[논문]공동충전재로써 각종 산업부산물을 활용한 CLSM의 현장적용 가능성 평가

료효개; 김동훈

doi:10.14190/jrcr.2020.8.4.387

[국내논문] 공동충전재로써 각종 산업부산물을 활용한 CLSM의 현장적용 가능성 평가
Field Applicability Evaluation of Control Low Strength Materials as Utilizing Various Industrial by-Products 원문보기

Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute = 한국건설순환자원학회 논문집, v.8 no.4, 2020년, pp.387 - 394

초록
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본 연구에서는 다량의 산업부산물 및 폐기물을 안전하게 유효 활용할 수 있는 CLSM의 기초적 물성시험을 통해 FA 및 잔골재의 대체 재료로써 GBFS 및 FNS, FGB의 적용가능성을 검토하였다. 나아가, 도로 및 노면하부, 포토홀 등의 공동충전재로서의 현장적용 가능성에 대해서도 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, GBFS 및 FNS, FGB를 활용한 CLSM의 경우 GBFS 및 FNS는 각각 30% 이상, FGB는 5% 이내에서 적정 혼합하면 현장적용을 위한 유동성 개선에 유효한 것으로 나타났다. 둘째, GF15B5는 Base 대비 동등 정도의 블리딩율이 GF30B5는 Base 대비 0.17% 정도 블리딩을 억제할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, Base 대비 GF15는 0.2%, GF30 및 GF45는 각각 0.26% 및 0.3% 정도 블리딩을 억제할 수 있는 것으로 확인되었다. 셋째, GF15B5 및 GF30B5 모두 7일 강도가 0.4MPa을 초과하여 현장적용을 만족하였고 또한, 초기강도의 증가비율이 Base 대비 각각 323% 및 233% 높게 나타나는 것으로 파악되었다. 또한, GF의 경우도 현장적용을 위한 7일 강도가 0.2MPa 이상을 모두 만족하였고 Base 대비 GF15는 160%, GF30 및 GF45는 각각 237% 및 185% 정도의 높은 강도증가비율이 확인되었다. 넷째, GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용한 CLSM의 경우 Cr의 농도가 비교적 높게 용출되는 것으로 파악되어 대량의 지하수 및 침투수가 유입되는 환경하에서는 Cr의 용출에 의한 환경적 안전성 검토가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this research, a physical property test of CLSM, which can safely and effectively utilize a great number of industrial byproducts and waste types, was used to review the applicability of GBFS, FNS, and FGB, as well as their field applicabilities as cavity fillers, and the following conclusions have been reached. first, For CLSM utilizing GBFS, FNS, and FGB, it was revealed that a proper mixing of over 30% of GBFS and FNS or within 5% of FGB is effective in improving the fluidity for field application. second, It was revealed that GF15B5 can suppress bleeding at a similar level as the base, whereas GF30B5 can do so at about 0.17% compared to the base. It was also verified that GF15, GF30, and GF45 can suppress bleeding at about 0.2%, 0.26%, and 0.3%, respectively, compared to the base. third, Both GF15B5 and GF30B5 exceeded 0.4MPa in 7day strength tests to satisfy the field application and, also, the rates of increase of their initial strengths were found to be 323% and 233% higher than the base, respectively. Meanwhile, the 7day strength test of GF, which utilizes GBFS and FNS, also reached over 0.2MPa for field application, and it was revealed that GF15, GF30, and GF45 show 160%, 237%, and 185% higher strength increase rates, respectively, compared to the base.

