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1 서울시 강남구 테헤란로 7길 22 한국과학기술회관 신관 710호 TEL , 5 FAX (사)한국건설순환자원학회 가을 학술발표 논문집 (목) ~ 2(금) 한양대학교 에리카캠퍼스 주최 한국건설순환자원학회 후원 환경부, 한국건설자원협회, 한국건설자원공제조합, 한양대학교 ed ecycl R n a Kore n Resources Institute o i t c u tr Cons

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5 한국건설순환자원학회임원명단 회장이장화 ( 한국건설기술연구원 ) 부회장 김도겸 ( 한국건설기술연구원 ) 김진만 ( 공주대학교 ) 류득현 ( 유진기업 ( 주 )) 류재석 ( 한양대학교 ) 송진규 ( 전남대학교 ) 원용한 ( 하나케이 ( 주 )) 정상화 ( 한국건설생활환경시험연구원 ) 최수경 ( 한서대학교 ) 감사김경환 (( 주 ) 에이치비티 ) 윤기원 ( 아주산업 ( 주 )) 이사 강석표 ( 우석대학교 ) 강석화 (( 주 ) 제이엔티아이엔씨 ) 강수태 ( 대구대학교 ) 김대호 (( 사 ) 한국건설환경협회 ) 김영진 ( 한국콘크리트학회 ) 김용길 ( 한국건설생활환경시험연구원 ) 김태상 ( 한국건설생활환경시험연구원 ) 김홍삼 ( 한국도로공사도로교통연구원 ) 노성환 (( 사 ) 한국순환아스콘협회 ) 노재호 (( 주 ) 제이엔티아이엔씨 ) 류동우 ( 대진대학교 ) 문재흠 ( 한국건설기술연구원 ) 박민용 (( 주 ) 삼표산업 ) 박상순 ( 상명대학교 ) 박영식 ( 아이에스동서 ) 박주남 ( 원광대학교 ) 송태협 ( 한국건설기술연구원 ) 송훈 ( 한국세라믹기술원 ) 양인환 ( 군산대학교 ) 오홍섭 ( 경남과학기술대학교 ) 이건철 ( 한국교통대학교 ) 이방연 ( 전남대학교 ) 이봉춘 ( 한국건설생활환경시험연구원 ) 장봉석 (K-water) 장승엽 ( 한국교통대학교 ) 전명훈 ( 한국토지주택 (LH) 공사 ) 전중규 ( 삼표시멘트 ) 정용욱 ( 계명대학교 ) 지석원 ( 인덕대학교 ) 최세진 ( 원광대학교 ) 최재석 ( 한국건설생활환경시험연구원 ) 하상욱 ( 빌드켐 ( 주 )) 한민철 ( 청주대학교 ) 홍기남 ( 충북대학교 ) 현지준비위원회 위원장안용한 ( 한양대학교 ) 한양대학교건축학부 학술위원회명단 위원장박상순 ( 상명대학교 ) 부위원장이건철 ( 한국교통대학교 ) 홍기남 ( 충북대학교 ) 강석표 ( 우석대학교 ) 간사이나현 ( 한국철도기술연구원 ) 위원 강수태 ( 대구대학교 ) 김병윤 ( 관동대학교 ) 김병일 ( 서울과학기술대학교 ) 김재홍 ( 한국과학기술원 ) 남진원 (( 주 ) 에이테크솔루션 ) 백대현 (( 주 ) 한국기초소재 ) 이병재 ( 대전대학교 ) 이창홍 ( 포스코건설 ) 전배호 ( 한국재난정보학회연구소 ) 정우정 ( 태영건설기술연구소 ) 정용욱 ( 계명대학교 ) 최윤석 ( 한국건설생활환경시험연구원 ) 한동엽 ( 경상대학교 ) 한민철 ( 청주대학교 )

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7 2018 가을학술대회및정기총회일정 일시 : 2018 년 11월 1일 ( 목 )~2일( 금 ) 장소 : 한양대학교에리카캠퍼스 - 1일차 11월 1일 ( 목 ) 시간내용 15:00~18:00 전문위원회활동 - 2 일차 11 월 2 일 ( 금 ) 시간 내용 09:00~09:20 등록및접수 09:20~10:50 제 1 회의장 ( 학생회관소극장 ) 학술발표성능개선및논문집초청좌장 : 김하석 제 2 회의장 (2 공학관 205 호 ) 특별세션제 6 차골재수급기본계획수립연구 ( 공주대학교 ) 좌장 : 박선규 10:50~11:00 Coffee Break 11:00~12:30 학술발표내구성좌장 : 이창홍 특별세션필름포장재물질재활용성형제품실증화방안 ( 한국순환자원유통지원센터, 한국건설순환자원학회 ) 좌장 : 권성준 12:30~13:40 점심식사 ( 교직원식당 ) 13:40~15:10 학술발표시공 / 재료좌장 : 한동엽 특별세션자기치유친환경콘크리트연구센터좌장 : 박병선 15:10~15:20 Coffee Break 15:20~16:00 제 3 회의장 (2 공학관 424 호 ) 전문위원회 특별세션분별해체공사도입을위한기술적, 제도적기반구축방안 ( 한국건설기술연구원 ) 좌장 : 송태협 특별세션원자력발전소해체기술 ( 한국건설기술연구원 ) 좌장 : 김도겸 특별강연 < 내사랑콘크리트 > 청주대학교휴먼환경디자인학부한천구명예석좌교수 ( 학생회관소극장 ) 16:00~16:30 정기총회 ( 학생회관소극장 ) 16:30~17:30 시상식 ( 학회상, 경진대회, 우수발표논문상 ) ( 학생회관소극장 ) 로비 ( 학생회관소극장 ) 학술발표포스터세션

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9 목차 CONTENTS 성능개선및논문집초청 1. 레올로지정수를활용한경량기포콘크리트의부피안정성확보 3 이향선, 손배근, 전종운, 한동엽 2. 바텀애시골재와기포를이용한경량콘크리트의유동성및압축강도특성 5 양근혁, 이광일, 방지원, 임채림 3. 고강도분체계고유동콘크리트에서혼화재에따른재료분리저항성분석 7 이혁주, 이영준, 한준희, 한동엽, 한인덕, 한민철 4. 정량적예측에기반한콘크리트펌핑설계방법제안 9 장경필, 권승희 5. 동결융해이후의 FRP Hybrid Bar의부식저항성 11 류화성, 박기태, 윤용식, 권성준 6. 시멘트계열재료의점도저하용혼화재료로서폐석회석미분말의사용가능성분석 12 이향선, 전종운, 손배근, 한동엽 내구성 1. 퍼지추론기반원전차폐콘크리트구조물해체공정리스크평가 15 - 구조적 작업리스크중심으로 - 김별, 이주성, 안용한 2. 압력을받는고로슬래그시멘트콘크리트의염화물이온침투 19 김경태, 김규용, 이상규, 손민재, 백재욱, 남정수 - i -

10 3. 부순잔골재와석탄가스화발전용융슬래그를혼합골재로사용한콘크리트의특성 22 한준희, 현승용, 박경택, 한민철, 한천구 4. CGS 를혼입한콘크리트의경화특성검토 24 신기돈, 이건철, 조도영, 문보경 5. 건축물분별해체공사도입을위한분별대상폐기물의조사및범위설정연구 26 송태협 6. 원전콘크리트해체를위한건식와이어쏘절단공법개발의기초연구 28 이한민, 유완수, 최영화 7. 콘크리트거푸집박리제의실험적연구 - 부착력 (Peel-out) 시험 - 32 서현재, 정일근, 박종필, 송제영, 오상근 시공 / 재료 1. 고로슬래그및 Chlorine Bypass System Dust 의치환율변화에따른굳지않은모르타르의특성 37 이영준, 현승용, 이혁주, 한준희, 이동주, 한민철 2. 피톤치드를혼입한시멘트경화체의공기질개선에관한실험적연구 39 김현성, 김선아, 박선규 3. FNS( 페로니켈슬래그 ) 미분말의유리질화와수화와의상관성고찰 41 이창홍, 홍성훈, 황준필 4. Electrical Conductivity of Cement Mortar Incorporating Nano Graphene Water Suspension 44 LI, MAO Kim, Jin Man Kim, Ha Seog 5. SEM 분석을이용한세라믹중공비드첨가무기계내화접착제의차열성능검토 46 조현서, 지우람, 신기돈, 이건철, 서수연 6. 개질유황화합물첨가시시멘트-모르타르의 Morpholoy 와물리적강도평가 48 이용무, 최문선, 박상순, 오성우 - ii -

11 포스터세션 1. 생활폐기물용융슬래그를활용한자기충전콘크리트의특성에관한연구 53 이용무, 서신석, 박홍서 2. 고로슬래그와플라이애시혼합사용 AAM 의화학혼화제에따른성능평가 57 류금성, 안기홍, 고경택, 김형열, 최성 3. 슬래그와플라이애시혼합사용 AAM 의수축특성평가 59 최성, 안기홍, 고경택, 김형열, 류금성 4. 산업부산물골재를활용한에너지저장골재개발에대한연구 62 전인규, 김홍기, 서아람, 박성환, 고은별, 류재석 5. 콘크리트용잔골재종류에따른물리적특성 64 윤주용, 박용규, 고효진, 최병걸, 윤기원 6. 설계변수에따른방폭문의에너지흡수성능비교 67 신현섭, 김원우, 유영준, 김성욱, 문재흠 7. 방폭문의강재-콘크리트계면조건에따른거동비교 70 신현섭, 김원우, 유영준, 김성욱, 문재흠 8. 발수제가라임스톤의흡수성능에미치는영향 72 이정훈, 서현재, 최은규, 송제영, 오상근 9. 연질및경질초속경도막방수재를복층시공한옥상노출방수공법에관한실험적연구 ( 열화처리후부착성능 ) 74 오상근, 송제영, 이정훈, 김범수, 서현재, 최은규 10. Chlorine By-pass System Dust 를시멘트대체제로활용하는모르타르의경화특성 76 현승용, 이재진, 이영준, 한준희, 이동주, 한민철 11. 페로니켈슬래그미분말대체율에따른증기양생모르타르의유동성및압축강도특성 78 김영욱, 이경수, 오태규, 정수빈, 김혜정, 최세진 - iii -

