많이 사용되고 있는 조크러셔를 이용한 파분쇄 실험을 통해 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리 특성과 한계점을 살펴보았으며, 이를 바탕으로 딘체분리를 향상시킬 수 있는 새로운 방법을 도입 흐}였다. 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리는 두 물질의 계면에서의 선택적 파분쇄를 통해 향상될 수 있으므로, 계면을 따라 선택적 파분쇄를 유도한다고 알려진 gentle breakage를 분쇄 메커니즘으로 하는 자유낙하 실험과 가열 처리 방법을 사용하여 생산된 순환골재의 품질을 기존 조크러셔를 통해 생산된 순환 골재와 비교함으로써 그 효과를 검증하였다.
- 7). 또한 그 사이의 간격을 10구간으로 분류하여, 총 12개의 구간으로 분류하였다. Y축은 시멘트 모르타르의 질량비가 3다 작거나 같은 파편에 대한 누적 질량백분율을 나타낸다.
- 10 mm 보다 작은 입자들은 낮은 질량으로 인하여 반복적인 실험을 통해서도 시료의 파괴를 발생시킬만한 충분한 충격이 발생하지 않기 때문에 반복적인 낙하 실험에서 제외하였다. 분리된 10 mm 이상의 입자들은 육안으로 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리 정도를 파악하였으며, 완전한 단체분리가 이루어진 입자들에 대해서는 추가적인 실험을 진행하지 않았고 그렇지 않은 입자들에 대해서만 추가적인 반복 실험을 실시하였다. 이 과정을 통해서 자유낙하실험을 통해 생산되는 모든 입자의 크기가 10 mm이하가 될 때까지 실험을 반복하였다.
- 새로운 분쇄 메커니즘인 gentle breakage의 효과를 검증하기 위해서는 이러한 과정을 통해 생산된 순환 골재의 품질을 확인하는 것이 매우 중요하므로, 자유낙하를 통해 생산된 순환골재의 품질을 기존의 폐콘크리트 파 분쇄 장치인 조크러셔를 통해 생산된 순환골재의 품질과 비교해보았다. 일반적으로 생산되는 순환골재의 품질은 골재 표면에 부착되어 있는 시멘트 모르타르의 양에 의해 결정되는데, 시멘트 모르타르의 양이 많아질수록 순환골재는 흡수율이 상승하고 강도가 저하되는 등 품질을 자연스럽게 낮아지게 된다.
- 사용하여 파분쇄 실험을 하였다. 실험에 사용된 가열 전처리 방법은 오븐을 이용한 가열처리 방법과 마이크로웨이브를 이용한 처리 방법으로, 오븐을 이용한 가열처리 방법은 실온에서 400℃까지 1시간 동안 온도를 상승 시킨 후, 400℃를 1시간동안 유지하면서 열처리 하였고, 마이크로웨이브에 의한 처리 방법은 600w, 2450MHz 의 마이크로웨이브를 9Q초간 조사하였다. 파분쇄된 폐콘크리트 조각들은 입도 분리 후 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리 특성을 파악하기 위하여 후처리를 실시하였다.
- 하였다. 우선 기존 폐콘크리트 처리 공정에서 가장 많이 사용되고 있는 조크러셔를 이용한 파분쇄 실험을 통해 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리 특성과 한계점을 살펴보았으며, 이를 바탕으로 딘체분리를 향상시킬 수 있는 새로운 방법을 도입 흐}였다. 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리는 두 물질의 계면에서의 선택적 파분쇄를 통해 향상될 수 있으므로, 계면을 따라 선택적 파분쇄를 유도한다고 알려진 gentle breakage를 분쇄 메커니즘으로 하는 자유낙하 실험과 가열 처리 방법을 사용하여 생산된 순환골재의 품질을 기존 조크러셔를 통해 생산된 순환 골재와 비교함으로써 그 효과를 검증하였다.
- 파분쇄된 폐콘크리트 조각들을 550P에서 3시간 이상 건조하여 수분을 제거한 후 시멘트 모르타르와 골재의 무게 (Ws>를 측정하였으며, 그 후 준비된 염산용액(염산 1: 증류수9)에 넣어 골재에 부착되어 있는 시멘트 모르타르를 반복해서 용해시킨 후남아있는 골재의 무게 (WD를 측정하였다. 이 방법을 통해 산처리 전과 후의 분쇄된 폐콘크리트 조각들의 질량 차이를 계산하여, 감소한 질량을 시멘트 모르타르의 양으로 간주하고 골재와 시멘트 모르타르의 질량비를 계산하였다.