Keyword

표/그림 (12)

그림 Fig. 1. Use materials
표 Table 1. Physical properties of use materials
그림 Fig. 2. Specimen and mixer, curing process
표 Table 2. Mixture proportions of CLSM
표 Table 3. Use quality of CLSM*
그림 Fig. 3. Flow test method
그림 Fig. 4. Bleeding test method
그림 Fig. 5. Result of flow test
그림 Fig. 6. Result of bleeding test
그림 Fig. 7. Buoyancy phenomenon of FGB
그림 Fig. 8. Result of compressive strength test
표 Table 4. Result of gush test

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 다량의 산업부산물 및 폐기물을 안전하게 유효활용할 수 있는 CLSM의 기초적 물성시험을 통해 FA 및 잔골재의대체 재료로써 GBFS 및 FNS, FGB의 적용 가능성을 검토하였다. 나아가, 도로 및 노면하부, 포토홀 등의 공동충전재로서의 현장적용 가능성에 대해서도 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
본 연구에서는 다량의 산업부산물을 재활용하여 현장에 적용한 사례가 선진외국 대비 저조한 국내의 실정을 감안하여 다량의 산업부산물 및 폐기물을 안전하게 유효 활용할 수 있는 CLSM의 기초적 물성시험을 통해 공동충전재로서의 현장적용 가능성을 검토하고자 한다. 즉, FA를 혼입한 CLSM을 Base 배합으로 설정하고 FA의 대체 재료로써 GBFS, 잔골재의 대체 재료로써 FNS 및 FGB (발포유리비드 : Foamed Glass Bid, 이하 FGB)를 복합적으로 활용한 CLSM의 물성시험을 통해 FA 및 잔골재의 대체 재료로서의 적용 가능성을 우선적으로 검토하고 한다.
특히, 본 연구에서는 기존 연구와의 차별성을 부각시키기 위해 CLSM의 주요 사용재료인 FA 및 잔골재의 대체 재료로서 각종 산업부산물의 활용 방안을 적극적으로 검토하기 위하여 GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용한 CLSM의 현장적용 방안을 검토하였다. 나아가 GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용한 CLSM의현장적용 방안으로서 도로 및 노면하부의 공동현상은 물론 최근사회문제로 그 심각성이 대두되고 있는 포토홀 및 싱크홀 등의공동충전재로서의 적용 가능성에 대해서도 검토하고자 한다.
나아가 GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용한 CLSM의현장적용 방안으로서 도로 및 노면하부의 공동현상은 물론 최근사회문제로 그 심각성이 대두되고 있는 포토홀 및 싱크홀 등의공동충전재로서의 적용 가능성에 대해서도 검토하고자 한다.
이를 통해 선진외국 대비 재생자원의 유효 재활용을 향상시킴은 물론 국내에서의 CLSM 확대적용 및 보급을 위한 기초적인 자료로 제안하고자 한다. 나아가 지금까지는 하중을 지지하지 않는되메움 및 뒷채움 재료로 일부 적용되던 것을 도로 및 노면 하부는물론 포토홀 및 싱크홀 등의 공동충전재로서의 현장적용을 위한적정 품질기준을 제안하고자 한다.
제안하고자 한다. 나아가 지금까지는 하중을 지지하지 않는되메움 및 뒷채움 재료로 일부 적용되던 것을 도로 및 노면 하부는물론 포토홀 및 싱크홀 등의 공동충전재로서의 현장적용을 위한적정 품질기준을 제안하고자 한다.
본 실험에서는 GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용한 CLSM 의 물성 평가를 위해 다음과 같은 재료를 이용하여 실험을 실시하였다. 시멘트는 보통포틀랜드시멘트(비표면적 : 3, 150cm²/g), FA 는 KS L 5405에 규정된 2종(비표면적 : 3, 370cm²/g, 밀도 : 2.
본 실험에서는 FA 및 GBFS, FNS, FGB 등 각종 산업부산물을 혼입한 CLSM이 주변 환경에 미치는 영향을 검토하기 위하여 환경부 폐기물 공정시험방법에 의거하여 CLSM의 용출시험을 실시하였다.
본 실험에서는 C_r이외 A_s 및 P_b, C_d, S_e등의 금속이온 농도를측정하는 방법으로 각종 산업부산물을 복합적으로 혼입한 CLSM 이 주변 환경에 미치는 영향을 검토하였다.

