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문제 정의
- 그러나 제강슬래그 재활용 분야는 성토용, 도로용, 기초 잡석 등 활용분야에 있어 매우 저부가가치에 머무르고 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 방식으로 생산되고 있는 제강슬래그를 중심으로 콘크리트용 골재로써의 활용가능성과 슬래그 특성을 고려한 특수 분야에 대한 콘 크리트 구조물 제조가능성을 연구하고자 하였다.
- 콘크리트의 건조수축은 사용골재, 배합조건 등에 의해 크게 차이가 발생하게 되며 특히 콘크리트 체적의 60 ~ 70%를 차지하는 골재 특성에 따른 건조수축량에 변화를 보이게 된다. 따라서 본 연구에서는 전로제강슬래그골재 조합에 대한 건조수축량을 측정하여 그 크기를 확인하고자 하였다.
- 본 연구에서는 앞서 연구된 전로제강슬래그 골재의 물성을 기초로 하여 전로제강슬래그 종류별, 조합별 콘 크리트 배합을 시행하여 국내생산 제강슬래그 및 고로 시멘트를 활용하여 특수 분야에 적용 가능한 콘크리트를 제조하고자 하였다. 이를 위하여 서랭슬래그, 급랭슬래그 및 세립슬래그를 사용하였으며 이들 전로제강슬래그를 중량비로 조합하고 천연골재를 사용한 일반콘크리트와 비교평가 하였으며 그 결과, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 본 연구에서는 전로제강슬래그 골재 사용 시 강도발현 및 원활한 작업성 확보를 위하여 S사의 PC계 고성능 유동화제를 사용하여 콘크리트를 혼합한 후 물성평가를 실행하였다.
- 시방배합 국내생산 전로제강슬래그 골재 활용 콘크리트 제조가능성을 확인하기 위하여 실제 현장에서 사용하고 있는 천연골재 배합을 기초로 제강슬래그를 치환 적용하여 제품화 가능성을 평가하고자 하였다.
- 또한 이들 골재조합 등 총 5가지 조건으로 조합하여 콘크리트 배합에 활용하였다. 이러한 전로제강슬래그 골재 조합 변경에 따른 물성치를 보다 정확하게 비교분석하기 위하여 천연골재를 사용한 일반 콘크리트 배합도 동일하게 시행하였다.
- 이에 따라 본 연구에서는 급랭 및 서랭방식에 의해 제조된 제강슬래그 골재를 활용하여 콘크리트용 골재로써의 품질기준 적합성을 검토한 후 이를 기초로 특수 분야에 한하여 일반 천연골재를 100%치환, 제조 가능한 콘크리트를 개발하고자 하였다.
제안 방법
- 흡수율이 높은 골재의 사용, 물-시멘트비 증가, 높은 분말도를 지닌 시멘트, 잔 골재율 증대 등은 콘크리트의 건조수축을 증가시키는 요인으로 알려져 있다. TTP는 무근 콘크리트 구조물로 구속에 따른 균열 발생 등의 우려가 크지 않으나 전로제강슬래그 골재 사용에 따른 건조수축 특성변화를 분석하고자 천연골재 대비 건조수축을 비교평가하는 시험을 실시하였다.
- 국내 생산 전로제강슬래그 골재를 활용한 콘크리트 제조기술에 있어 제강슬래그 종류별 골재조합에 대한 평가로 배합 후 FIg. 1과 FIg. 2와 같이 슬럼프, 공기량 시험, 압축강도, 휨강도시험 및 단위중량, 흡수율 시험을 실시하였다. 또한 배합 후 상태에 대해 작업성, 시공성 및 재료분리 가능성에 대해 평가하였으며 기본적인 내구성 평가를 위하여 FIg.
- 또한, 콘크리트 물성변화를 평가하기 위하여 RCS, 서랭 20 mm 및 Fine RCS 골재를 각각 6 : 4, 7 : 3, 5 : 3 : 2로 혼합한 혼합골재를 선정하여 비교평가 하였다. 또한 Table 1과같이 제강슬래그 골재를 활용한 콘크리트와의 비교분석을 위하여 일반 천연골재를 사용한 기존의 레미콘 배합을 실시하여 비교분석하였다.