12 12. 폐윤활유및폐엔진오일의재생첨가제적용성검토 80 이범우, 김호수, 박조범, 최성우, 조현태, 류득현 13. 경량골재모르타르의제조시간변화에따른압축강도특성 83 이경수, 김영욱, 오태규, 민상현, 반준모, 최세진 14. 재활용필름포장재의압축및인장강도평가 85 이재욱, 방지원, 임채림, 양근혁 15. 열병합발전소발생건식바텀애시의품질특성 87 안양진, 임양현, 문경주 16. 압축강도에따른링형강관구속콘크리트의수증기압력및구속응력평가 91 백재욱, 김규용, 이상규, 황의철, 김경태, 남정수 17. 원전해체콘크리트용제염하우징의최적화설계를위한 CFD 해석 93 서은아, 이호재, 김도겸, 이장화 18. X선단층촬영기를활용한섬유모르타르의자기치유성능평가 95 이도근, 임민혁, 신경준 19. 2년양생된고로슬래그미분말혼입콘크리트의촉진염화물확산계수예측식 97 윤용식, 임희섭, 권성준, 황상현, 이학수 20. 압축및인장하중조건을고려한 1년양생 OPC 콘크리트의탄산화거동 101 황상현, 이학수, 윤용식, 권성준 21. 고로슬래그미분말혼입콘크리트의염소이온통과전하량예측식 105 윤용식, 임희섭, 권성준, 조성준, 이학수 22. 콜드조인트를고려한 GGBFS 40% 치환콘크리트의탄산화거동 109 조성준, 김태훈, 윤용식, 권성준 23. 원전폐콘크리트를재활용한고화체기술개발 113 문영범, 김재영, 김형철, 최현국 24. 유리섬유로감싼이형철근의부착특성 116 정규산, 박기태 - iv -

13 25. 첨가제혼입에따른발전소부산물활용결합재의압축강도특성 118 임귀환, 박수현, 김호규, 강용학 26. 마이크로실리카분말종류에따른 AAM 의강도특성 120 류금성, 안기홍, 고경택, 김형열 27. 저방사화시멘트를사용한콘크리트의단열온도상승특성 122 이종석, 이빛나, 민지영, 이장화 28. 생물학적콘크리트판넬착근을위한이끼의생육특성에관한실험적연구 124 최연왕, 오성록, 김철규, 남은준, 주향종, 황은석 29. CSA 계촉진재를이용한무시멘트모르타르의응결특성에관한연구 127 김경환, 박성학, 박지현, 차윤호, 최연왕 30. 규산나트륨혼합 CFBC 인공잔골재의흡수율평가 131 송태협, 박지선 31. 주택개 보수수요대응 B2C 소비자대상주택자재정보제공방안 133 박지선 32. 수축저감제혼입률에따른고성능슬러리압축강도특성 135 김슬기, 박상인, 정해국, 김승원, 박철우 33. 화재곡선에따른고성능강섬유보강시멘트복합체의휨강도특성 138 박상인, 정대균, 김슬기, 정해국, 김승원, 박철우 34. SCP 모듈충전용저분체고유동콘크리트의 Mock-up 충전성능평가 141 박기준, 박정준, 곽임종, 김성욱, 이장화 35. 탄소섬유시트보강부재의보강성능분석을위한매립광섬유의 BOTDR 응답분석 143 김병철, 정규산, 박준석, 박기태 36. 바텀애시미분말을주원료로한지반개량재연구 145 여동준, 이병석, 이영원 - v -

14 37. 섬유혼입량이섬유보강콘크리트재료특성에미치는영향 149 양인환, 박지훈, 최정선, 부이광테 38. 초고성능콘크리트의균열보수성능평가 151 고경택, 안기홍, 류금성, 김병석 39. 슈퍼콘크리트의수밀성평가 155 안기홍, 고경택, 류금성, 김병석 40. 전기로산화슬래그잔골재혼입량에따른콘크리트의염화물확산계수의평가 158 임희섭, 윤용식, 조성준, 권성준 41. 전기로환원슬래그의기초성질평가연구 160 임희섭, 윤용식, 황상현, 권성준 42. 결합재와증점제사용량에따른레올로지특성평가 163 김원우, 이호재, 문재흠, 서은아 43. 섬유보강콘크리트보수재료의성능평가 165 김경태, 강철현, 유성원, 최영철 44. 초음파측정을이용한모르타르응결시점평가 167 이정수, 최현석, 유성원, 최영철 45. 연결접합조건에따른철도일탈방호시설물 (DCP) 의충돌해석변수연구 169 이나현, 김지환, 강윤석 46. 페로니켈슬래그미분말과혼화재사용에따른강도특성 172 유정환, 남상구, 정태준, 조설아, 박상순 47. SCD 처리에따른순환골재의 ph 저감효과분석 174 김지현, 박정원, 이민희, 정철우 특별세션제 6 차골재수급기본계획수립연구 1. 제5차골재수급기본계획의평가 181 김진만, 이도헌, 강기웅 - vi -

15 2. 중 장기골재수급계획및개발방향 184 김진만, 이도헌, 강기웅 3. 국내의순환골재공급현황분석 187 이도헌, 김진만, 강기웅 4. 부순모래공급량확대필요성에따른환경친화적개발방안 189 강석표, 강혜주 5. 골재채취통계의현실화방안에관한연구 191 박선규 6. 골재생산 유통과정에서의골재품질확보및외부점검강화방안 193 최세진, 김혜정, 김영욱, 이경수, 최민수 특별세션자기치유친환경콘크리트연구센터 1. 팽창재와 SCMs 을활용한시멘트페이스트의자연치유잠재성평가 197 박병선, 최영철 2. 고흡수율폴리머를포함한 early-age 시멘트페이스트의자기치유성능에대한분석 200 심예원, 홍근태, 송치원, 김지영, 최성철 3. 비파괴시험을활용한이성분계시멘트를포함한유황복합체의자기치유성능평가 202 안은종, 권성우, 신명수 4. 박테리아고정화재료변화에따른생태학적코팅모르타르의내황산특성 204 윤현섭, 양근혁 5. 균열자기치유를위한액상무기재료의마이크로캡슐화및기초특성에관한실험적연구 206 최연왕, 오성록, 김철규, 김지훈, 남은준, 정우용 6. 이온흡착다공성재료를혼입한치유소재가보수모르타르의치유성능에미치는영향 208 이웅종, 이현호, 이광명 - vii -

16 건설순환자원 Digital Poster 경진대회수상작 - 건설순환자원 Digital Poster 경진대회수상작 viii -

17 Korean Recycled Construction Resources Institute 성능개선및논문집초청 좌장 : 김하석 ( 공주대학교 ) 11월 2일 ( 금 ) 09:20~10:50 1. 레올로지정수를활용한경량기포콘크리트의부피안정성확보이향선, 손배근, 전종운, 한동엽 2. 바텀애시골재와기포를이용한경량콘크리트의유동성및압축강도특성양근혁, 이광일, 방지원, 임채림 3. 고강도분체계고유동콘크리트에서혼화재에따른재료분리저항성분석이혁주, 이영준, 한준희, 한동엽, 한인덕, 한민철 4. 정량적예측에기반한콘크리트펌핑설계방법제안장경필, 권승희 5. 동결융해이후의 FRP Hybrid Bar의부식저항성류화성, 박기태, 윤용식, 권성준 6. 시멘트계열재료의점도저하용혼화재료로서폐석회석미분말의사용가능성분석이향선, 전종운, 손배근, 한동엽

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19 레올로지정수를활용한경량기포콘크리트의부피안정성확보 Securing volume stability of lightweigth foamed concrete using rheological parameters 이향선 * 손배근 * 전종운 * 한동엽 ** Lee, Hynag Sun Son, Bae Geun Jeon, Jong Woon Han, Dong Yeop ABSTRACT In this study, to secure the volume stability of the lightweight foamed concrete, the relationship between the rheological parameters and foam breaking of the lightweight foamed concrete are analyzed. From the obtained relation, it was found that the higher plastic viscosity and yield stress can provide volume stability by reducing foam breaking. 요약본연구에서는경량기포콘크리트의소포율을감소시키기위해레올로지정수와기포파포율에대해분석하였다. 이러한관계를통해경량기포콘크리트의소성점도및항복응력이증가될수록소포를저감하여경량기포콘크리트의체적안정성을확보할수있음을알수있었다. 1. 서론 경량기포콘크리트는바닥난방구조의단열층으로활용될뿐아니라유기단열재를대체하기위한불연및난연재료로서무기단열재재료로활용되고있다. 경량기포콘크리트를제조하는과정에서발생된기포는시간이지남에따라소실되는데, 이러한소포가심하면콘크리트내부에있는기포량과더불어부피도감소하게된다. 이에본연구에서는믹싱시간과기포제의함유량을변화한실험을통해굳지않은상태에서의측정한레올로지값과침하량과의관계를분석하고자한다. 2. 실험계획 본연구에서는믹싱시간과기포제첨가량변화에따른침하량과항복치점성에대해실험으로표 1 과같다. 사용재료중기포제는 Sodium Lauryl Sulfate( 이하 SLS) 를사용하였다. 3. 실험결과및고찰 레올로지를사용하여항복치와점도를도출하였다. Fig 1. 은항복치에따른경화시침하깊이를, Fig 2. 는점도에따른경화시침하깊이를나타낸것이다. 기포콘크리트의항복치와점도가낮을수록침하깊이가증가한다는것을확인할수있다. * 정회원, 경상대학교건축공학과석사과정 ** 정회원, 경상대학교건축공학과조교수, 교신저자 (donald.dyhan@gnu.ac.kr) 성능개선및논문집초청 _ 레올로지정수를활용한경량기포콘크리트의부피안정성확보 3