제안 방법

한다. 즉, FA를 혼입한 CLSM을 Base 배합으로 설정하고 FA의 대체 재료로써 GBFS, 잔골재의 대체 재료로써 FNS 및 FGB (발포유리비드 : Foamed Glass Bid, 이하 FGB)를 복합적으로 활용한 CLSM의 물성시험을 통해 FA 및 잔골재의 대체 재료로서의 적용 가능성을 우선적으로 검토하고 한다.
본 실험에서는 단위시멘트량(kg/m³) 20, f/a(FA와 잔골재 S의 용적 비율 : a는 FA와 S의 합계용적)는 25%로 고정하고, 현장 적용을 위한 목표 플로우 값 200±20mm(최소 160mm 이상)를 얻는데 필요한 최소단위수량을 설정하는 방법으로 CLSM의 배합을 최종결정하였다. 배합표는 Table 2와 같다.
완료하였다. 각 배합별 비빔은 시멘트 및 분체(FA, GBFS, FNS, FGB), 잔골재를 먼저 혼합하여 1분간 건비빔을 실시한 후, AE제가 첨가된 배합수를 믹서에 첨가하여 30초간 더 비빔을 실시하였다. 비빔을 완료한 시료는 아크릴 몰드(Ø 50×100mm)를 이용하여 일축압축강도용 공시체를 제작하였다.
비빔을 완료한 시료는 아크릴 몰드(Ø 50×100mm)를 이용하여 일축압축강도용 공시체를 제작하였다. 제작한 공시체는 24시간 경과 후에 탈형하여 기중 양생을 실시하였으며, 이후 재령 3, 7, 14, 28일의 일축압축강도시험을 실시하였다. 본 실험에서 사용한 공시체 및 모르타르 믹서기, 공시체의 양생과정은 Fig.
본 실험에서는 GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용한 CLSM 의 유동성 및 현장 적용성을 고려하여 목표 플로우 값을 200± 20mm(최소 160mm)로 설정하였다. 플로우 시험은 KS F 2594에 규정된 굳지 않은 콘크리트의 플로우 시험방법에 기준하여 실험을 실시하였다.
본 실험에서는 CLSM 전용의 CBR 압축강도시험기를 이용하여 KS F 2426에 규정된 일축압축강도 시험방법에 의거 재령 3, 7, 14, 28일의 일축압축강도를 측정하였다.
본 실험에서는 C_r이외 비소(이하, A_s), 납(이하, P_b), 카드뮴(이하, C_d), 셀렌(이하, S_e) 등 5대 중금속의 금속이온 농도를 측정하는방법으로 각종 산업부산물을 혼입한 CLSM이 주변 환경에 미치는영향을 검토하였다. 한편, 각 중금속 이온의 표준허용기준은 환경부 수질오염 물질의 배출허용 기준(제 34조, 청정지역)에 의거하여시험을 실시하였다.
검토하였다. 한편, 각 중금속 이온의 표준허용기준은 환경부 수질오염 물질의 배출허용 기준(제 34조, 청정지역)에 의거하여시험을 실시하였다.

대상 데이터

시멘트는 보통포틀랜드시멘트(비표면적 : 3, 150cm²/g), FA 는 KS L 5405에 규정된 2종(비표면적 : 3, 370cm²/g, 밀도 : 2.18g/cm3)을 사용하였다. 또한, GBFS는 KS F 2563에 규정된 3종 (비표면적 : 3, 980cm²/g, 밀도 : 2.
18g/cm3)을 사용하였다. 또한, GBFS는 KS F 2563에 규정된 3종 (비표면적 : 3, 980cm²/g, 밀도 : 2.80g/cm³)을 사용하였고, FNS는 KS F 2502의 페로니켈슬래그잔골재(밀도 2.89g/cm³)를 FGB는발포유리비드(밀도 : 1.80g/cm³)를 사용하였다. 또한, 잔골재는 낙동강에서 채취한 천연모래(밀도 : 2.
80g/cm³)를 사용하였다. 또한, 잔골재는 낙동강에서 채취한 천연모래(밀도 : 2.59g/cm³)를 선별하여 사용하였고, 배합수는 일반 상수도를 사용하였다. 본 실험에서 사용한 재료는 Fig.
각 배합별 비빔은 시멘트 및 분체(FA, GBFS, FNS, FGB), 잔골재를 먼저 혼합하여 1분간 건비빔을 실시한 후, AE제가 첨가된 배합수를 믹서에 첨가하여 30초간 더 비빔을 실시하였다. 비빔을 완료한 시료는 아크릴 몰드(Ø 50×100mm)를 이용하여 일축압축강도용 공시체를 제작하였다. 제작한 공시체는 24시간 경과 후에 탈형하여 기중 양생을 실시하였으며, 이후 재령 3, 7, 14, 28일의 일축압축강도시험을 실시하였다.