- 2와 같이 슬럼프, 공기량 시험, 압축강도, 휨강도시험 및 단위중량, 흡수율 시험을 실시하였다. 또한 배합 후 상태에 대해 작업성, 시공성 및 재료분리 가능성에 대해 평가하였으며 기본적인 내구성 평가를 위하여 FIg. 3과 같이 건조수축, 염소이온투과저항성에 대해 평가하였다.
- 제강슬래그 골재를 이용한 콘크리트 제조기술 개발에 사용된 골재는 앞서 연구된 제강슬래그 골재 중 콘크리트용 골재 품질기준에 가장 적합한 것으로 평가되었던 급랭방식으로 생산된 RCS (Rapidly chilled steel slag), 서랭방식으로 생산되어 20 mm로 파쇄된 골재 및 잔 골재용 Fine RCS 골재(습식처리 시 잔류하는 미립분 슬래그)를 사용하였다. 또한 이들 골재조합 등 총 5가지 조건으로 조합하여 콘크리트 배합에 활용하였다. 이러한 전로제강슬래그 골재 조합 변경에 따른 물성치를 보다 정확하게 비교분석하기 위하여 천연골재를 사용한 일반 콘크리트 배합도 동일하게 시행하였다.
- 또한 해양구조물 특성 상 수밀성 및 내구성 확보를 위하여 물-시멘트비를 50%이하인 48.5%로 선정하여 시방배합을 작성하였으며 이를 골재특성 및 작업성 확보에 맞게 현장배합으로 수정배합하였다.
- 또한, 이들 골재의 조합 중 RCS 50%와 서랭 20 mm 50% 골재 조합은 모든 품질기준을 만족하였으며 이를 콘크리트용 골재로 활용하였다. 또한, 콘크리트 물성변화를 평가하기 위하여 RCS, 서랭 20 mm 및 Fine RCS 골재를 각각 6 : 4, 7 : 3, 5 : 3 : 2로 혼합한 혼합골재를 선정하여 비교평가 하였다.
- 또한, 이들 골재의 조합 중 RCS 50%와 서랭 20 mm 50% 골재 조합은 모든 품질기준을 만족하였으며 이를 콘크리트용 골재로 활용하였다. 또한, 콘크리트 물성변화를 평가하기 위하여 RCS, 서랭 20 mm 및 Fine RCS 골재를 각각 6 : 4, 7 : 3, 5 : 3 : 2로 혼합한 혼합골재를 선정하여 비교평가 하였다. 또한 Table 1과같이 제강슬래그 골재를 활용한 콘크리트와의 비교분석을 위하여 일반 천연골재를 사용한 기존의 레미콘 배합을 실시하여 비교분석하였다.
- 콘 크리트 자체의 투수저항성이 부족할 경우 콘크리트 내부로 수분 및 염화물이 침투하여 콘크리트 내부에 인장 응력을 발생시키고 이로 인해 균열발생 및 붕괴의 원인으로 작용하게 된다. 이러한 콘크리트의 투수성을 평가 하는 방법 중 하나가 염소이온을 강제적으로 콘크리트 내부에 침투시켜 그 통과량을 평가하는 염소이온투과저항성 평가이며 본 연구에서는 이를 통해 전로제강슬래그를 활용한 콘크리트의 수밀성 확보 등의 내구성을 평가하였다.
- 이를 위하여 RCS, 서랭 20 mm 파쇄골재 및 Fine RCS 슬래그를 활용하여 제강슬래그 조합별 콘크리트 물성변화 시험을 실시하였다. 단위시멘트량은 320 kg/m3를 기준으로 하였으며 물-시멘트비는 해양구조물 특성을 고려하여 수밀성 향상을 위한 48.
- 본 연구에서는 앞서 연구된 전로제강슬래그 골재의 물성을 기초로 하여 전로제강슬래그 종류별, 조합별 콘 크리트 배합을 시행하여 국내생산 제강슬래그 및 고로 시멘트를 활용하여 특수 분야에 적용 가능한 콘크리트를 제조하고자 하였다. 이를 위하여 서랭슬래그, 급랭슬래그 및 세립슬래그를 사용하였으며 이들 전로제강슬래그를 중량비로 조합하고 천연골재를 사용한 일반콘크리트와 비교평가 하였으며 그 결과, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 전로제강슬래그 골재를 콘크리트에 활용하기 위한 평가에서는 일반콘크리트 2종과 제강슬래그 종류별, 조합별 7종 등 총 9가지 변수에 대해 배합을 시행하였다.