20 Table 1. Experimental plan 배합사항 실험사항 믹싱시간 (m) 6, 8, 10, 12, 14 침하깊이측정 기포제 (% C) 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 0.7 레올로지시험 ( 항복치, 점도 ) Fig. 1. Graph of amount of foam loss depending on yield stress Fig. 2. Graph of amount of foam loss depending on viscosity 4. 결론 본연구를통해굳지않은기포콘크리트의항복치와점성이낮을수록침하량이증가한다는것을알수있었으며, 항복치와점성을증가시키면기포콘크리트의부피안정성을확보시킬수있음을판단된다. 감사의글 본연구는국토교통부동남권국토교통지역특서오하기술개발사업의의한연구비지연 (17RDP- B ) 에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. 황인성, 증점안정화제의종류및혼입률에따른경량기포콘크리트의특성, 대한건툭학회학술발표대회논문집, 제 26 권제 1 호, pp , 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

21 바텀애시골재와기포를이용한경량콘크리트의유동성및압축강도특성 Workability and Compressive Strength of Lightweight Concrete Produced using Bottom Ash Aggregates and Preformed Foam 양근혁 * 이광일 ** 방지원 *** 임채림 *** Yang, Keun Hyeok Lee, Kwang Il Bang Ji Won Lim Chae Rim ABSTRACT This study examined the development of lightweight concrete using bottom ash aggregates and preformed foam for sustainable high-insulation panel. 요약이연구에서는지속가능고단열패널에적용하기위하여바텀애시골재와기포를이용한경량콘크리트개발을시도하였다. 1. 서론 이연구의목표는지속가능고단열패널에적용할수있는경량콘크리트개발이다. 콘크리트의지속가능성을위해골재로서바텀애시골재와결합재로서고로슬래그 50% 와플라이애시 20% 사용하였다. 콘크리트의경량성및고단열을위해선기포를 15% 까지첨가하였다. 2. 실험계획 2.1 사용재료본연구에서는결합재로서보통포틀랜드시멘트 (ordinary portland cement, OPC), 고로슬래그미분말 (Ground granulated blast-furnace slag, GGBS) 및플라이애시 (Fly ash, FA) 를사용하였다. 잔골재와굵은골재로사용된바텀애시의밀도는각각 1.79 g/cm 3 및 1.18 g/cm 3 이다. 기포생성을위해사용된동물서기포제의밀도는 1.06 g/cm3 이다. 2.2 실험상세기포혼입율변화에따른바텀애시기반기포콘크리트의특성평가를위한배합상세를 Table 1에나타내었다. 바텀애시기반경량콘크리트의기포혼입율을 0%, 5%, 10% 및 15% 로변화하였으며, 물- 결합재비 (water-to-binder ratio, W/B) 및잔골재율 (sand to binder ratio, fine aggregate-to-total aggregate ratio by volume, S/a) 는각각 30% 및 47% 로고정하였다. 슬럼프는 KS F 2402(2017) 에따라측정하였으며, 압축강도는 KS F 2405(2017) 에따라 mm 실험체를이용하여재령 3, 7, 28, 56 일및 91 일에서측정하였다. * 정회원, 경기대학교건축공학과교수 ** 정회원, 경기대학교일반대학원 ( 교신저자 : dlghkd0708@naver.com) *** 정회원, 경기대학교건축공학과 성능개선및논문집초청 _ 바텀애시골재와기포를이용한경량콘크리트의유동성및압축강도특성 5

22 Table 1. Mixture proportion of concrete with foam content Specimens (%) (%) Foam content (%) 0 Control F F F Mixing ratio (%) OPC GGBS FA SP (%) Slump (mm) Compressive strength (MPa) control F 5 F 10 F 15 0 conterol F 5 F 10 F 15 Specimens Fig. 1. Slump of lightweight concrete using bottom ash aggregate Age (day) Fig. 2. Compressive strength of lightweight concrete using bottom ash aggregate 3. 실험결과분석및고찰 기포혼입율변화에따른바텀애시기반기포콘크리트의슬럼프측정결과기포의혼입율이 0% 에서 15% 로변화함에따라증가하였다 (Fig. 1). 기포혼입율이 15% 인 F 15 시험체의슬럼프는 70 mm 로가장높았다. 기포를혼입하지않은 Control 시험체의슬럼프는 10 mm 로, F 15 시험체의 14% 수준이다. 경량콘크리트의압축강도는기포혼입율이증가함에따라감소하는경향을보였으며, Control 시험체의재령 28 일압축강도가 17.7 MPa 로가장높았다. 반면, 기포혼입율이 15% 인 F 15 시험체의재령 28 일압축강도는 5.8 MPa 로 Control 실험체보다 67% 낮았다. 4. 결론 바텀애시골재와기포를 5% 이하를혼입한경량콘크리트의압축강도는비구조패널에적용할수있는 10 MPa 이상을만족하였다. 감사의글 본연구는국토교통기술 R&D 국토교통촉진연구사업의연구비지원 (18CTAP-C ) 에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. 양근혁, 정연백 혼화재종류및치환율을고려한저탄소콘크리트배합설계모델, 한국콘크리트학회논문집제 27 권 4 호, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

23 고강도분체계고유동콘크리트에서혼화재에따른재료분리저항성분석 A Study on the Resistance of Segregation with the Mineral Admixture in High Fuludity concrete 이혁주 * 이영준 * 한준희 * 한동엽 ** 한인덕 *** 한민철 **** Lee, Hyuk Ju Young Jun Han Han, Jun Hui Han, Dong Yeop Han, In Duck Han, Min Cheol ABSTRACT In this research, there is a research result that the segrigation resistance decreases due to the low density of admixture at the time of replacement of admixture of high flowing concrete system, high admixture of high flow component concrete To confirm segrigation resistance. If the substitution rate of the admixture is low as a result of the investigation, the powder separation will improve the segrigation resistance, but as the substitution rate increases, the segrigation resistance will decrease due to the low density of the admixture. 요약본연구에서는보통강도분체계고유동콘크리트에서혼화재를치환시혼화재의낮은밀도에의해서재료분리저항성이하락한다는연구결과가있어고강도분체계고유동콘크리트에서혼화재에따른재료분리저항성을확인하였다. 연구결과로혼화재의치환율이낮으면분체량이증가하여재료분리저항성이향상되지만치환율이상승할수록혼화재의낮은밀도에의하여재료분리저항성이하락하는것으로판단된다. 1. 서론 Table 1. Experimental plan of concrete 고유동콘크리트에광물질혼화재를치환하면분체량증가로점성이향상되어재료분리저항성이높아진다는것이통상적인이론이다. 그러나, 일반강도에서는혼화재의낮은밀도로인하여시멘트페이스트의점성이낮아짐에따라오히려재료분리저항성이하락한다는연구결과도있다. 그러므로본연구에서는고강도콘크리트에서플라이애시 ( 이하 FA) 와고로슬래그미분말 ( 이하 BS) 등의혼화재를치환한분체계고유동콘크리트에서광물질혼화재가재료분리저항성에미치는영향을확인하고자한다. Factor W/C (%) Slump Flow (mm) Air contents MIxture (%) Binder composition (%) Experiment Fresh concrete Hardened concrete Levels ± ± 1.5 OPC 100 FA: 10, 20, 30 BS: , 30 Slump Slump Flow EIS Compressive strength (7, 28 days) Segrigation strength (28 days) * 정회원, 청주대학교건축공학과, 석사과정 ( 교신저자 : juhyukee@naver.com) ** 정회원, 경상대학교건축공학과, 조교수 *** 정회원, 제주대학교건축공학과, 부교수 **** 정회원, 청주대학교건축공학과, 교수 성능개선및논문집초청 _ 고강도분체계고유동콘크리트에서혼화재에따른재료분리저항성분석 7

24 ITable 2. The physical properties of aggregate Sortation Density (g/cm 3 ) Fineness (cm2/ g ) Aggregate Coarse aggregate Slump (mm) FA BS 2. 실험계획및방법 본연구의실험계획은 Table 1 과같다. 사용된재료는국내에유통되는일반적인것을사용하였는데, 단, 골재의물리적성질은 Table 2 와같다. 실험방법은 KS 에의거하여실시하였다. 3. 실험결과및분석 Binder composition (%) Fig. 1. Slump due to binder composition Slump Flow (mm) *0.95 *0.95 Target Renge *0.52 *SP Addition (C/%) *0.48 *0.95 FA BS *0.7 *0.95 Fig 1, 2 는혼화재치환율변화에따른슬럼프와슬럼프플로를나타낸그래프이다. 두그래프는전반적으로유사경향을보였는데, 슬럼프플로의목표범위를만족하기위하여 SP 제를조절하여사용하였다. BS 30 % 의경우, SP 제사용량이증가하였는데이는분체량이증가함에따라서 SP 제를흡착한것으로판단된다. Fig 3 는혼화재치환에따른 EIS 를나타낸그래프이다. EIS 는슬럼프및슬럼프플로와유사한경향을보이며 FA 20 % 에서는 2.2 이하로가장양호하게재료분리가방지되는경향을나타냈다. Fig 4 는혼화재치환율에따른압축강도그래프이다. 혼화재치환시 7 일에서 28 일경과에높은강도상승을보이는데이는광물질혼화재의특성에기인한것으로판단된다, Fig 5 는 28 일경과시간에대하여압축강도공시체를상하로절반을절단하여강도차이의비율을나타낸그래프이다. 재료분리발생시공시체상하부분의강도차이가있을것이라판단되어실시하였다. BS 와 FA 의 10 % 치환시 OPC 보다재료분리강도가더양호한것을확인할수있었으며치환율이증가할수록강도비가다시하락하는경향을보였다. 이는혼화재의분체량증가로재료분리저항성이향상되지만치환율이상승함에따라서혼화재의낮은밀도에의하여다시강도차이가발생하는것으로분석된다. 4. 결론 본실험연구결과로유동성과유사한경향을나타내었다. 재료분리강도에서는 OPC 보다는혼화재치환율이증가함에따라재료분리저항성이상승하지만치환율이상승할수록하락하는것이확인되었다. 이는혼화재의치환율이낮을경우에는분체량이증가하여재료분리저항성이향상되지만치환율이증가할수록낮은밀도로인하여재료분리저항성이하락한것으로판단된다 Binder composition (%) Fig. 2. Slump Flow due to binder composition SFA E Binder composition (%) Fig. 3. EIS due to binder Compressive strength (Mpa) OPC100 FA10 FA20 FA30 BS10 BS20 BS30 7 Days Fig. 4.Compression strength due to binder Compressive strength ratio (Mpa) Binder composition (%) Fig. 5. Segrigation strength due to binder 28 FA BS BS 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