이론/모형

160mm)로 설정하였다. 플로우 시험은 KS F 2594에 규정된 굳지 않은 콘크리트의 플로우 시험방법에 기준하여 실험을 실시하였다. 플로우 시험방법은 Fig.
할증을 고려해 두는 것이 필요하다. 본 실험에서는 JSCE-F 522-1999에 규정된 프리팩트콘크리트 주입 모르타르의블리딩율 시험방법에 의거하여 20시간 이후의 최종침하량을 측정하였다. 블리딩 시험방법은 Fig.

성능/효과

이러한 경향은 잔골재의 대체 재료로 활용한 FGB의 높은 흡수율이 영향을 미친 것으로 판단된다. 본 실험의 결과에서는 GBFS 및 FNS를 각각 15%, FGB를 5% 범위에서 혼입하는 경우에는 AE제를 0.3∼0.35(%, kg/m³) 범위에서 적정 혼입하면 현장적용을 위한 유동성 확보에 유효한 것으로 확인되었다.
한편, GBFS 및 FNS를 각각 30%, FGB를 5% 혼입한 CLSM (GF30B5)의 경우는 Base 대비 플로우가 증가하여 본 실험에서현장적용을 위해 설정한 목표 플로우인 200±20mm를 만족하는것으로 나타났다. 이러한 경향은 GBFS 및 FNS의 혼입량 증가가유동성 증가에 영향을 미친 것으로 본 실험의 결과로부터 GBFS 및 FNS를 각각 30% 이상 혼입하면 현장적용을 위한 유동성 개선에 효과적인 것으로 판단된다.
나타났다. 이러한 경향은 GBFS 및 FNS의 혼입량 증가가유동성 증가에 영향을 미친 것으로 본 실험의 결과로부터 GBFS 및 FNS를 각각 30% 이상 혼입하면 현장적용을 위한 유동성 개선에 효과적인 것으로 판단된다.
하지만, “유동화 처리토이용 기술 매뉴얼(2008)”의 현장적용 기준치인 160mm 이상은 만족하는 것으로 나타났다. 이러한 경향은 FNS 대비 잔골재의 높은 흡수율이 플루우 감소에 영향을 미친 것으로 본 실험의 결과에서는 GBFS 및 FNS를 각각 15% 범위에서 활용하는 경우는 AE제를 0.25∼0.3(%, kg/m³) 범위에서 적정 혼입하면 유동성 개선에 유효한 것으로 확인되었다.
하지만, 그림으로부터 GBFS 및 FNS를 각각 30% 및 45% 혼입한 GF30 및 GF45의 경우는 GF15 대비 플로우가 크게 증가함은 물론 Base 대비 각각 114% 및 119% 정도 플로우가 증가하여 목표 플로우인 200±20mm를 만족하는 것으로 나타났다. 이러한 경향은 GBFS 및 FNS의 혼입량 증가가 CLSM의 유동성 거동에 영향을 미친 것으로 판단된다.
이러한 결과로부터 FA 및 잔골재의 대체 재료로써 GBFS 및 FNS를 복합적으로 활용하는 CLSM의 경우 GBFS 및 FNS를 각각 30%∼45% 적정 혼입하면 현장적용을 위한 목표 플로우의 확보에효과적인 것으로 확인되었다. 본 실험의 결과에서는 GBFS 및 FNS 를 각각 30%∼45% 범위에서 복합적으로 활용하는 경우 AE제를 0.
것으로 확인되었다. 본 실험의 결과에서는 GBFS 및 FNS 를 각각 30%∼45% 범위에서 복합적으로 활용하는 경우 AE제를 0.15∼0.2(%, kg/m³) 정도 혼입하면 현장적용을 위한 유동성 확보에 유효한 것으로 나타났다.
각 배합별 시험결과에서는 먼저 GBFS 및 FNS를 15% 혼입하고 FGB를 5% 혼입한 GF15B5의 경우는 Base 대비 거의 동등 정도인 1.93% 정도의 블리딩율이 나타나는 것으로 파악되었다. 이러한 결과로부터 FA 및 잔골재의 대체 재료로써 GBFS 및 FNS, FGB를복합적으로 활용하는 CLSM의 경우 비교적 적은 범위에서의 혼입율은 CLSM의 블리딩율 제어에 크게 영향을 미치지 않는 것으로판단된다.