대상 데이터
- 이를 위하여 RCS, 서랭 20 mm 파쇄골재 및 Fine RCS 슬래그를 활용하여 제강슬래그 조합별 콘크리트 물성변화 시험을 실시하였다. 단위시멘트량은 320 kg/m3를 기준으로 하였으며 물-시멘트비는 해양구조물 특성을 고려하여 수밀성 향상을 위한 48.5%로 선정하였다.
- 일반콘크리트에 사용된 골재는 천연골재를 사용하였으며 제강슬래그 골재는 RCS, 서랭 20 mm와 Fine RCS를 사용하였다.
- 제강슬래그 골재를 이용한 콘크리트 제조기술 개발에 사용된 골재는 앞서 연구된 제강슬래그 골재 중 콘크리트용 골재 품질기준에 가장 적합한 것으로 평가되었던 급랭방식으로 생산된 RCS (Rapidly chilled steel slag), 서랭방식으로 생산되어 20 mm로 파쇄된 골재 및 잔 골재용 Fine RCS 골재(습식처리 시 잔류하는 미립분 슬래그)를 사용하였다. 또한 이들 골재조합 등 총 5가지 조건으로 조합하여 콘크리트 배합에 활용하였다.
성능/효과
- (1) 굳지 않은 콘크리트상태를 살펴보면, 급랭 전로슬래그(RCS)와 서랭 20 mm 골재를 단독으로 사용한 경우 성형성 및 마감성이 불량하였으며 작업성 불량에 따른 배합상태로 골재 및 시멘트가 충분히 혼합되지 못한 상태로 재료분리가 발생하였다. 그러나, RCS와 서랭 20 mm를 5:5로 조합한 골재에서는 양호한 콘크리트 상태를 나타내었다.
- (2) 모든 배합조건에서 공기량은 목표 공기량 범위인 4.5 ± 1.5%만족하여 콘크리트용 혼화제를 첨가할 경우 전로제강슬래그 골재에 의한 혼화제 기능 저하 및 효과감소 등은 없는 것으로 평가되어 전로제강슬래그 골재 치환 콘크리트 제조 시 기능성 향상을 위한 혼화제 첨가는 문제가 없는 것으로 판단되었다.
- (3) 전로제강슬래그 골재를 활용한 콘크리트의 단위 중량 측정결과, 모든 경우에 있어 일반 콘크리트 대비약 16 ~ 30%이상의 단위중량 증대를 가져왔으며 서랭 20 mm 골재의 사용량 증대 시 가장 높은 단위중량을 나타내었다. 그러나 잔 골재 크기의 Fine RCS를 많이 활용할 경우 단위중량 현저하게 감소하는 것으로 측정되었다.
- (4) 압축강도 측정결과, 모든 전로제강슬래그 골재 치환 콘크리트에서 재령 28일에 있어 설계기준강도 24 MPa를 넘어서는 압축강도를 나타내어 현재의 테트라포트 설계기준강도를 달성하였으며 휨강도 또한 5.0 MPa 이상의 높은 강도를 나타내어 전로제강슬래그 골재 치환 배합에서 강도에 의한 구조적 문제는 없을 것으로 평가되었다.
- (5) 전로제강슬래그 골재 조합별 건조수축은 급랭슬래그인 RCS의 첨가율이 높을수록 건조수축은 현저하게 감소되는 것으로 측정되었다. 또한, 미립슬래그인 Fine RCS의 첨가량이 증대될수록 건조수축량은 증대되는 경향을 나타내었다.
- (6) 전로제강슬래그 골재 조합별 염소이온투과저항성을 살펴보면, 전로제강슬래그 골재를 사용한 모든 조건에서 일반콘크리트 대비 최대 10배이상의 투수저항성 향상을 가져오는 것으로 측정되었다. 특히 Fine RCS를 사용한 배합에서는 통과전하량이 1,000쿨롱이하로 측정 되어 불투수성의 재료로 판정되었다.