25 정량적예측에기반한콘크리트펌핑설계방법제안 Suggest on Design Method of Concrete Pumping Based on Quantitative Prediction 장경필 * 권승희 ** Jang, Kyong Pil Kwon, Seung Hee ABSTRACT Recently, a technique to quantitatively predict the pumping performance of concrete has been developed and is now being applied to some construction sites. The possibility of quantitative prediction of pumping performance means that design is possible. The purpose of this paper is to propose a design method of concrete pumping performance based on quantitative prediction. 요약최근콘크리트의펌핑성능을정량적으로예측할수있는기술이개발되었으며, 현재일부현장에도적용되고있다. 펌핑성능의정량적예측이가능하다는것은설계가가능하다는것을의미한다. 이논문에서는정량적예측에기반한콘크리트펌핑설계방법을제안하고자한다. 1. 서론 기존의콘크리트펌핑성능예측방법은관내압력손실, 배관종류및길이등을고려한경험식이나, 데이터들의통계와경험에의해작성된도표를통해압송압력을산출하여펌프를선정하도록제안하고있다. 대부분콘크리트의슬럼프값에대한배관내마찰손실을고려하여압송압력을산정하는방법이다. 하지만슬럼프플로우값을가지는고강도 고유동콘크리트에대해서는적용이어려우며, 동일한슬럼프값을갖는콘크리트라도점도와항복응력값이서로다르기때문에압송압력을과대또는과소평가할수있다. 또한일반적인건물의시공에서수집된데이터를토대로제안된방법이기때문에초고층빌딩이나초장대교량과같이장거리압송을하는대형견설현장에적용하는데에도한계가있다. 이논문에서는기존의정성적방법이아닌콘크리트펌핑성능의정량적예측을기반으로한펌핑설계방법을제안하고자한다. 2. 콘크리트펌핑설계방법 콘크리트의펌핑설계를위해서는콘크리트의배관내유동메커니즘, 콘크리트와윤활층의유동특성 ( 점도및항복응력 ) 평가, 펌핑성능예측방법, 펌핑중콘크리트의유동특성변화, 압송장비 ( 펌프, 배관 ) 등펌핑과관련된여러가지요소기술들이필요하다. 이논문에서는이들요소기술들을종합한콘크리트펌핑설계방법을제안하였으며, 설계과정을요약하면다음과같다. 1 펌프압송조건파악 : 대상구조물의길이또는높이, 공정관리를위한목표토출량, 콘크리트의배합강도또는설계기준강도 * 정회원, 명지대학교토목환경공학과박사후연구원 ( 교신저자 : k6851p@naver.com) ** 정회원, 명지대학교토목환경공학과교수 성능개선및논문집초청 _ 정량적예측에기반한콘크리트펌핑설계방법제안 9

26 2 콘크리트와윤활층의점도관계를이용한압송압력예측 3 압송조건을만족하는콘크리트와윤활층의점도범위산정 4 설계기준강도와 3 에서산정된점도를고려한콘크리트배합설계 5 설계된배합에대한콘크리트와윤활층의유동특성측정 6 유동특성측정결과를이용한압송압력예측 7 펌프압송조건만족여부확인 8 배합선정또는배합조절을통해 4 에서 7 과정반복 9 펌프및배관치수선정 10 펌프실린더의충진율검토를통한현장펌프운영관리기준설정 11 슬럼프플로우실험을통한현장콘크리트펌프압송성능품질관리기준설정 첫번째단계에서, 공정관리를위한목표토출량, 대상구조물의높이또는길이, 콘크리트배합강도또는설계기준강도는구조물설계에서의하중조건, 구조물의크기, 용도등과마찬가지로펌핑시공전에필수적으로정해지는조건이다. 이논문에서는전체설계과정에대한요약만제시하였으며, 설계를위해필요한여러가지요소기술들에대한자세한내용은인용된문헌을참고하기바란다 1). 3. 결론 이논문에서는펌핑성능의정량적예측에기반한콘크리트펌핑설계방법을제안하였다. 실규모펌핑실험을거치지않고압송조건을만족하는최적의배합과압송조건에맞는펌프및배관을미리선정할수있기때문에, 과도한펌프사양선정으로인해발생하는불필요한비용을줄일수있을것이라고판단된다. 하지만펌핑중콘크리트의유동특성변화, 배관막힘현상에대한규명등아직개발되고개선되어야할사항들이있다. 향후개발될수있는요소기술들을통해이논문에서제안한설계방법도지속적으로개선될수있을것이라사료된다. 감사의글 본연구는국토교통부국토교통기술촉진연구사업의연구비지원 (18CTAP-C ) 에의해수행되었습니다. 이에감사드립니다. 참고문헌 1. 장경필, 정량적예측기반콘크리트펌프압송성능설계, 명지대학교대학원, 박사학위논문, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

27 동결융해이후의 FRP Hybrid Bar 의부식저항성 Resistance to Chloride Attack of FRP Hybrid Bar After Freezing and Thawing Action 류화성 1 박기태 2 윤용식 3 권성준 3* Hwa-Sung Ryu 1 Ki-Tae Park 2 Yong-Sik Yoon 3 Seung-Jun Kwon 3* (Received February 14, 2018 / Revised March 20, 2018 / Accepted March 20, 2018) ABSTRACT RC(Reinforced Concrete) structures are exposed to various exterior conditions, and the performances of both chloride resistance and freezing/thawing action are evaluated for those exposed to corrosive environment-sea shore. Recently developed FRP Hybrid Bars which is coated with glass fiber and epoxy with core steel has an engineering advantage of higher Elasticity than FRP rod. In this work, corrosion resistance, weight loss, and bond strength are evaluated for the FRP Hybrid Bar tested through freezing/thawing action for 300cycles. The double coated FRP Hybrid Bar shows the least weight loss without defection due to freezing/thawing action. Bond strength in FRP Hybrid Bar increases to 120% of normal steel through torturity effect with Si-coating. Bond strength in normal steel shows 0.86~0.89times in 3-day corrosion acceleration and 0.35~0.38times in 5-day corrosion acceleration, however, that in FRP Hybrid Bar shows little changes in bond strength before and after freezing/thawing action. 요약콘크리트구조물은다양한환경에노출되며, 부식환경인해안가에서는매립보강재의부식저항성및동결융해저항성이함께평가되어야한다. 최근개발된 FRP Hybrid Bar 는내부에강재가있으며유리섬유와에폭시가코팅된보강재인데, 기존 FRP Bar 보다탄성계수가높은장점이있다. 본연구에서는 FRP Hybrid Bar 에대하여동결융해 300 cycle 시험을수행한뒤, 내부식특성과중량결손율, 및부착특성을평가하였다. 300 cycle 이후 2번에폭시를코팅한경우에규사의손실이가장적었으며, 외관의결함이관측되지않았다. 부착강도는규사코팅에따른조도의증가로 FRP Hybrid Bar의경우일반철근의 120% 수준을나타내었다. 또한일반철근을가진시편의부착력은부식시간 3일에서는 0.86 ~0.89 배, 5일에서는 0.35 ~0.38 배로크게감소하였으나, 동결융해전후의 FRP Hybrid Bar 를가진콘크리트공시체는부착강도의감소가발생하지않았다. 키워드 : FRP Hybrid Bar, 부식, 동결융해, 촉진시험, 부착력, 에폭시코팅 Keywords : FRP Hybrid Bar, Corrosion, Freezing and thawing action, Accelerated test, Bond strength, Epoxy-coating * Corresponding author jjuni98@hannam.ac.kr 1 한양 E&C (Hanyang Experiment and Consulting, Hanyang University ERICA, Ansan 15588, Korea) 2 한국건설기술연구원구조융합연구소 (Korea Institute of Civil engineering and building Technology, Kyeonggi-do, 10223, Korea) 3 한남대학교건설시스템공학과 (Department of Civil Engineering, Hannam University, Daejeon, 34430, Korea) 성능개선및논문집초청 _ 동결융해이후의 FRP Hybrid Bar 의부식저항성 11