93% 정도의 블리딩율이 나타나는 것으로 파악되었다. 이러한 결과로부터 FA 및 잔골재의 대체 재료로써 GBFS 및 FNS, FGB를복합적으로 활용하는 CLSM의 경우 비교적 적은 범위에서의 혼입율은 CLSM의 블리딩율 제어에 크게 영향을 미치지 않는 것으로판단된다.
한편, GBFS 및 FNS를 30% 혼입하고 FGB를 5% 혼입한 GF30B5의 경우는 1.81%의 블리딩율이 파악되어 Base 대비 0.17% 정도 블리딩율이 낮게 나타나는 것으로 파악되었다. 이러한 경향은 GBFS 및 FNS의 혼입량 증가가 영향을 미친 것으로 본 실험의결과, FGB를 잔골재의 대체 재료로써 5% 활용하는 경우에는 GBFS 및 FNS를 각각 30% 범위에서 혼합하면 유동선 개선을 통한 블리딩 제어에 효과적인 것으로 확인되었다.
17% 정도 블리딩율이 낮게 나타나는 것으로 파악되었다. 이러한 경향은 GBFS 및 FNS의 혼입량 증가가 영향을 미친 것으로 본 실험의결과, FGB를 잔골재의 대체 재료로써 5% 활용하는 경우에는 GBFS 및 FNS를 각각 30% 범위에서 혼합하면 유동선 개선을 통한 블리딩 제어에 효과적인 것으로 확인되었다.
또한, 그림으로부터 GBFS 및 FNS를 복합적으로 활용한 CLSM 의 경우 Base 대비 낮은 블리딩율을 나타냄은 물론 전술의 FGB 혼입 CLSM 대비 블리딩의 제어 효과가 우수한 것으로 파악되었다. 본 실험의 결과에서는 먼저 GBFS 및 FNS를 각각 15% 혼입한것은 블리딩율이 1.
본 실험의 결과에서는 먼저 GBFS 및 FNS를 각각 15% 혼입한것은 블리딩율이 1.78% 정도로 Base 대비 약 0.2% 정도 범위에서블리딩을 제어할 수 있는 것으로 파악되었다. 나아가 GBFS 및 FNS를 각각 30% 및 45% 혼입한 GF30 및 GF45의 경우 블리딩율이 각각 1.
2% 정도 범위에서블리딩을 제어할 수 있는 것으로 파악되었다. 나아가 GBFS 및 FNS를 각각 30% 및 45% 혼입한 GF30 및 GF45의 경우 블리딩율이 각각 1.72% 및 1.68% 정도로 파악되어 Base 블리딩율을 0.26∼ 0.3%까지 제어할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 FA 및 잔골재의 대체 재료로써 GBFS 및 FNS를 30∼45% 범위에서 적정 혼입하면 현장적용을 위한 유동성 확보는 물론 표면침하에 따른 블리딩의 제어에도 효과적으로 대응 가능할 것으로 판단된다.
3%까지 제어할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 FA 및 잔골재의 대체 재료로써 GBFS 및 FNS를 30∼45% 범위에서 적정 혼입하면 현장적용을 위한 유동성 확보는 물론 표면침하에 따른 블리딩의 제어에도 효과적으로 대응 가능할 것으로 판단된다.
하지만, Fig. 7로부터 본 실험의 결과 FGB를 잔골재의 대체 재료로서 5% 이상 활용하는 경우에는 재료 자체의 높은 흡수율과 경량화에 따른 FGB의 부력(浮力, Buoyance) 현상으로 적정 혼합분산을 통한 타 재료와의 일체화가 어려운 것으로 확인되었다. 본 실험에서는 충분한 예비시험을 통해 FGB를 잔골재의 대체 재료로 활용하는 경우에는 유효 적정 혼입율을 5% 이하로 제어하는 것이 타 재료와의 일체를 통한 유동성 개선 및 블리딩 제어, 표면 미세공극 등의 발생을 억제 할 수 있을 것으로 확인되었다.