- (7) 전로제강슬래그 골재를 치환하여 자중증대에 따른 외부저항력 증대와 강도발현 특성 등을 고려하여 볼때 TTP용 콘크리트 제조에 있어서는 RCS 골재 50%와 서랭슬래그 20 mm 50%골재 치환 시 작업성, 성형성, 강도발현 및 내구성 부분에 있어 가장 양호한 것으로 평가되었으나 물-시멘트비가 41%보다 증가할 경우블리딩 과다 및 재료분리 가능성이 높은 것으로 나타나 현장적용 시 물-시멘트비에 대한 품질관리가 매우 철저 하게 이루어져야 할 것으로 판단되었다.
- Fine RCS를 20% 첨가한 #4배합의 경우는 3번 배합보다 배합상태는 다소 양호하여 성형성은 확보할 수 있었으나 현장에서 사용하기에는 마감성이 부족한 것으로 평가되었다.
- Table 3과 같이 물-시멘트비에 대한 슬럼프 측정결과를 살펴보면, 일반콘크리트의 경우 물-시멘트비 48.5%조건에서는 배출 슬럼프가 65 mm를 나타내었으며 물시멘트비가 54.6%로 증가함에 따라 작업성도 100 mm 로 증가되는 일반적인 경향을 나타내었다.
- 건조수축의 특성만을 고려할 경우 전로제강슬래그를 활용한 콘크리트 제조에 있어서는 RCS의 첨가가 더욱 효과적이며 최소 50%이상 골재로 활용할 경우 건조수축 억제에 상당한 효과가 있을 것으로 기대되었으며 Fine RCS는 건조수축의 증대를 가져오므로 사용량에 주의를 하여야 할 것으로 판단되었다.
- 결합재로 사용된 고로슬래그 시멘트는 Table 2와 같이 비중 2.94로 일반 포틀랜드시멘트에 비해 매우 작은 비중과 높은 분말도를 가지고 있는 것으로 분석되며, 이는 고로슬래그 미분말에 의한 영향으로 판단된다.
- 굳지않은 상태에서의 특성을 종합적으로 평가한 결과, 전로제강슬래그 골재 중 RCS와 서랭 20 mm 조합 5 : 5 배합은 전로제강슬래그의 기타 조합 배합상태보다 전체적으로 양호하였으며 기존의 전로제강슬래그 골재 조합 대비 작업성, 시공성 및 성형성에 있어 가장 우수한 상태를 나타내었다. 즉.
- (3) 전로제강슬래그 골재를 활용한 콘크리트의 단위 중량 측정결과, 모든 경우에 있어 일반 콘크리트 대비약 16 ~ 30%이상의 단위중량 증대를 가져왔으며 서랭 20 mm 골재의 사용량 증대 시 가장 높은 단위중량을 나타내었다. 그러나 잔 골재 크기의 Fine RCS를 많이 활용할 경우 단위중량 현저하게 감소하는 것으로 측정되었다. 특히 흡수량 평가에서는 일반 콘크리트 대비 50%수준으로 감소되어 해양구조물로 활용할 경우 매우 높은 수밀성을 확보할 수 있을 것으로 기대되었다.
- 이러한 휨강도 증진은 다양한 크기와 형태의 외력에 저항해야하는 해양구조물에 있어 압축강도와 더불어 매우 효과적인 내구성을 가질 것으로 기대된다. 따라서 전로제강슬래그 골재를 이용한 TTP용 콘크리트 제조에 있어 RCS 50%와 서랭 20 mm 50%의 조합은 매우 적절한 골재조합으로 판단되었다.
- 그러나, RCS와 서랭 20 mm를 5:5로 조합한 골재에서는 양호한 콘크리트 상태를 나타내었다. 따라서, RCS 또는 서랭 20 mm 제강슬래그 골재를 단독으로 사용하여 콘크리트를 제조하기보다는 적절한 조합을 통해 콘크리트에 적용해야 할 것으로 판단되었다.
- 4와 같이 급랭슬래그인 RCS의 첨가율이 높을 수록 건조수축은 현저하게 감소되는 것으로 측정되었다. 또한, 미립슬래그인 Fine RCS의 첨가량이 증대될수록 건조수축량은 증대되는 경향을 나타내었다.
- 또한, 재령 3일에 있어 5 MPa를 크게 상회하여 거푸집 조기 탈형이 가능한 배합조건임을 알 수 있었으며 재령28일에서의 압축강도는 30 MPa를 넘어 목표 설계 강도인 ‘f28 = 24MPa’를 만족하는 것으로 나타나 전로 제강슬래그 골재를 이용한 콘크리트의 외부하중 저항력은 일반 콘크리트보다 더 우수할 것으로 판단되었다.