28 시멘트계열재료의점도저하용혼화재료로서폐석회석미분말의사용가능성분석 Feasibility Analysis of Wasted Limestone Powder as a Viscosity Reducing Material for Cement Based Materials 이향선 1 전종운 1 손배근 1 한동엽 1* Hyang-Seon Lee 1 Jong-Un Jeon 1 Bae-Geun Son 1 Dongyeop Han 1* (Received May 30, 2018 / Revised June 21, 2018 / Accepted June 22, 2018) ABSTRACT The aim of the research is providing a fundamental idea of reducing viscosity of cement based materials by replacing powder based material. With developing concrete technology, high performance concrete with high solid volume fraction has been used widely. Under the conditions of the high solid volume fraction due to the low w/c and replacement of SCMs, decreased fluidity is one of the critical problem, and thus plasticizer has been used to improve fluidity of the mixture. However, in rheological aspect, the fluidity of cement based materials can be defined with yield stress and viscosity, and using plasticizer only decreases yield stress without least controlling on viscosity. Therefore, based on the idea of Krieger-Dougherty model, a feasibility of wasted limestone powder from cement manufacturing process was used to decrease the viscosity of the mixture by replacing cement powder. According to a series of experiment, by replacing wasted limestone powder solely, there was a possibility of reducing viscosity was observed. Thus, in this research scope, it is considered to contribute on providing a fundamental idea of reducing viscosity with powder replacement and it is expected to contribute on further research using various conditions of replacing powders for reducing viscosity of cementitious materials. 요약본연구의목적은고강도및일반강도영역의물 - 결합재비에대해시멘트계열재료의점도를감소시키기는것에대한정보를제공하는것이다. 시멘트계열재료의유동성을결정하는것은물 - 결합재비및치환재료와감수제가있다. 이를레올로지적으로보았을때물 - 결합재비가낮은경우항복치와점도를낮추며감수제의경우항복치저감에영향을주지만점도저하에는한계가있다. 따라서이연구에서는시멘트계열재료의점도를낮추기위해물 - 결합재비에따른폐석회석치환에대한점도저하가능성을분석하였다. 실험결과, 폐석회석을치환하였을경우점도저하의효과가있었으며이는시멘트계열재료의점도제어에유의미한결과를주는것으로판단되었다. 따라서본연구의결과는시멘트계열재료의점도를낮추는방안으로써분체치환에의한방안의기초적인자료가될것으로생각된다. 키워드 : 소성점도, 산업부산물분말, 저점도형고성능감수제, 고성능감수제, 고성능시멘트페이스트 Keywords : Plastic viscosity, Byproduct powders, Low viscosity type water HRWR, High range water reducer, High performance cement paste * Corresponding author donald.dyhan@gnu.ac.kr 1 경상대학교건축도시토목공학부, 공학연구원 (Department of Architectural Engineering, Engineering Research Institute, Gyeongsang National University, Jinju, 52828, Korea) 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

29 Korean Recycled Construction Resources Institute 내구성 좌장 : 이창홍 ( 포스코건설 ) 11월 2일 ( 금 ) 11:00~12:30 1. 퍼지추론기반원전차폐콘크리트구조물해체공정리스크평가 - 구조적 작업리스크중심으로 - 김별, 이주성, 안용한 2. 압력을받는고로슬래그시멘트콘크리트의염화물이온침투 김경태, 김규용, 이상규, 손민재, 백재욱, 남정수 3. 부순잔골재와석탄가스화발전용융슬래그를혼합골재로사용한콘크리트의특성 한준희, 현승용, 박경택, 한민철, 한천구 4. CGS 를혼입한콘크리트의경화특성검토 신기돈, 이건철, 조도영, 문보경 5. 건축물분별해체공사도입을위한분별대상폐기물의조사및범위설정연구 송태협 6. 원전콘크리트해체를위한건식와이어쏘절단공법개발의기초연구 이한민, 유완수, 최영화 7. 콘크리트거푸집박리제의실험적연구 - 부착력 (Peel-out) 시험 - 서현재, 정일근, 박종필, 송제영, 오상근

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31 퍼지추론기반원전차폐콘크리트구조물해체공정리스크평가 - 구조적 작업리스크중심으로 - Risk Assessment on Decommissioning Process of Nuclear Power Plant Bio-shield Structure based on Fuzzy Inference - focusing on structural damage / work process risks - 김별 * 이주성 ** 안용한 *** Kim, Byeol Lee,Joo Sung Ahn, Yong Han ABSTRACT Few studies have been conducted on risk safety assessment of decommissioning projects of nuclear facilities, and there is no available data for analysis. Most of the previous researches focus on radiological risks, so it is necessary to study the risks considering the threats factor from the structural / work point of view. In this paper, we point out the limitations of existing deterministic risk assessment methods and propose an alternative analysis and comparison model through quantitative and multidimensional approach to each work process and conduct a case study. 요약원자력시설해체사업의리스크안전성평가관련연구가거의없으며, 분석을위한가용데이터도전무한상태이다. 선행연구는대부분방사선리스크에초점이맞추어져있어구조적 / 작업관점에서의위협요인을고려한리스크에대한연구가필요하다. 본연구에서는기존의결정론적리스크평가방법의한계점을지적하고그대안으로작업프로세스별리스크의정량화및다차원적접근을통한대안분석및비교가가능한모델을제시하고 Case Study 를수행한다. 1. 서론 원자력시설해체사업의시장이확대될전망이다. 이를위한신기술개발이나정책, 제도등이정립되어가는단계이다. 특히원전해체작업중사고를방지하기위해안전성평가프로세스구축이필수적이다. 하지만선행연구는방사선학적리스크에치중하여구조적, 작업리스크를고려하지않고있다. 원전해체공사는방사화된구조체에근접하여작업하는특징이있어구조적, 작업관점에서의위협요인을고려한리스크관리가필요하다. 이에본연구에서는국내원전제염및해체공사의실정에맞는구조적 / 작업리스크평가모델을개발하고 Case Study 수행을목표로한다. * 정회원, 한양대학교건축시스템공학과석사과정 ** 정회원, 한양대학교건축학부연구교수 *** 정회원, 한양대학교건축학부부교수 ( 교신저자 : yhahn@hanyang.ac.kr) 내구성 _ 퍼지추론기반원전차폐콘크리트구조물해체공정리스크평가 15

32 2. 리스크평가모델 2.1 공정별리스크도출 본연구에서는원전해체공사의공정별로발생할수있는작업리스크를건설공사위험요소프로파일을기반으로공종별작업위치, 작업객체, 작업프로세스그리고사용장비로세분화하여도출하였다 ( 김별, 2017, Table1-3). 건설공사와유사점을찾기어려운원전해체공사주요작업의분석및도출된리스크의수정및보완을위해유사프로젝트경험이있는전문가심층인터뷰를진행하였다. 아래 Table 1 은전문가그룹의경력분포이며, 원전관련프로젝트경험자가제한적인상황을고려하여유사프로젝트의연구경험이있는연구자들로구성하였다. Table 1. Organization Expert Groups Career 5 to 10 years 10 to 15 years The number of people 위험요인의리스크평가해체공정리스크평가중퍼지추론의필요성은기본적으로신뢰할만한경험적자료가충분치않다는데기인한다. 퍼지집합이론은분석자의불확실성, 애매함, 주관성을반영할수있는수학적방법으로다음과같이리스크평가에활용될수있다 ( 임현교, 2014, p ) 위험요인의리스크평가공정별위험도평가프로세스는 1 제염해체공사리스크분류체계구성 2 공정별물적 / 인적리스크매칭 3 전문가인터뷰 4 경력자가중치적용 5 위험도평가순으로진행한다. 본연구의기본적리스크평가개념은 MIL-STD 882 의개념을이용하였다.(1) 이때위험요인의리스크평가에는빈도, 강도가고려되는것이일반적이며각각몇개의수준으로구분된다.(2) 물적, 인적리스크의발생강도와발생빈도를각각 5 단계로구분한결과를이용하였다. 작업자위험도는인적리스크의발생강도와발생빈도, 물적리스크의발생빈도와작업별가중치등의가중합계하여산정한다. 식 1 은전체작업자위험도산정식을나타낸다. ⵈⵈⵈⵈⵈ(1) = 전체작업자위험도 ( 해체공사수행시사고로인한작업자의작업불능일수의기대값 ) = 물적리스크 j의인적리스크 i의위험도 = 물적리스크 j의인적리스크 i의발생빈도 = 작업 k의물적리스크 j의발생빈도 = 구조적, 작업관점에서의작업 k의위험도 ( 가중치 ) 전문가 4 인의심층인터뷰를통해설문을수행하였으며, 평가결과의퍼지통합및비퍼지화를통해빈도결정및확률값으로재변환하였으며, 이를통해인적리스크의위험도및발생빈도를평가하였다. 전문가인터뷰를통해중점관리작업을선별하여가중치를주었다. 퍼지화된제염해체공정의위험도에대하여비퍼지화과정을거쳐정량적으로각작업별위험도를하나의값으로산정한다. 비퍼지화기법중일반적으로다른방법들에비해서가장효과적으로많이사용되는방법인무게중심법 (Centroid method) 을사용하였다.(3) 식 (2) 는무게중심법에의한비퍼지화방법을나타낸다 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

33 작업별위험도 = ⵈⵈⵈⵈⵈⵈⵈⵈⵈⵈⵈⵈⵈⵈⵈⵈⵈⵈⵈ(2) 여기서 x 는작업별위험도점수를말하며, 는작업별위험도의소속함수값을나타낸다. 3. 결과분석및고찰 본논문에서는원전차폐콘크리트의해체공정중다이아몬드와이어쏘우장비를사용하여절단하는절단작업의위험도를평가하였다. 작업별, 물적리스크별, 인적리스크별위험도와총위험도를산정하였다. Table 2 는위험도평가결과를나타낸다. Table 2. Result of Risk Assessment at Cut Work Category Item Final-Score Final-Score Rank Total Risk Risk Assessment by Work Type Decommission Installation Cut Take out Removal Lifting Make a hole Risk Assessment by Structural Risk Fall Rock Fall Collapse Fly Conduct Collision Detach Damage Fire (6798.5) (4126.9) (6621.9) (2063.5) (5875.9) (1692.2) (4816.8) (507.9) (5147.4) 2(1) 6(6) 4(2) 8(7) 1(3) 7(8) 3(5) 9(9) 5(4) Risk Assessment by Job Risk Buried Severed Falling Collision Eyes damages Fly Jammed Suffocated Explosion Burned (496.5) (275.4) (399.8) (427.4) (348.1) (523.8) (164.4) (531.1) (666.9) (666.2) 2(5) 4(9) 3(7) 1(6) 10(8) 6(4) 9(10) 5(3) 7(1) 8(2) 차폐콘크리트절단작업의총위험도는 로분석되었고, 작업별산정결과 Cut Work 의위험도가 로가장높고, 물적리스크별산정결과 Conduct 즉전도가발생할위험도가 로가장높았으며, 마지막으로인적리스크별산정결과 Collision 충돌리스크가 로가장높다. 내구성 _ 퍼지추론기반원전차폐콘크리트구조물해체공정리스크평가 17