7로부터 본 실험의 결과 FGB를 잔골재의 대체 재료로서 5% 이상 활용하는 경우에는 재료 자체의 높은 흡수율과 경량화에 따른 FGB의 부력(浮力, Buoyance) 현상으로 적정 혼합분산을 통한 타 재료와의 일체화가 어려운 것으로 확인되었다. 본 실험에서는 충분한 예비시험을 통해 FGB를 잔골재의 대체 재료로 활용하는 경우에는 유효 적정 혼입율을 5% 이하로 제어하는 것이 타 재료와의 일체를 통한 유동성 개선 및 블리딩 제어, 표면 미세공극 등의 발생을 억제 할 수 있을 것으로 확인되었다. 향후, CLSM의대체 재료로써 FGB를 활용하는 경우에는 다양한 종류의 FGB를 대상으로 한 추가적인 물성시험을 통해 GBFS 및 FNS와 복합적으로 다량 활용할 수 있는 연구가 뒷받침되어야 할 것으로 판단된다.
그림으로부터 먼저 GBFS및 FNS를각각 15% 혼입하고 FGB를 5% 혼입한 GF15B5의 3일 강도는 Base 대비 비교적 낮은 강도가 파악되었다. 하지만, GBFS 및 FNS를각각 30% 혼입하고 FGB를 5% 혼입한 GF30B5의 경우는 Base 대비 동동 정도의 강도가 확인되었다. 또한, “유동화 처리토 이용기술 매뉴얼”에서의 현장적용을 위한 7일 강도 시험결과, 0.
하지만, GBFS 및 FNS를각각 30% 혼입하고 FGB를 5% 혼입한 GF30B5의 경우는 Base 대비 동동 정도의 강도가 확인되었다. 또한, “유동화 처리토 이용기술 매뉴얼”에서의 현장적용을 위한 7일 강도 시험결과, 0.2MPa 을 초과하는 0.4MPa 이상의 강도가 나타나는 것으로 파악되어현장적용 기준을 만족함은 물론 Base 대비 약 2배 이상의 강도가증가하는 것으로 확인되었다.
특히, 본 실험의 결과 3일에서 7일 강도에 이르는 강도증가비율이 Base 116% 대비 GF15B5 및 GF30B5의 경우는 각각 323% 및 233% 정도로 Base 대비 높은 강도증가비율을 나타내는 것으로파악되었다. 이러한 경향은 시멘트 및 FA 대비 비교적 고미분말의 GBFS 혼입에 의한 CLSM의 내부치밀화가 초기강도의 증가에 영향을 미친 것으로 판단된다.
이러한 경향은 시멘트 및 FA 대비 비교적 고미분말의 GBFS 혼입에 의한 CLSM의 내부치밀화가 초기강도의 증가에 영향을 미친 것으로 판단된다. 이러한 결과로부터 FA 및 잔골재의대체 재료로써 GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용하는 경우 GBFS 및 FNS는 15∼30%, FGB는 5% 이하의 범위에서 적정 혼입하면 도로 및 노면하부는 물론 포토홀 등의 공동충전재로써 빠른시일 내에 충분한 초기강도의 확보가 요구되는 현장에의 적용이가능한 것으로 판단된다.
5배 정도 강도가 높게 나타나는 것으로 확인되었다. 또한, GBFS 및 FNS를 각각 30% 및 45% 혼입한 GF 30 및 GF45의 경우는 각각 0.57 및 0.65MPa 정도로 Base 강도 대비 각각 2.7 및 3.1배 정도 강도가 높게 나타나는 것으로 확인되었다.
나아가 본 실험의 결과 3일에서 7일 강도에 이르는 강도증가 비율에서도 Base의 강도증가비율인 116% 대비 GF15는 160% 정도의 강도증가비율을 나타내었고 또한, GF30 및 GF45는 각각 237% 및 185% 정도의 강도증가비율이 나타나는 것으로 파악되어 Base 대비 높은 강도증가비율이 확인되었다. 또한, GBFS 및 FNS를 각각 혼입한 GF의 경우 14일 및 28일까지의 시간 경과에 따른 지속적인 강도 거동에 있어서도 Base 대비 동등 정도의 강도증가 비율을 나타내는 것으로 확인되었다.