- 또한, 전로제강슬래그 골재 RCS 50%와 20 mm 50%를 사용한 콘크리트의 건조수축은 재령 28일에 있어 0.026% 수준으로 측정되었으며 이는 일반 콘크리트 포장에서 적용되고 있는 허용기준치 0.15%보다 매우 낮은 건조수축량으로 전로제강슬래그골재를 콘크리트용 골재로써 치환적용함에 있어 건조수축에 대한 우려는 없는 것으로 평가되었다.
- RCS와 Fine RCS슬래그만을 사용하여 배합한 #5 ~ 7번의 배합상태를 살펴보면, 6:4의 배합조건에서는 마감성, 성형성 등이 불량한 초기 배합상태를 나타내었으며5 : 5 배합에는 다소 향상한 초기 배합상태를 나타내었다. 마지막으로 4:6으로 배합한 #7배합은 마감성 및 성형성은 증가하였으나 5 mm의 잔 골재 크기인 Fine RCS의 과도한 첨가로 콘크리트 물성보다는 시멘트 모르타르에 가까운 물성을 나타내어 건축자재로 활용가능성은 높았으나 이를 콘크리트로 활용하기에는 부적절한 것으로 평가되었다.
- 모든 배합조건에서 공기량은 목표 공기량 범위인 4.5 ± 1.5%만족하여 콘크리트용 혼화제를 첨가할 경우 전로제강슬래그 골재에 의한 혼화제 기능 저하 및 효과 감소 등은 없는 것으로 평가되어 전로제강슬래그 골재치환 콘크리트 제조 시 기능성 향상을 위한 혼화제 첨가는 문제가 없는 것으로 판단되었다.
- 즉. 물-시멘트비 41.3%에서 슬럼프가 140 mm 나타내어 기타 조건에서 확보할 수 없었던 슬럼프 조건을 만족함과 동시에 공기량도 3.4%를 나타내어 기준을 만족하는 것으로 측정되었다. 이러한 원인으로는 앞서 평가된 콘크리트용 골재 품질기준 결과에 기인하는 것으로 골재 입도, 잔입자량 등에 있어 기타 슬래그 골재와 달리 품질기준을 만족함에 따른 콘 크리트 물성확보가 매우 용이한 것으로 판단되었다.
- 본 절에서 평가한 전로제강슬래그 골재 조합별 염소 이온투과저항성을 살펴보면, FIg. 5와 같이 전로제강슬래그 골재를 사용한 모든 조건에서 일반콘크리트 대비 최대 10배이상의 투수저항성 향상을 가져오는 것으로 측정되었다.
- 선정된 골재 중 급랭전로슬래그 RCS는 콘크리트용 골재 품질기준 중 입도분포를 제외한 밀도, 흡수율, 마모감량 및 잔입자량을 만족하는 골재특성을 보였으며 서랭 20 mm분쇄골재는 흡수율을 제외한 품질기준을 만족한 골재였으며 잔 골재용 Fine RCS는 밀도 및 흡수율을 만족하는 골재로 평가되었다.
- 특히 Fine RCS를 사용한 배합에서는 통과전하량이 1,000쿨롱이하로 측정되어 불투수성의 재료로 판정되었다. 이러한 전로제강슬래그 골재 치환 콘크리트의 높은 염소이온투과저항성은 콘크리트 흡수율이 감소된 원인과 전로제강슬래그 자체의 높은 강도에 기인하는 것으로 판단되었다.
- 특히 Fine RCS를 사용한 배합에서는 통과전하량이 1,000쿨롱이하로 측정되어 불투수성의 재료로 판정되었다. 이러한 전로제강슬래그 골재 치환 콘크리트의 높은 염소이온투과저항성은 콘크리트 흡수율이 감소된 원인과 전로제강슬래그 자체의 높은 강도에 기인하는 것으로 판단되었다.
- 이를 개선하고 목표슬럼프 120 ± 20 mm 만족시키기 위하여 유동화제를 1.0%에서 0.5%로 감소시켜 배합한결과, RCS50 + 2050골재조합에서의 물-시멘트비는 41.3%로 측정되어 굳지 않은 물성평가에서는 가장 우수한 작업성과 강도, 내구성 확보를 위한 낮은 물-시멘트비를 갖는 것으로 평가되었다.
