[논문]폐유리를 혼입한 콘크리트의 동결융해 저항성에 관한 실험적 연구

박승범; 정명일; 이봉춘; 이준

문제 정의

현재 선진각국에서는 폐유리를 다량으로 소비할 수 있는 콘크리트 분야에 대한 연구가 진행되고 있으나, 국 내에서는 이에 대한 연구가 미진한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 폐유리 및 산업부산물(플라이 애시, 실리카 흄)을 사용한 콘크리트의 동결융해 저항성에 대한 실험 및 분석을 수행하였다.
본 연구는 폐유리를 혼입한 콘크리트의 동결융해 저항성과 폐유리와 플라이애쉬 및 실리카 흄 등의 산업부산물을 사용한 콘크리트의 동결융해 저항성의 평가를 위해 수행되었으며, 그 결과는 다음과 같다.

제안 방법

앞의 결과로부터 가장 양호한 동결융해 저항성을 가지는 폐유리 혼입률 20%에 대하여 플라이애시 의 시멘트 대체 비율을 10%, 20%, 30%로 증가시켜 동결융해 저항성을 시험하였으며, 그 결과는 다음 의 그림 3, 4와 같다.
폐유리 혼입률 20%에 대하여 실리카 흄을 10%, 15%, 20%로 증가시켜 동결융해 저항성을 시험하였고, 그 결과는 그림 5, 6과 같다.
폐유리를 혼입한 콘크리트의 동결융해 저항성을 분석하기 위하여 폐유리 혼입률을 변화시켜 배합하였고, 산업부산물인 플라이애시 및 실리카 흄의 혼입에 따른 동결융해 저항성을 평가하기 위하여 표 5와 같이 배합하였다. 또한, AE제는 일정한 공기량(4~7%)을 확보할 수 있도록 실험배합을 통하여 결정하였다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 시멘트는 국내 D사 제품의 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 그 화학적 조성 및 물리적 성질은 표 1과 같다.
본 실험에 사용된 잔골재는 금강 상류에서 채취한 강모래로 비중과 조립률은 각각 2.65와 2.68이고, 굵은골재는 충남 금산 H사에서 생산되는 최대치수 25mm의 부순돌을 사용하였으며, 비중과 조립률은 각각 2.70과 7.08이다.
본 실험에 사용된 플라이애시는 보령 화력발전소에서 부산된 유연탄 플라이애시를 사용하였고, 그 화학적 조성 및 물리적 특성은 표 3과 같다.
본 연구에서 사용된 폐유리는 현재 국내에서 발생·수집되는 갈색 폐유리를 한국자원재생공사 충남 지사 홍성공장에서 6~20mm로 파쇄한 것을 다시 소형크러셔를 이용하여 5mm 이하로 파쇄하여 폐유 리 잔골재를 제조하였다. 폐유리의 화학적 조성은 표 2에 나타내었다.

이론/모형

공기연행을 위한 AE제는 Vinsol Resin 성분의 AEA 202를 사용하였다.
동결융해 저항성 시험은 KS F 2456 [급속 동결 융해에 대한 콘크리트의 저항 시험 방법]에 준하여 수행하였으며, 상대동탄성계수가 60% 이하이거나 동결융해 사이클이 300회가 지나면 시험을 종료하였다. 동결융해 저항성 시험에 대한 내구성 지수는 아래의 식으로 구하고, 동결융해 저항성에 대한 내구성을 평가하였다.