- 않았다. 이에 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리를 증진시켜, 파분쇄 공정을 통해 생산되는 순환골재의 품질을 높이고자 새로운 파분쇄 메커니즘인 gentle breakage을 도입하였으며, 이를 검증하기 위해 자유낙하에 의한 파 분쇄 실험을 실시하였다.
- 조크러셔 파 분쇄 실험과 동일한 방법으로 가열처리된 시료는 아무런 처리를 하지 않은 시료와 같은 방법으로 자유낙하실험을 진행하였으며, 실험 후 분석을 통해 가열 전처리방법의 효과에 대해 살펴보았다.
- 실험에 사용된 가열 전처리 방법은 오븐을 이용한 가열처리 방법과 마이크로웨이브를 이용한 처리 방법으로, 오븐을 이용한 가열처리 방법은 실온에서 400℃까지 1시간 동안 온도를 상승 시킨 후, 400℃를 1시간동안 유지하면서 열처리 하였고, 마이크로웨이브에 의한 처리 방법은 600w, 2450MHz 의 마이크로웨이브를 9Q초간 조사하였다. 파분쇄된 폐콘크리트 조각들은 입도 분리 후 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리 특성을 파악하기 위하여 후처리를 실시하였다. 파쇄된 폐콘크리트 조각들은 경화된 콘크리트의 시멘트 함유량 시험 방법(KS F 2416)에 따라 산처리 하여 골재와 시멘트 모르타르의 함유량을 분석하였다.
- 파쇄된 폐콘크리트 조각들은 경화된 콘크리트의 시멘트 함유량 시험 방법(KS F 2416)에 따라 산처리 하여 골재와 시멘트 모르타르의 함유량을 분석하였다. 파분쇄된 폐콘크리트 조각들을 550P에서 3시간 이상 건조하여 수분을 제거한 후 시멘트 모르타르와 골재의 무게 (Ws>를 측정하였으며, 그 후 준비된 염산용액(염산 1: 증류수9)에 넣어 골재에 부착되어 있는 시멘트 모르타르를 반복해서 용해시킨 후남아있는 골재의 무게 (WD를 측정하였다. 이 방법을 통해 산처리 전과 후의 분쇄된 폐콘크리트 조각들의 질량 차이를 계산하여, 감소한 질량을 시멘트 모르타르의 양으로 간주하고 골재와 시멘트 모르타르의 질량비를 계산하였다.
- 폐콘크리트 시료는 두꺼운 철판 위로 자유낙하 시켰으며, 각각의 낙하 후 체가름으로 낙하산 물의 입도를 분석하여 10 mm를 기준으로 산물들을 분리하였다. 10 mm 보다 작은 입자들은 낮은 질량으로 인하여 반복적인 실험을 통해서도 시료의 파괴를 발생시킬만한 충분한 충격이 발생하지 않기 때문에 반복적인 낙하 실험에서 제외하였다.
대상 데이터
- Fig. 4(a)는 실험을 위해 제작된 원통형 시편의 사진으로 원통을 대각선으로 비스듬하게 잘라 한쪽은 시멘트 모르타르로 다른 한쪽은 암석를 이용하여 제작하였다. Fig.
- 4mm 크기의 폐콘크리트 덩어리를 사용하였다. 실험에 사용된 조크러셔는 시료 투입 부분의 너비가 약 65 mm로 고정되어 있고, 배출 부분의 너비는 약 10mm-15mm 로 조절이 가능한 장비이며, 파분쇄 후 배출된 폐콘크리트 조각들의 입도는 실험에 사용된 조크러셔 하부의 배출 부분의 너비에 따라 결정되며, 사용된 크러셔의 배출 부분의 너비에 따라 체의 top size를 달리하여 72 간격으로 체가름을 실시하였다.
- 자유낙하실험에 사용된 폐콘크리트 시료는 실제 폐콘크리트 처리 업체에서 운영되고 있는 1차 조크러셔 산물을 사용하였으며 , 그 중 75x53 mm 크기의 시료를 사용하였다. 폐콘크리트 시료는 두꺼운 철판 위로 자유낙하 시켰으며, 각각의 낙하 후 체가름으로 낙하산 물의 입도를 분석하여 10 mm를 기준으로 산물들을 분리하였다.
- 조크러셔를 이용한 파분쇄 실험에는 두 가지 종류의 폐콘크리트가 사용되었다. 첫 번째는 기초적인 파 분쇄 특성을 파악하기 위해 폐콘크리트 중간 처리 현장에서 얻은 폐콘크리트 괴로부터 지름 5.
- 사용되었다. 첫 번째는 기초적인 파 분쇄 특성을 파악하기 위해 폐콘크리트 중간 처리 현장에서 얻은 폐콘크리트 괴로부터 지름 5.5 cm, 높이 5.5 cm의 일정한 크기와 모양의 원통형 코어를 채취하여 사용하였다(Fig. 3(a)).
- 3(b))를 이용하여 파 분쇄 실험을 실시하였다. 파분쇄 실험에 사용된 시료의 크기는 원통형 코어 시료의 결과와 비교하기 위하여 크기와 비슷한 53 X 37.4mm 크기의 폐콘크리트 덩어리를 사용하였다. 실험에 사용된 조크러셔는 시료 투입 부분의 너비가 약 65 mm로 고정되어 있고, 배출 부분의 너비는 약 10mm-15mm 로 조절이 가능한 장비이며, 파분쇄 후 배출된 폐콘크리트 조각들의 입도는 실험에 사용된 조크러셔 하부의 배출 부분의 너비에 따라 결정되며, 사용된 크러셔의 배출 부분의 너비에 따라 체의 top size를 달리하여 72 간격으로 체가름을 실시하였다.
이론/모형
- 2에서 알 수 있었던 것처럼 단체분리가 향상되어, 골재 또는 시멘트 모르타르로만 이루어진 입자의 비율이 증가하였다는 것을 의미한다. 그러나 시료의 크기별로 골재와 시멘트 모르타르의 함량비가 다르기 때문에, 입자의 크기와 전처리의 영향에 의한 단체분리의 정도를 정확히 비교하기 위해 Locking Index(LI)를 계산하였다(Fig. 8). LI값은 단체분리가 향상될수록 적은 값을 가지며, Fig.
- 전처리 방법에 따른 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리 특성을 파악하기 위하여 가열처리 빙법 (Thermal treatment)을 사용하여 파분쇄 실험을 하였다. 실험에 사용된 가열 전처리 방법은 오븐을 이용한 가열처리 방법과 마이크로웨이브를 이용한 처리 방법으로, 오븐을 이용한 가열처리 방법은 실온에서 400℃까지 1시간 동안 온도를 상승 시킨 후, 400℃를 1시간동안 유지하면서 열처리 하였고, 마이크로웨이브에 의한 처리 방법은 600w, 2450MHz 의 마이크로웨이브를 9Q초간 조사하였다.
- 파분쇄된 폐콘크리트 조각들은 입도 분리 후 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리 특성을 파악하기 위하여 후처리를 실시하였다. 파쇄된 폐콘크리트 조각들은 경화된 콘크리트의 시멘트 함유량 시험 방법(KS F 2416)에 따라 산처리 하여 골재와 시멘트 모르타르의 함유량을 분석하였다. 파분쇄된 폐콘크리트 조각들을 550P에서 3시간 이상 건조하여 수분을 제거한 후 시멘트 모르타르와 골재의 무게 (Ws>를 측정하였으며, 그 후 준비된 염산용액(염산 1: 증류수9)에 넣어 골재에 부착되어 있는 시멘트 모르타르를 반복해서 용해시킨 후남아있는 골재의 무게 (WD를 측정하였다.
성능/효과
- 번째로 실제 폐콘크리트 시료(Fig. 3(b))를 이용하여 파분쇄 실험을 실시한 결과 폐콘크리트 시료의 불균질성으로 인해 크기와 모양을 일정하게 만든 원통형 시료의 경우처럼 경향이 뚜렷하지는 않지만, 조각의 크기가 작아짐에 따라 단체분리 그래프가 수평에 가까워지는 것을 알 수 있었고, 이는 단체분리가 향상된다는 것을 의미한다. 그 결과 원통형 시료의 실험결과(Fig.
- 3(b))를 이용하여 파분쇄 실험을 실시한 결과 폐콘크리트 시료의 불균질성으로 인해 크기와 모양을 일정하게 만든 원통형 시료의 경우처럼 경향이 뚜렷하지는 않지만, 조각의 크기가 작아짐에 따라 단체분리 그래프가 수평에 가까워지는 것을 알 수 있었고, 이는 단체분리가 향상된다는 것을 의미한다. 그 결과 원통형 시료의 실험결과(Fig. 8) 와 마찬가지로 전체적으로 조각의 크기가 작아질수록 LI값은 작아지는 경향을 보였다(Fig. 9). 그러나 조크러셔를 이용한 경우에는 조크러셔의 시료배출구의 긴 격에 의해서 입자의 크기가 조절되기 때문에 비교적 균일한 입도의 산물을 얻을 수 있었지만, 폐콘크리트의 골재가 부서지는 등의 단점이 존재하였다(Fig.