34 4. 결론 본연구를통해원전차폐콘크리트구조물의해체공사의리스크정도에대해모호하고정성적인전문가들의주관적판단이나평가를정량적으로제시할수있는모델을제시하였다. 위험도평가모델제안을위한개념적프레임제시로향후더많은전문가의설문을통해활용가능한모델로써발전시킬것이다. 특히절단작업과관련하여이루어진리스크평가를한결과인적리스크의빈도에차이가있음을알수있었다. 예를들어, 같은 매몰 인적리스크를유발하는낙석과전도두종류의물적리스크를비교했을때낙석으로인한매몰이전도로인한매몰보다빈도가높다고판단되었다. 하지만전문가수와정보의양이적어신뢰도가충분치않아추후인적리스크강도별피해량, 물적사고발생빈도, 작업별가중치등의데이터를추가한다면다차원적위험성분석을통한실질적인관리매뉴얼로써활용될수있을것이다. 또한, 본연구를통해제시하는작업리스크평가방법론을통해 Best Practice 와의비교검토를통한작업안전관리전략을도출하거나다양한안전대책대안의비교검토프로임워크역할을할수있을것으로사료된다. 감사의글 본연구는산업통상자원부 (MOTIE) 와한국에너지기술평가원 (KETEP) 의지원을받아수행한연구과제입니다. (No ) 참고문헌 1. 김주헌외, 퍼지기법을이용한타워크레인양중작업의안전성평가, 대한건축학회학술발표대회논문집 29(1), 임현교외, 퍼지추론을이용한해체공정중리스크요인의통합평가, Journal of the Korean Society of Safety 29(4), 유동성외, 기초퍼지이론, 교우사, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

35 압력을받는고로슬래그시멘트콘크리트의염화물이온침투 Chloride-ion penetration of Portland Blast Furnace Cement Concrete under Pressure 김경태 * 김규용 ** 이상규 *** 손민재 *** 백재욱 * 남정수 **** Kim, Gyeong Tae Kim, Gyu Yong Lee, Sang Kyu Son, Min Jae Beak jae Wook Nam Jeong Soo ABSTRACT In this study, ordinary Portland cement and Portland blast-furnace slag cement were exposed to pressure(1or6 atm) and substitute ocean water. The pressure increased the chloride-ion penetration of the concrete. Especially, the amount of water soluble chloride on the surface increased sharply. On the other hand, the incorporation of blast furnace slag was found to be effective in chloride ion penetration resistance of pressured concrete. 요약본연구에서는보통포틀랜드시멘트와고로슬래그시멘트를각각 1atm 과 6atm 의압력과인공해수에노출시킨뒤노출기간에따른깊이별수용성염화물량을측정하였다. 압력은콘크리트의염화물이온침투를촉진시키는결과를나타냈으며, 특히표면부의수용성염화물량이급격히증가하는경향을나타냈다. 한편, 고로슬래그미분말의혼입은압력을받은콘크리트의염화물이온침투저항에효과적인것으로나타났다. 1. 서론 해양콘크리트구조물중침지대에위치한콘크리트는수심이 10m 깊어질수록 1atm 의압력과해수에노출된다. 한편, 콘크리트에 3atm 이상의압력이작용할경우내부변형발생에의해수분침투가촉진되어 1) 염화물이온침투를촉진시킬가능성이있다. 본연구에서는압력이콘크리트의염화물이온침투에미치는영향을평가하고해양콘크리트에널리적용되는고로슬래그시멘트의염화물이온침투저항성을분석하고자하였다. 2. 실험계획및방법 콘크리트를제작하기위한시멘트는보통포틀랜드시멘트와고로슬래그시멘트로설정하였으며, 각시험체 를 1atm 과 6atm 의압력조건과인공해수에노출시킨후노출기간에따라깊이별수용성염화물량을측정하였다. 콘크리트는콘크리트구조설계기준의특수노출상태에대한콘크리트의설계기준강도 35MPa 을만족시키기위해 Table 1 과같이설정하였으며, 공기량은 4.0±0.5% 로설정하였다. 인공해수는 ASTM D Table 1. Mix proportion Specimens ID Target air (%) W/B (%) S/a (%) Unit weight (kg/m 3 ) W OPC PSC S G OPC ± PSC * 정회원, 충남대학교건축공학과석사과정 ** 정회원, 충남대학교건축공학과교수 ( 교신저자 : gyuyongkim@cnu.ac.kr) *** 정회원, 충남대학교건축공학과박사과정 **** 정회원, 충남대학교건축공학과조교수 내구성 _ 압력을받는고로슬래그시멘트콘크리트의염화물이온침투 19

36 1141 에준하여제조하였으며, 각시험체는침지대의환경을가정하기위하여재령 56 일까지수중양생을실시한이후측정을실시하였다. Water-soluble chloride contents, % OPC_6atm_3days OPC_6atm_56days OPC_6atm_7days OPC_6atm_28days OPC_6atm_28days OPC_6atm_56days OPC_6atm_7days OPC_6atm_3days Water-soluble chloride contents, % PSC_6atm_56days PSC_6atm_28days PSC_6atm_7days PSC_6atm_3days PSC_6atm_3days PSC_6atm_7days PSC_6atm_28days PSC_6atm_56days Depth of specimen, mm (a) OPC Depth of specimen, mm (b) PBC Fig. 1. Water-soluble chloride contents of concrete under pressure Water-soluble chloride contents, % OPC_1atm_3days OPC_1atm_7days OPC_1atm_28days OPC_1atm_56days OPC_1atm_56days OPC_1atm_28days OPC_1atm_7days OPC_1atm_3days Depth of specimen, mm (a) OPC Water-soluble chloride contents, % 0.5 PSC_1atm_3days PSC_1atm_7days 0.4 PSC_1atm_28days PSC_1atm_56days PSC_1atm_56days PSC_1atm_28days 0.1 PSC_1atm_7days PSC_1atm_3days Depth of specimen, mm (b) PBC Fig. 2. Water-soluble chloride contents of concrete under atmospheric pressure 3. 실험결과및고찰 Fig 1 과 Fig 2 에각각대기압과 6atm 의압력을받은 OPC 및 PBC 콘크리트의깊이별수용성염화물량측정결과를나타냈다. 6atm 의압력을받는시험체는모든측정깊이에서염화물량이높게측정되었으며, 특히 0 5mm 위치의수용성염화물량이급격하게증가하였다. 한편, 고로슬래그미분말이함유된 PBC 시험체는압력의작용유무와관계없이 OPC 시험체보다낮은수용성염화물량을나타냈으며, 이는고로슬래그미분말의염화물이온흡착효과에기인한것으로판단된다. 4. 결론 고로시멘트및보통포틀랜드시멘트를사용한콘크리트를각각 1atm 과 6atm 의압력조건과인공해수에노출시킨결과압력의작용은콘크리트의염화물이온침투를촉진시키는경향을나타냈다. 또한, 고로시멘트미분말의혼입은압력이작용하는환경에서도염화물이온침투저항성향상에유효한것으로나타났다 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

37 감사의글 이연구는 2018 년도산업통상자원부및산업기술평가관리원 (KEIT) 연구비지원에의한연구임 ( ) 참고문헌 유조형, 이한승, 경제운, & 박재승. (2007). 수압을받는콘크리트로의수분침투및확산에관한연구. 대한건축학회논문집 - 구조계, 23(9), 내구성 _ 압력을받는고로슬래그시멘트콘크리트의염화물이온침투 21

38 부순잔골재와석탄가스화발전용융슬래그를혼합골재로사용한콘크리트의특성 Properties of Concrete Using Coal Gasification Slag as Mixed Aggregate whit Crushed Fine aggregate 한준희 * 현승용 * 박경택 ** 한민철 *** 한천구 *** Han, Jun Hui Hyun, Seung-Yong Park, Kyung-Taek Han, Min-Cheol Han, Cheon Goo ABSTRACT In this study, the characteristics of concrete were analyzed by mixing Coal Gasifi cation Slag (CGS) generated from the Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) with fine aggregate to supply alternative aggregates due to shortage of natural aggregates. Tests show that replacing CGS with 25 50% of fine aggregate is effective in increasing liquidity and enhancing strength. 요약본연구에서는국내천연골재부족에따른대체골재수급방안으로석탄가스화복합발전 (IGCC) 에서발생하는석탄가스화슬래그 (CGS) 를부순잔골재와혼합사용하여콘크리트의특성을분석하였다. 실험결과잔골재에 CGS 를 % 로치환한경우는유동성증가및강도증진에효과적인것으로나타났다. 1. 서론 최근우리나라에서는미세먼지를줄이기위한노력의일환으로노후화된석탄화력발전을일부정지시키고있는실정이다. 이에종전의석탄화력발전을대신하여 석탄가스화발전 (IGCC; Integrated Gasification Combined Cycle) 을도입하여그성능을검토하고있는중이다. 그러나, IGCC 의경우는발전과정중미세먼지저감, 공해물질발생저감등이점이있으나부산물도발생하는데이를 석탄가스화발전슬래그 (CGS;Coal Gasifi cation Slag) 라고한다. 이러한 CGS 의경우우리나라에서는활용방안에대하여연구된바가거의없으므로, 활용방안의모색이필수적인상황이다. 따라서, 본연구의 CGS 를콘크리트용잔골재로써의활용가능성을분석하고자한다. Table 1. Experimental plan Mixture Experiment Factor Levels (W/C) (50%) Slump (mm) 180 ± 15 1 Air contents (%) 4.5 ± 1.5 Binder Type OPC 100 Aggregate Type 1 Crushed sand CGS replacement rate of Crushed Fine aggregate(%) 5 Fresh mortar 2 Hardened mortar Flow Air contents Compressive strength (7,28days) * 정회원, 청주대학교건축공학과, 석사과정 ( 교신저자 : gksehxhf@naver.com) ** 정회원, 청주대학교대학원, 박사과정 *** 정회원, 청주대학교건축공학과, 교수, 공학박사 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