- 이를 통해 전로제강슬래그 골재를 활용하여 콘크리트를 제조할 경우 높은 수밀성 및 투수저항성을 지닐 수 있어 해양구조물로서의 적용이 매우 타당한 것으로 평가되었다.
- 전로제강슬래그 골재 조합별 건조수축 특성을 살펴보면, FIg. 4와 같이 급랭슬래그인 RCS의 첨가율이 높을 수록 건조수축은 현저하게 감소되는 것으로 측정되었다. 또한, 미립슬래그인 Fine RCS의 첨가량이 증대될수록 건조수축량은 증대되는 경향을 나타내었다.
- 전로제강슬래그 골재를 활용한 콘크리트의 단위용적 질량 측정결과, Table 4와 같이 모든 경우에 있어 일반 콘크리트 대비 약 16 ~ 30%이상의 단위중량 증대를 가져왔으며 잔 골재 크기의 Fine RCS를 많이 활용할 경우 단위중량이 현저하게 감소하는 것으로 측정되었다.
- 전로제강슬래그 조합에 따른 강도발현 특성을 살펴보면, Table 5와 같이 전체적으로 천연골재를 사용한 일반 콘크리트에 비하여 압축강도 및 휨강도는 크게 향상 되는 것으로 측정되었다. 특히 초기 재령3일 강도가 20 MPa를 넘는 압축강도를 나타내었으며 휨강도에서는 미립슬래그인 Fine RCS를 60% 치환한 #7 배합을 제외하고는 5.
- 즉, 급랭에 따른 슬래그의 안정성을 확보한 RCS는 콘크리트 내에서 수축을 억제하는 효과를 가져오나 미립자의 Fine RCS는 골재 내 물량 흡수 및 건조에 따라 건조수축량이 증대되는 것으로 평가되었다.
- 즉, 급랭에 따른 슬래그의 안정성을 확보한 RCS는 콘크리트 내에서 수축을 억제하는 효과를 가져오나 미립자의 Fine RCS는 골재 내 물량 흡수 및 건조에 따라 건조수축량이 증대되는 것으로 평가되었다.
- 특히 흡수량 평가에서는 천연골재를 전로제강슬래그 골재로 치환하여 제조할 경우 일반 콘크리트 대비 50%수준으로 감소되어 매우 높은 수밀성을 확보할 수 있을 것으로 기대되었다. 즉, 전로제강슬래그 골재를 이용한 콘크리트 구조물을 수중구조물로 활용할 경우 낮은 흡수율로 인해 일반 콘크리트보다 내구성확보 측면에서 보다 유리할 것으로 판단되었다.
- 그러나, 콘크리트용 골재품질기준을 만족하였던 골재 조합 #8,9 배합에서는 이보다 낮은 물-시멘트 조건에서 작업성 확보가 가능한 것으로 평가되었다. 특히 #8의경우 고성능 유동화제 1.0%의 사용은 과도한 작업성 증대로 인해 재료분리 현상이 관찰되었으며 공시체 제작 중 과도한 블리딩수 발생과 골재침강 현상이 나타나 유동화제 혼입율 1.0%는 과도한 첨가율로 평가되었다.
- 전로제강슬래그 조합에 따른 강도발현 특성을 살펴보면, Table 5와 같이 전체적으로 천연골재를 사용한 일반 콘크리트에 비하여 압축강도 및 휨강도는 크게 향상 되는 것으로 측정되었다. 특히 초기 재령3일 강도가 20 MPa를 넘는 압축강도를 나타내었으며 휨강도에서는 미립슬래그인 Fine RCS를 60% 치환한 #7 배합을 제외하고는 5.0 MPa를 넘는 우수한 강도발현 특성을 나타내었다.
- 특히 흡수량 평가에서는 천연골재를 전로제강슬래그 골재로 치환하여 제조할 경우 일반 콘크리트 대비 50%수준으로 감소되어 매우 높은 수밀성을 확보할 수 있을 것으로 기대되었다. 즉, 전로제강슬래그 골재를 이용한 콘크리트 구조물을 수중구조물로 활용할 경우 낮은 흡수율로 인해 일반 콘크리트보다 내구성확보 측면에서 보다 유리할 것으로 판단되었다.
- 특히, RCS50 + 20 mm50 전로제강슬래그 조합은 휨강도가 7.75 MPa로 가장 큰 값을 나타내어 압축뿐 아니라 휨에 대한 저항성이 크게 향상되는 것으로 평가되 었다. 이러한 휨강도 증진은 다양한 크기와 형태의 외력에 저항해야하는 해양구조물에 있어 압축강도와 더불어 매우 효과적인 내구성을 가질 것으로 기대된다.
후속연구
- 그러나 본 연구에서 제안된 전로제강슬래그 골재 치환 TTP용 콘크리트 최적배합비율은 실내평가를 수행하여 도출된 결과이므로, 향후 현장적용 시 장비조건, 경제성 분석, 사용성 평가 및 현장골재 특성 등을 종합적으로 고려하여 필요 시 수정될 수 있을 것으로 판단된다.
- 이러한 원인으로는 앞서 평가된 콘크리트용 골재 품질기준 결과에 기인하는 것으로 골재 입도, 잔입자량 등에 있어 기타 슬래그 골재와 달리 품질기준을 만족함에 따른 콘 크리트 물성확보가 매우 용이한 것으로 판단되었다. 그러나, 물-시멘트비가 41.3%를 넘을 경우 급격한 재료분리가 발생할 수 있으므로 골재 표면수량 및 현장품질관리가 반드시 선행되어야 할 것으로 평가되었다.
- 따라서, 본 연구에서는 이러한 시대적, 환경적 변화에 맞추어 그동안 저부가가치 활용분야에 적용되던 제강슬래그의 활용용도를 생산지역적 특성을 고려한 특성화된 제조기술을 개발함으로써 고부가가치 분야, 녹색기술 분야로 확대적용 할 수 있을 것으로 기대된다.
- 앞서 분석된 제강슬래그의 주요 특성을 고려하여 적용 분야로는 염화물함량에 영향을 받지 않는 무근 콘크리트 구조물과 높은 단위중량의 장점을 활용할 수 있는 테트라포드 구조물 제작에 대한 제강슬래그 골재치환을 목표로 하였으며 이를 위해 테트라포드 제작을 위한 제강슬래그 골재 100% 치환 콘크리트 제조기술의 개발에 있어 기존에 사용하고 있는 레미콘 규격 ‘25 mm-24 MPa-120 mm’ 수준의 기존 제품과 동등 또는 그 이상의 강도 및 내구성을 갖는 제강슬래그 골재 치환 콘 크리트 제조기술을 개발하고자 한다.
- 75 MPa로 가장 큰 값을 나타내어 압축뿐 아니라 휨에 대한 저항성이 크게 향상되는 것으로 평가되 었다. 이러한 휨강도 증진은 다양한 크기와 형태의 외력에 저항해야하는 해양구조물에 있어 압축강도와 더불어 매우 효과적인 내구성을 가질 것으로 기대된다. 따라서 전로제강슬래그 골재를 이용한 TTP용 콘크리트 제조에 있어 RCS 50%와 서랭 20 mm 50%의 조합은 매우 적절한 골재조합으로 판단되었다.
- 이러한 전로제강 슬래그 골재 치환 콘크리트의 높은 염소이온투과저항성은 콘크리트 흡수율이 감소된 원인과 전로제강슬래그 자체의 높은 강도에 기인하는 것으로 판단되었다. 이를 통해 전로제강슬래그 골재를 활용하여 콘크리트를 제조할 경우 높은 수밀성 및 투수저항성을 지닐 수 있어 해양구조물로 적용할 경우 매우 우수한 효과를 나타날 것으로 기대된다.
- 즉, 전로제강슬래그를 활용한 TTP용 콘크리트는 해풍 및 파도에 저항해야 하는 특성 상 높은 비중의 콘크리트를 제조하여 사용할 경우 그 저항성이 더 증대될것으로 기대된다.
- 그러나 잔 골재 크기의 Fine RCS를 많이 활용할 경우 단위중량 현저하게 감소하는 것으로 측정되었다. 특히 흡수량 평가에서는 일반 콘크리트 대비 50%수준으로 감소되어 해양구조물로 활용할 경우 매우 높은 수밀성을 확보할 수 있을 것으로 기대되었다.
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