- 각각의 파분쇄 장치를 통해 생산된 순환 골재의 압축강도를 측정한 결과 자유낙하에 의한 파 분쇄와 동일한 분쇄 메커니즘을 갖고 있는 AG mill을 통해 생산된 순환골재의 압축강도가 가장 높게 나타났 다 이는 AG milt을 이용하여 순환골재를 생산할 경우, 기존의 파분쇄 장비에 비해 골재에 가해지는 충격이 적어 골재의 품질이 저하되지 않기 때문이다. 그러므로 gentle breakage를 파분쇄 메커니즘으로 이용하는 자유낙하 또는 AG mill 장비는 골재와 시멘트 모르타르의 단체분리를 증진시킬 뿐만 아니라 골재에 가해지는 충격도 감소시켜 고품질의 순환골재 생산에 매우 효과적임을 확인할 수 있다.
- 6(a)에 비하여 상대적으로 단체분리가 잘 이루어졌다는 것을 확인할 수 있다. 그러므로 파분쇄 공정을 수행하기 전에 전처리를 수행하면, 분쇄 신물이 동일한 입도를 갖고 있더라도 분쇄 산물의 시멘트 모르타르 함량, 즉 품질은 다를 수 있다는 것을 확인할 수 있었고, 전처리 방법 중에서 오븐을 이용한 가열 전처리 방법이 가장 좋은 효과를 보인다.
- 살펴보았다. 기존 폐콘크리트 처리 공정에서 대표적으로 사용되고 있는 조크러셔를 이용하여 파 분쇄실험을 실시한 결과, 파분쇄된 산물의 입도가 감소할수록 단체분리는 향상되었으며, 가열전처리 시료에서 가장 우수한 단체분리 특성을 나타내었다. 그러나 전체적인 입도영역에서는 단체분리가 원활히 이루어지지 않았으며, 나아가 파분쇄 과정에서 골재가 충격을 받아 파괴되는 문제점이 존재하였다.
- 그러나 전체적인 입도영역에서는 단체분리가 원활히 이루어지지 않았으며, 나아가 파분쇄 과정에서 골재가 충격을 받아 파괴되는 문제점이 존재하였다. 따라서 단순呷도 감소에 초점이 맞춰져 있는 기존의 조크러셔는 골재와 모르타르의 단체분리에는 적합하지 않다고 판단되었다. 이에 골재와 시멘트 모르타르의 계면에서 선택적인 파 분쇄를 유도하여 단체분리를 향상시키고자 gentle breakage를 파 분쇄 메커니즘으로 이용하는 자유낙하에 의한 파 분쇄실험을 실시하였으며, 그 결과 자유낙호]를 통해 생산된 입자들은 대부분 골재 또는 모르타르로만 이루어져 조크러셔 대비 매우 우수한 단체분리 특성을 나타내었다.
- 8을 통해서 알 수 있듯이 입자의 크기가 작아짐에 따라서 LI값이 작아진다. 또한 전처리에 따른 단체분리의 영향을 살펴보면, 모든 입자 구간에서 열처리한 시료의 LI값이 microwave 처리한 시료와 아무런 처리를 하지 않은 시료의 값보다 적은 것을 알 수 있다. 따라서 전처리에 따른 단체분리는 열처리를 하였을 때 가장 향상되는 것을 알 수 있다.
- 따라서 단순呷도 감소에 초점이 맞춰져 있는 기존의 조크러셔는 골재와 모르타르의 단체분리에는 적합하지 않다고 판단되었다. 이에 골재와 시멘트 모르타르의 계면에서 선택적인 파 분쇄를 유도하여 단체분리를 향상시키고자 gentle breakage를 파 분쇄 메커니즘으로 이용하는 자유낙하에 의한 파 분쇄실험을 실시하였으며, 그 결과 자유낙호]를 통해 생산된 입자들은 대부분 골재 또는 모르타르로만 이루어져 조크러셔 대비 매우 우수한 단체분리 특성을 나타내었다. 따라서 기존 조크러셔를 이용한 파분쇄 공정을 개선하여 가열처리방법과 gentle breakage를 이용한 파 분쇄공정을 결합할 경우, 천연골재를 대체할 수 있는 고품질의 순환골재 생산이 가능할 것으로 사료된다.
후속연구
- 이에 골재와 시멘트 모르타르의 계면에서 선택적인 파 분쇄를 유도하여 단체분리를 향상시키고자 gentle breakage를 파 분쇄 메커니즘으로 이용하는 자유낙하에 의한 파 분쇄실험을 실시하였으며, 그 결과 자유낙호]를 통해 생산된 입자들은 대부분 골재 또는 모르타르로만 이루어져 조크러셔 대비 매우 우수한 단체분리 특성을 나타내었다. 따라서 기존 조크러셔를 이용한 파분쇄 공정을 개선하여 가열처리방법과 gentle breakage를 이용한 파 분쇄공정을 결합할 경우, 천연골재를 대체할 수 있는 고품질의 순환골재 생산이 가능할 것으로 사료된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.