높은 강도증가비율이 확인되었다. 또한, GBFS 및 FNS를 각각 혼입한 GF의 경우 14일 및 28일까지의 시간 경과에 따른 지속적인 강도 거동에 있어서도 Base 대비 동등 정도의 강도증가 비율을 나타내는 것으로 확인되었다.
이러한 결과로부터 FA 및 잔골재의 대체 재료로서 GBFS 및 FNS를 각각 15%∼45% 범위에서 적정 치환하여 혼합하면 Base 대비 현장적용을 위한 높은 초기강도의 확보는 물론 공동충전재로서의 적정 품질의 강도관리가 가능한 것으로 판단된다. 본 실험의결과에서는 FA 및 잔골재의 대체 재료로써 GBFS 및 FNS를 복합적으로 활용하는 경우 혼입율을 최소 30% 이상 최대 45%까지 혼입하면 공동충전재로써 도로 및 노면하부는 물론 포토홀 및 싱크홀 등의 보수⋅보강공사에서와 같이 특히, 조기에 공사를 완료하여 빠른시일 내에 교통개시가 요구되는 현장 등에 적용하면 대단히 효과적인 것으로 판단된다.
적정 품질의 강도관리가 가능한 것으로 판단된다. 본 실험의결과에서는 FA 및 잔골재의 대체 재료로써 GBFS 및 FNS를 복합적으로 활용하는 경우 혼입율을 최소 30% 이상 최대 45%까지 혼입하면 공동충전재로써 도로 및 노면하부는 물론 포토홀 및 싱크홀 등의 보수⋅보강공사에서와 같이 특히, 조기에 공사를 완료하여 빠른시일 내에 교통개시가 요구되는 현장 등에 적용하면 대단히 효과적인 것으로 판단된다.
Table 4로부터 Base 공시체를 포함하여 GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용한 모든 CLSM 공시체로부터 C_r이외 A_s 및 Pb, Cd, S_e등은 거의 금속이온의 농도가 존재하지 않는 것으로 파악됨은 물론 환경부 수질오염 물질 배출허용 기준에도 모두 기준치 이하의 금속이온이 용출되는 것으로 확인되었다. 이러한 결과로부터 GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용한 CLSM의 경우 각종 산업부산물의 사용에 의한 금속이온의 용출이 주변 환경에 미치는 영향은 거의 없는 것으로 판단된다.
하지만, 본 실험의 결과 Table 4로부터 Base 대비 GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용한 GF15B5 및 GF30B5, GF30, GF45의 경우 C_r의 농도가 비교적 높게 용출되어 배출허용 기준에근접하는 것으로 확인되었다. 이러한 경향은 FA를 주 사용재료로활용한 Base 대비 GBFS 및 FNS, FGB 등을 복합적으로 혼합하여사용한 것이 금속이온의 농도 상승에 영향을 미친 것으로 판단된다.
1.GBFS 및 FNS, FGB를 활용하는 CLSM의 경우 GBFS 및 FNS 는 각각 30% 이상, FGB는 5% 이내에서 적정 혼합하면 현장적용을 위한 유동성 개선에 유효한 것으로 나타났다.
2.GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용한 CLSM의 경우 Base 대비 전체적으로 낮은 블리딩율이 파악되었다. 본 실험의 결과 GF15B5는 Base 대비 동등 정도 GF30B5는 Base 대비 0.
GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용한 CLSM의 경우 Base 대비 전체적으로 낮은 블리딩율이 파악되었다. 본 실험의 결과 GF15B5는 Base 대비 동등 정도 GF30B5는 Base 대비 0.17% 정도 블리딩을 억제할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, GBFS 및 FNS를 활용한 CLSM 경우는 Base 대비 GF15는 0.
17% 정도 블리딩을 억제할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, GBFS 및 FNS를 활용한 CLSM 경우는 Base 대비 GF15는 0.2%, GF30 및 GF45는 각각 0.26 및 0.3% 정도블리딩을 억제할 수 있는 것으로 확인되었다.
3.GBFS 및 FNS, FGB를 활용한 GF15B5 및 GF30B5 모두 7일강도가 0.4MPa을 초과하여 현장적용을 만족하였고 또한, 초기강도의 증가비율이 Base 대비 각각 323% 및 233% 정도 높게 나타나는 것으로 파악되었다. 한편, GBFS 및 FNS를활용한 GF의 경우도 현장적용을 위한 7일 강도가 0.
4MPa을 초과하여 현장적용을 만족하였고 또한, 초기강도의 증가비율이 Base 대비 각각 323% 및 233% 정도 높게 나타나는 것으로 파악되었다. 한편, GBFS 및 FNS를활용한 GF의 경우도 현장적용을 위한 7일 강도가 0.2MPa 이상을 모두 만족하였고 또한, Base 대비 GF15는 160%, GF30 및 GF45는 각각 237% 및 185% 정도의 높은 초기강도의 증가비율을 나타내는 것으로 확인되었다.
4.GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용한 CLSM의 경우 C_r이외 A_s 및 P_b, C_d, S_e등은 거의 금속이온의 농도가 존재하지 않는 것으로 파악되었다. 하지만, C_r의 농도가 비교적 높게 용출되는 것으로 파악되어 대량의 지하수 및 침투수가 유입되는 환경하에서는 C_r의 용출에 의한 환경적 안전성 검토가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

후속연구

본 실험에서는 충분한 예비시험을 통해 FGB를 잔골재의 대체 재료로 활용하는 경우에는 유효 적정 혼입율을 5% 이하로 제어하는 것이 타 재료와의 일체를 통한 유동성 개선 및 블리딩 제어, 표면 미세공극 등의 발생을 억제 할 수 있을 것으로 확인되었다. 향후, CLSM의대체 재료로써 FGB를 활용하는 경우에는 다양한 종류의 FGB를 대상으로 한 추가적인 물성시험을 통해 GBFS 및 FNS와 복합적으로 다량 활용할 수 있는 연구가 뒷받침되어야 할 것으로 판단된다.
이러한 경향은 FA를 주 사용재료로활용한 Base 대비 GBFS 및 FNS, FGB 등을 복합적으로 혼합하여사용한 것이 금속이온의 농도 상승에 영향을 미친 것으로 판단된다. 이러한 결과로부터 GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용하는 CLSM의 경우 현장적용에 있어 특히, 주변 환경에 대량의 지하수 및 침투수가 유출되는 환경하에서는 C_r용출에 따른 환경적 안전성 검토가 필요한 것으로 판단된다.

참고문헌 (13)

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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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