39 2. 실험계획및방법 300 CS 본연구의실험계획은 Table 1 과같다. 먼저, W/C 는 50 % 로배합설계하였다. 목표슬럼프는 180 ± 25 mm, 목표공기량은 4.5 ± 1.5 %, 결합재조성비는 OPC 100 % 로계획하였다. 골재종류로는부순잔골재에 CGS 치환율을 % 까지 25 % 씩변화를주어총 5 수준으로계획하였다. 사용재료는국내산의일반적인것을사용하였으며, 실험방법은 KS 표준에의거진행하였다. Slump (mm) CGS replacement (%) Fig. 1. Slump with CGS replacement rate 3. 실험결과및분석 400 CS Fig 1 과 2 는 CGS 치환율변화에따른슬럼프및슬럼프플로를나타낸그래프이다. CGS 치환율이증가하는경우에는 25 % 까지저하하지만그이상에서는유동성이증가하는것으로나타났다. 이는 CGS 의입자특성에의한것으로판단된다. Fig 3 은 CGS 치환율변화에따른공기량을나타낸그래프이다. CGS 치환율이증가에따라공기량은감소하였다. 이는 CGS 에포함되어있는미연소탄분에의한 AE 제흡착작용에기인하여공기량이감소하는것으로분석된다. Fig 4 는 CGS 치환율변화에따른압축강도를나타낸그래프이다. CGS 를잔골재로 50% 치환한경우에서가장우수한강도를나타냈으며, 이는 CGS 의반응성, 공기량감소효과및골재입도보정에따른최밀충전효과의복합에기인하여우수한압축강도를나타낸것으로판단된다. 4. 결론 본연구는 IGCC 에서발생한 CGS 를콘크리트잔골재로사용했을경우굳지않은상태의특성및경화콘크리트에미치는영향을실험적으로고찰하였다, 그결과 CGS 를콘크리트용잔골재로양호한골재에 % 정도치환사용할경우양호한품질을확보할수있음을알수있었다. 감사의글 본연구는한국서부발전 ( 주 ) 의연구비지원 ( 과제번호 ) 에의해수행되었습니다. Slump Flow (mm) CGS replacement (%) Fig. 2. Slump Flow with CGS replacement rate Air contents (%) CS CGS replacement (%) Fig. 3. Air content with CGS replacement rate Compressive strength (MPa) CGS replacement (%) 100 CS 7 Day 28 Day Fig. 4. Compressive strength with CGS replacement rate 내구성 _ 부순잔골재와석탄가스화발전용융슬래그를혼합골재로사용한콘크리트의특성 23

40 CGS 를혼입한콘크리트의경화특성검토 Study on Hardened Property of Concrete contained CGS 신기돈 * 이건철 ** 조도영 *** 문보경 **** Shin, Ki Don Lee, Gun Cheol Cho, Do Young Moon, Bo Kyung ABSTRACT This study examined the hardening properties of concrete mixed with IGCC byproduct CGS. As Result, The compressive strength was low at the beginning of the age of the new regime. However, on the age of 28 days it was more likely to exhibit strength than the Plain Mixture. 요약본연구는 IGCC 부산물인 CGS 를혼입한콘크리트의경화특성에대하여검토하였다. 실험결과 CGS 를치환한경우재령초기에낮은압축강도를나타내었다. 그러나재령 28 일에서는 Plain 배합보다높은강도발현을나타내는경향을나타내었다. 1. 서론 석탄가스화발전방식은기존석탄화력발전에비해높은발전효율과환경오염물질배출이낮은환경친화적기술이다. 그러나부산물로발생되는 CGS(Coal Gasification Slag) 는폐기물로분류되어있으며매립에의존하고있어재활용에대하여검토가절실하다. 따라서본연구에서는 CGS 를건설재료로써의활용가능성에대하여검토하였다. 2. 실험계획 본연구의실험계획은 Table 1 과같다. CGS 는시멘트대비 5, 10, 15, 20 % 를치환하여사용하였으며사용되는분체로는 OPC, CGS, FA, BS 를사용하였다. 실험사항으로는경화콘크리트에서는재령별압축강도및재령 28 일에서인장강도를측정하였다. Table 1. Experiment Plan 배합사항 실험사항 실험요인 실험수준 w/b (%) 1 50 치환율 (%) 4 5, 10, 15, 20 분체종류 4 OPC, CGS, FA, BS 경화콘크리트 1 압축강도 (3, 7, 28, 91 일 ), 인장강도 (28 일 ) 3. 실험결과분석및고찰 Fig 1 은재령별압축강도측정결과를나타낸것이다. 전반적으로 CGS 를치환한콘크리트의경우에는초기강도가감소하는경향을나타내었으나재령이지남에따라압축강도가증가하는경향을나타내었다. 재령 * 정회원, 한국교통대학교, 건축공학과, 석사과정, sgd0313@naver.com ** 정회원, 한국교통대학교, 건축공학부, 부교수 *** 정회원, 한서대학교, 산학협력단, 조교수 **** 정회원, 한국서부발전, 기후환경팀, 차장 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

41 28 일에서는시멘트만을사용한 Plain 배합보다높은강도발현을나타내는경향을나타내었다. 또한기존콘크리트혼화재로사용되어지는 FA 및 BS 와동등이상으로콘크리트혼화재로의사용이가능할것으로사료된다. Fig 2 는재령 28 일에서의인장강도측정결과이다. 전체적으로 CGS, BS, FA 순으로쪼갬인장강도가높은것으로나타내었다. CGS 의경우전반적으로치환율에따른쪼갬인장강도가감소하는경향은없었으나치환시에인장강도가증가하는경향을나타내었다. Fig. 1 Result of Compressive strength Fig.2 Result of Tensile strength 4. 결론 IGCC 슬래그는경화콘크리트의성질에서는압축강도에경우전반적으로초기강도가감소하는경향을나타내었으나재령이지남에따라압축강도가증가하는경향을나타내었으며재령 28 일에서는 Plain 배합보다높은강도발현을나타내었으며건설재료로써사용가능할것으로사료된다. 감사의글 이논문은 2018 년한국서부발전 ( 주 ) 연구비지원 ( 과제번호 ) 에의해수행되었습니다. 이에감사드립니다. 내구성 _ CGS 를혼입한콘크리트의경화특성검토 25

42 건축물분별해체공사도입을위한분별대상폐기물의조사및범위설정연구 A Study on the Classification of Waste for Introduction of Separation of Buildings 송태협 * Song, Tae Hyeob ABSTRACT For the recycling of construction wastes, emissions should be made at the emission stage. However, due to the shortage of space at the dismantling site, the shortage of dismantling period, and the lack of construction cost, it is not possible to discharge by statue. Therefore, it is necessary to establish a system for discharging the waste according to the characteristics through disassembly. 요약건설폐기물의재활용을위해서는배출단계에서성상별배출이이루어져야한다. 그러나해체현장의공간부족, 해체기간의부족, 공사비용의부족등으로인하여성상별배출이이루어지지않는다. 따라서분별해체를통한성상별폐기물의배출시스템구축이필요하다. 1. 서론 건설폐기물의재활용효용성을고려하여분별해체대상폐기물을분류하고자하였다. 이를위하여본연구에서는기술적제도적으로분별효율성이높은폐기물을분류하고후속과정에서재활용분야가넓은폐기물의종류를제시하고자하였다. 2. 조사계획 2.1 조사개요본연구에서는앞서기술한바와같이건폐법시행규칙에서규정한 18개폐기물을대상으로재활용의효용성, 해체및재활용인프라구축현황, 해체시공성, 경제성, 환경성, 재활용제품의시장성등을조사하여분별해체대상폐기물로우선순위를분류하고자하였다. 2.2 조사방법 대상폐기물건폐법의 18종폐기물중현재순환골재재활용등으로활발하게적용하고폐콘크리트, 폐아스팔트콘크리트등건설폐재류를제외하고, 가연성폐기물인폐목재, 폐합성수지, 폐섬유, 폐유리, 폐타일및도기류, 폐판넬, 폐보드류 7종을대상으로분석을실시하였다. * 정회원, 한국건설기술연구원국민생활연구본부연구위원 ( 교신저자 : thsong@kict.re.kr) 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

43 3. 조사결과분석및고찰 3.1 대상폐기물의항목별등급적용연구 7 종의건설폐기물을대상으로대상폐기물을선정함에있어가장중요한폐기물의종류별할증을적용하였다. 중요도는건설공사업자및해체시공업자를대상으로중요도에설문을실시하고이를기반으로순위를정한후 0.1 점단위의할증을부여하였다. 3.2 해체대상폐기물우선순위도출결과 7종의폐기물성상에대한분별해체수선순위도출결과재활용효율성과인프라구축현황이높은폐합성수지의분별해체우선순위가가장높은것으로나타났다. 그다음으로는폐목재, 폐판넬, 폐섬유순으로낱났으며, 폐타일및폐보드류는해체시공의어려움, 낮은인프라현황등으로분별해체대상비중이낮은것으로조사되었다. Table 1. Waste Recycling Scale Timber Plastic Textile Glass Tile& Stone Boards Panels Efficiency Infrastructure Technology Economics Enviroment Marketability Total 결론 분별해체를위한재활용성상별우선순위를분류한결과인프라구축이원활하고현재재활용가치가높으며현장분류가용이한합성수지, 특히 PVC 창호및바닥재가우선순위가높은폐기물로분류되었다. 재활용인프라는분별된폐기물을재가공할수있도록해체단계에서부재활용까지시스템구축현황을가리키는것으로가장중요한항목으로인식되고있다 감사의글 이논문은 2018 년도환경부 분별해체제도도입을위한실행방안구연구 의수행결과입니다. 참고문헌 1. 환경부, 분별해체제도도입방안연구, 한국건설기술연구원, 내구성 _ 건축물분별해체공사도입을위한분별대상폐기물의조사및범위설정연구 27