성능/효과

(1) 폐유리의 혼입률에 따른 동결융해 특성은 폐유리의 혼입량이 증가할수록 내동해성은 점차 감소하는 경향을 보이고 있으며, 특히 폐유리의 혼입률 60% 이상, 에서 감소하는 경향이 두드러지는 것을 알 수 있는데, 이는 폐유리 골재와 시멘트페이스트 사이의 부착력의 저하도 동결융해 저항성능에 영향을 미치는 것으로 판단된다.
(2) 폐유리 20%에 플라이애시의 혼입률을 변화시킨 콘크리트의 동결융해 특성은 플라이애시의 혼입률에 관계없이 일반 콘크리트보다 양호한 동결융해 저항성을 나타내었으며, 내수성지수가 95% 이상으로 동결융해 작용에 대하여 상당히 효과적임을 알 수 있다.
(3) 폐유리 20%에 실리카 흄의 혼입률을 변화시킨 콘크리트의 동결융해 특성은 실리카 흄의 혼입률이 증가할수록 동결융해 저항성능이 저하하는 것으로 나타났으며, 이는 초미립자인 실리카 흄이 매트릭스 내에서 마이크로 필러 역할을 하여 동결융해 작용 시 받는 팽창압의 완충작용을 할 수 있는 미세공극까지 차지하여 동결융해 저항성이 오히려 저하되는 것으로 판단된다.
그림 (a)에서와 같이 폐유리의 혼입률이 증가할수록 내구성지수는 감소하였고, 각각의 혼입률에 따라 96.6%, 91.2%, 86.9%, 81.3%의 내구성지수를 나타내고 있다. 폐유리 혼입률 20%에 플라이애시 혼입률을 변화시켜 제조한 콘크리트에서는 플라이애시의 혼입률에 관계없이 모두 95% 이상의 안정적인 내구성지수를 얻을 수 있었으며(그림 (b)), 폐유리 혼입률 20%에 실리카 흄의 혼입률을 변화시킨 콘크리트에서는 실리카 흄의 혼입률의 증가에 따라 내구성지수가 86.
이를 고찰하여 보면, 동결융해 사이클 300회에서의 상대동탄성계수는 폐유리 잔골재 혼입률이 20%, 40%, 60%, 80%로 증가함에 따라 일반콘크리트의 상대동탄성계수에 비하여 각각 0.8%, 3.9%, 10.8%, 16.5%가 감소하였고, 중량변화율은 일반콘크리트의 중량변화율에 대하여 각각 4.4%, 8.5%, 17.6%, 26.3%가 감소하였다. 특히, 60% 이상의 폐유리 혼입률에서는 상대동탄성계수가 90% 이하로 떨어지고, 중량변화율도 감소하여 폐유리의 혼입률이 높아질수록 콘크리트의 내동해성이 상대적으로 저하하는 것으로 나타났다.
이를 고찰하여 보면, 동결융해 사이클 300회에서의 실리카 흄의 혼입률이 10%, 15%, 20%로 증가함에 따라 일반콘크리트의 상대동탄성계수에 대하여 각각 10.6%, 17.9%, 25.6%가 저하되었고, 중량변화율은 12.9%, 22.1%, 30.7%가 감소하여, 실리카 흄의 혼입량이 증가할수록 동결융해 저항성능이 저하되는 것으로 나타나, 실리카 흄의 혼입에 의한 동결융해 저항성의 개선효과는 없는 것으로 사료돤다.
이를 살펴보면, 동결융해 사이클 300회에서의 상대동탄성계수는 플라이애시의 혼입률이 10%, 20%, 30%로 증가함에 따라 일반콘크리트의 상대동탄성계수에 대하여 각각 0.7%, 1.1%, 0.8%가 증가되었고, 일반 콘크리트에 대한 중량변화율이 3.6%, 5.3%, 49%로서 일반콘크리의 중량변화율이 크게 나타나 폐유리를 혼입한 콘크리트에 플라이애시를 혼입하면 내동해성에 효과가 있는 것으로 나타났다.
3%가 감소하였다. 특히, 60% 이상의 폐유리 혼입률에서는 상대동탄성계수가 90% 이하로 떨어지고, 중량변화율도 감소하여 폐유리의 혼입률이 높아질수록 콘크리트의 내동해성이 상대적으로 저하하는 것으로 나타났다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

폐유리를 혼입한 콘크리트의 동결융해 저항성에 관한 실험적 연구
An Experimental Study on the Freeze-Thaw Resistance of Concrete Containing Waste Glass 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

폐유리를 혼입한 콘크리트의 동결융해 저항성에 관한 실험적 연구 An Experimental Study on the Freeze-Thaw Resistance of Concrete Containing Waste Glass 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

폐유리를 혼입한 콘크리트의 동결융해 저항성에 관한 실험적 연구
An Experimental Study on the Freeze-Thaw Resistance of Concrete Containing Waste Glass 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper