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고밀도 폐유리와 제강슬래그의 중량 콘크리트 골재로의 적용성에 관한 연구
A Study on the Applicability of Heavyweight Waste Glass and Steel Slag as Aggregate in Heavyweight Concrete 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.23 no.2, 2019년, pp.107 - 115  

최소영 (강릉원주대학교 방재연구소) ,  김일순 (강릉원주대학교 토목공학과) ,  최윤석 (한국건설생활환경시험연구원) ,  양은익 (강릉원주대학교 토목공학과)

초록
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현재 많은 국가들이 천연자원이 고갈되는 문제에 직면해있고, 골재 공급이 어려운 상황이다. 이러한 상황을 고려하기 위하여 대체 자원 개발을 위한 다양한 연구들이 수행되어왔다. 특히, 방사성 폐기물차폐를 위해 사용되는 고밀도 채움재는 많은 양의 골재를 필요로 한다. 또한, 채움재의 차폐 성능 개선을 위해서는 채움재의 밀도 증가가 요구된다. 따라서 밀도가 높은 산업폐자원의 중량콘크리트 골재로의 활용성을 확대하기 위한 기초 자료의 제공을 위해 본 연구가 수행되었다. 실험결과, OPC의 경우, 고밀도 폐유리에 의해 감소된 콘크리트의 강도는 제강슬래그를 사용해도 개선되지 않으나, 광물질 혼화재를 결합재로 사용하면 성능이 개선되었다. 따라서 고밀도 폐유리와 제강슬래그를 중량 콘크리트에 적용할 경우, 광물질 혼화재와 함께 사용하고, FA보다는 BFS를 사용하는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 한편, 제강슬래그를 중량콘크리트의 골재로 대체할 경우, 제강슬래그의 높은 밀도로 인하여 탄성계수와 차폐성능의 개선이 가능할 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The many countries are facing the shortage of natural resources, and the supply of aggregates are being exhausted. To consider this situation a variety of studies were performed for the development of alternative resources. In particular, high density filler material was used for shielding radioacti...

주제어

표/그림 (19)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 제강 슬래그를 골재로 적용할 경우, 콘크리트에 발생할 팽창에 대한 안정성을 평가하기 위하여 ASR에 의한 팽창 평가를 ASTM C 1260에 의거하여 실시하였다.
  • 특히, 기존 연구자(Lim et al, 2011; Lim and Lee, 2017a; Lim and Lee, 2017b)에 의해 제강슬래그에 다양한 물성과 차폐성능에 관한 연구가 진행된 바 있으나, 본 연구는 중금속을 함유한 고밀도 폐유리도 함께 적용하여 검토하였으며, 산업폐자원의 활용 가능성을 확대하기 위한 기초자료를 제공하기 위한 것이다. 따라서 본 연구에서는 중금속을 함유하여 차폐 성능 개선이 가능한 고밀도 폐유리(Choi et al., 2019)를 전량 잔골재로 대체하고와 제강슬래그를 함께 적용하여 중량 콘크리트의 골재로 사용 가능성을 평가하기 위해 고밀도 폐유리를 전량 잔골재로 대체하고, 제강 슬래그의 굵은 골재 대체율 변화에 따른 콘크리트의 안정성, 시공성 및 역학적 특성을 검토하였다.
  • 본 연구에서는 고밀도 폐유리와 제강 슬래그를 혼입한 콘크리트를 제작하기에 앞서, 제강슬래그(EFG)의 KS 기준 충족 여부를 검토하고자 KS F 2527 (콘크리트 용 골재) 기준에 따라 물리적, 화학적 분석을 실시하였다. 또한, 고밀도 폐유리 및 제강 슬래그를 적용한 콘크리트의 특성을 평가하기 위하여 고밀도 폐유리는 잔골재로 전량 대체하여 사용하고, 물-결합재 비는 45%로, 제강 슬래그는 굵은 골재로 대체하였으며, 이때 대체율을 각 0%, 50%, 100%로 결정하였다.
  • 그러나 콘크리트용 골재로 적용하기 위해서는 제강 슬래그의 팽창특성 및 체적안정성을 검토할 필요가 있다. 특히, 기존 연구자(Lim et al, 2011; Lim and Lee, 2017a; Lim and Lee, 2017b)에 의해 제강슬래그에 다양한 물성과 차폐성능에 관한 연구가 진행된 바 있으나, 본 연구는 중금속을 함유한 고밀도 폐유리도 함께 적용하여 검토하였으며, 산업폐자원의 활용 가능성을 확대하기 위한 기초자료를 제공하기 위한 것이다. 따라서 본 연구에서는 중금속을 함유하여 차폐 성능 개선이 가능한 고밀도 폐유리(Choi et al.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
철강슬래그란 무엇인가? 한편, 철강은 전 세계적으로 산업 전 분야에 걸쳐 사용되는 매우 기초적인 소재이며 전방 연쇄효과가 큰 산업 분야이다. 특히 철강 제조에 있어 필연적으로 발생하는 철강슬래그는 철을 생산하는 과정에서 발생하는 산업부산물을 총칭하는 것으로 철강 공정에서 발생되는 불순물을 제거하기 위해 사용되는 화학약품과 불순물의 물리, 화학적 반응에 의해 형성 된다 (Choi et al., 2007).
제강슬래그는 어디에 주로 적용되었는가? , 2007). 제강슬래그의 경우, 전기로에서 발생되는 산업부산물로 주성분이 석회와 실리카로 구성되어 일반적인 골재의 특성과 유사하기 때문에 골재로의 활용 가능성에 대하여 논의되어 왔으나 (Lim and Lee, 2017a; Lim and Lee,2017b), 대부분 성토용, 매립재 등으로 적용되었다. 이는 제강슬래그 생산 공정에 의해 존재하는 유리석회 (free-CaO) 및 유리산화마그네슘 (free-MgO)이 제강 슬래그에 포함되고, 이후 free-CaO 및 free-MgO가 물과 접촉하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)으로 변화하여 체적이 2배로 증가, 제강 슬래그의 팽창 붕괴를 유발하기 때문이다 (Park and Kim, 2012; Kuo and Shu, 2014).
천연 골재의 안정적인 공급이 어려운 이유는? 채움재의 생산을 위해서 사용되는 천연 골재는 국가 경제의 근간이 되는 건설 산업의 자원으로써 안정적인 공급이 필수적이다. 그러나 지속적인 감소와 환경규제 등으로 인하여 점차 수급이 불안정해지고 있으며, 2010년을 기점으로 하천골재 채취 허가량이 급격하게 감소되고 있다 (Ministry of Land Infrastructure and Transport of Korea, 2014), 따라서 골재 대체재 개발연구의 일환으로, 산업폐기물을 건설 재료로 재활용하고자 하는 다양한 연구가 진행되어왔으며 특히, 기존 골재보다 우수한 물성(예를 들면, 밀도)을 갖는 재료를 콘크리트용 골재로 적용하기 위한 시도가 진행되어왔다 (Lim et al, 2011; Choi et al., 2015; Choi et al.
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