44 원전콘크리트해체를위한건식와이어쏘절단공법개발의기초연구 A Fundamental Study on the Development of Dry Wire Saw Cutting Method for Nuclear Concrete Dismantling 이한민 * 유완수 ** 최영화 *** Lee, Han Min Yoo, Wan Soo Choi, Young Hwa ABSTRACT The concrete cutting and dismantling method of the nuclear power plant selects the E.D.C.S method which can minimize the waste byproducts generated. We will development a dry wire saw cutting method for dismantling nuclear concrete structures by making thickness of bead thin to reduce the amount of waste dust generated during cutting work. 요약원자력발전소의콘크리트절단해체공법은발생하는폐부산물을최소화할수있는 E.D.C.S 공법을선정한다. 절단작업시발생하는폐분진량을줄이도록비드의두께를얇게제작하여원전콘크리트구조물해체를위한건식와이어쏘절단공법을개발하고자한다. 1. 서론 콘크리트구조물의다이아몬드와이어쏘절단공법은높은절단시공성능에도불구하고슬러지발생에따른토질 / 수질오염과같은심각한환경문제를발생하고있다. 원자력발전소콘크리트구조물해체의경우에다이아몬드와이어쏘공법을사용하게되면방사능에오염된콘크리트와냉각수사용으로 2 차오염물질까지다량발생시키는문제등을가지고있어, 오염된물질의제염에막대한비용이발생할것으로예상된다. 원전콘크리트구조물해체시발생하는폐기물 / 부산물을최소화하고친환경적인절단방법이필요로함에따라물을사용하지않는자연냉각방식을사용하는건식절단공법과절단작업으로발생하는폐분진의발생량을줄이는데본연구의목적이있다. 2. 다이아몬드와이어쏘절단공법 2.1 D.W.S 공법 D.W.S 1) 공법은원래유럽에서채석을위하여개발되었으며, 1980 년대초부터건설구조물의해체에이용되고있다. 현재국내에사용되고있는토목구조물해체의대표적인절단공법이다. 절단해체시다이아몬드와이어쏘에서발생하는마찰열을냉각시키기위하여다량의냉각수를사용하게된다. 이공법의가장큰문제점 * 정회원, 인영건설연구소장, 공학박사 ** 정회원, 인영건설이사 *** 인영건설대표이사 1) D.W.S : Diamond Wire Saw, 다이아몬드와이어쏘 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

45 은냉각수가구조물절단시발생되는분진과혼합되면서슬러지가발생하며, 슬러지발생에따른주변환경오염을유발할가능성이높고, 별도의슬러지처리비용이발생된다. 2.2 강제공랙식 D.W.S 공법다이아몬드와이어쏘에발생하는마찰열을냉각시키기위해냉각수를사용하지않고냉각및냉풍장치를사용하는방식이다. 일본화시스템 ( 주 ) 에서개발된공법으로와이어쏘마찰열냉각방법에물대신바람을사용하는공법이다. 에어컴프레서로생성된냉각공기를초저온냉풍장치를통해발사하여마찰열을냉각시키는공법이다. 인위적인강제냉각공기를생성하기위해많은에너지가필요로하고별도의냉각장치가필요로함에따라현장관리의어려움이있다. 2.3 E.D.C.S 공법 E.D.C.S 공법 2) 은다이아몬드와이어쏘에발생하는마찰열을자연냉각시켜서물을전혀사용하지않고절단할수있는공법이다. 기존원통형모양의비드 (Bead) 를 S자형입체비드형태로변경함으로써절단시발생되는충격완화, 분진효율향상, 유연도를개선하였고, 무냉각환경에적합한최적화된비드간거리, 비드상하면폭의차등화로절단속도의개선과동시에내구수명을향상시켰다. 물을사용하지않기때문에환경문제를해소시킬수있는장점을가지고있다. 2.4 원전건식절단해체공법개발원자력발전소의콘크리트구조물해체시일반적인 D.W.S 공법을사용하게된다면냉각수를사용함으로발생하는슬러지를비롯하여원자력방사능에오염된폐기물이많이발생하기때문에냉각수를사용하지않는자연냉각방식의 E.D.C.S 공법을사용한다. 물을사용하지않아슬러지가발생하지않지만, 건식절단으로인해절단면에서폐분진이발생함에따라발생하는폐기물양을줄이기위해다이아몬드와이어쏘의굵기를최소로줄이는데에중점을두었다. 3. 절단실험 3.1 실험개요다이아몬드와이어쏘의최대굵기는와이어쏘의구성체인비드의두께로측정이되는데, 기존다이아몬드와이어쏘의굵기는직경 11 12mm 를보편적으로사용하고있다. E.D.C.S 공법용와이어쏘의굵기는 11mm 이며, 원전용다이아몬드와이어쏘의굵기는직경 8mm 로제작하여분진발생량을줄이도록한다. 비드의두께가줄어듦에따라절삭속도가빨라지고, 분진발생량이줄어들것으로판단된다. 실험방법은 E.D.C.S 공법과같은방법으로수행하며, 두께가다른다이아몬드와이어쏘의비교실험을수행하였다. Table 1. 다이아몬드와이어쏘공법별비드특성 공법비드굵기 ( 두께 ) 장점단점 D.W.S 공법 E.D.C.S 공법 원전용 E.D.C.S 공법 mm 11mm 7.8mm 보편화된기술절삭성능우수 물을사용하지않음친환경적방법 물을사용하지않음분진발생량적음 냉각수사용환경오염 분진발생 로프와이어의인장력저하로안정성, 내구성저하 2) E.D.C.S : Eco Dry Cutting System, 친환경건식절단해체공법, 건설신기술제 717 호, 인영건설보유기술. 내구성 _ 원전콘크리트해체를위한건식와이어쏘절단공법개발의기초연구 29

46 Fig. 1. 비드와 다이아몬드 와이어쏘 크기 비교 3.2 사용재료 본 실험에서 사용한 절단 실험체는 국내 원자력 발전소 콘크리트 구조물과 유사한 실험체를 사용하였으며, 크기는 m, 절단 면적은 1.25m 1.5m = 이다. 와이어쏘 구동장치는 E.D.C.S공법에 사 용하는 동일 장비를 가지고 절단 작업을 수행하였다. Fig. 2. 실험용 와이어쏘 비교 Fig. 3. 원전 콘크리트 실험체 3.3 절단 실험 결과 원전용 와이어쏘가 기존 E.D.C.S 공법으로 절단한 시간보다 더 많이 소요되었다. 이는 로프 와이어의 두께 가 줄어들고 최대인장력이 작아짐에 따라 더 낮은 장력으로 구동장치를 가동함으로 E.D.C.S 공법 절단 시간 보다 오래 걸린 것으로 판단된다. 와이어쏘의 두께가 줄어들어 인장력이 작아졌기 때문에 구동장치도 이에 맞 게 개발하여야 할 것이다. 절단 완료 후 절단면의 두께를 측정하였을 때 원전용 와이어쏘를 사용한 방법이 약 1mm의 절단면 두께감소로 분진 발생량이 감소한 것으로 측정되었다. Fig. 4. 절단실험 한국건설순환자원학회 가을 학술발표 논문집 Fig. 5. 절단 후 절단면 두께 측정

47 Table 2. 원전콘크리트구조물절단실험결과 내용 E.D.C.S 공법원전용 E.D.C.S 공법 구조물 원전용콘크리트실험체 원전용콘크리트실험체 와이어쏘총길이 15m 20m 와이어쏘두께 11mm 7.8mm 절단면 2m 1.5m = 3m2 1.25m 1.5m = 1.875m2 절단후절단면두께 9.00mm 8.03mm 피치 (Pitch) : 비드간격 16mm 17mm 12mm 절단시간 2시간 40분 1시간 50분 2시간 50분 4. 결론 원자력발전소콘크리트구조물해체공법에서폐기물과오염물질을최소화할수있는방법으로냉각수를사용하지않는건식절단공법을사용하였고, 와이어쏘두께를줄여서절단시발생하는콘크리트분진발생량을줄이도록하였다. 1) 원전콘크리트구조물절단해체에건식다이아몬드와이어쏘공법적용 2) 두께를줄인원전용다이아몬드와이어쏘개발 3) 다이아몬드와이어쏘두께감소로절단시폐분진발생량감소 감사의글 이논문은산업통상자원부 (MOTIE) 와한국에너지기술평가원 (KETEP) 의지원을받아수행한연구과제입니다. (No ) 내구성 _ 원전콘크리트해체를위한건식와이어쏘절단공법개발의기초연구 31

48 콘크리트거푸집박리제의실험적연구 - 부착력 (Peel-out) 시험 - The Experimental Study of Concrete Form Release Agent - Peel-Out Test - 서현재 * 정일근 ** 박종필 *** 송제영 **** 오상근 ***** Seo, Hyun Jae Jung, Il Geun Park, Jong Pil Song, Je Young Oh, Sang Keun ABSTRACT Concrete formwork is one of the most important construction work, but after the formwork, there is a mold release agent on the concrete surface, and peeling phenomenon occurs in painting work. The effect of the mold release agent component on the adhesive strength was confirmed. 요약콘크리트거푸집은건설공사에있어서필수적인공종중하나이지만거푸집공사후콘크리트표면에직접시행하는후속공사를진행하는데있어콘크리트거푸집박리제의잔존에따른도장공사등의박리현상등이발생함에따라박리제의성분이잔존할경우부착력에어느정도영향을미치는지를확인하였다. 1. 서론 콘크리트거푸집은설계자가의도하는형상으로콘크리트의양생기간동안외부로부터유입되는강수나바람으로부터형태를유지하기위해사용하는콘크리트용거푸집은건설공사에있어서필수적이라할수있다. 거푸집박리제를사용할경우콘크리트거푸집의재질에따라유성혹은수용성박리제를사용하도록건축공사시방서와 LH 시방서에명시되어있다. 그런데거푸집을쉽게떼어내기위해사용하는콘크리트거푸집박리제가표면에얼룩이나곰보가생기는문제와후속공정인도장공사등의공사에있어박리제성분이잔존하여부착력이저하되는문제를쉽게볼수있다. 따라서본연구는기초연구로서시중에서사용중인유성제품과물을섞어사용하는수용성제품을대상으로부착력에대하여실제어떠한상관관계를갖는지확인하고자기본적인실험을진행하였다. 2. 실험개요 콘크리트용거푸집박리제의물성을확인하기위한시험방법에대한기준이부재한관계로본연구에서는유성박리제 1 종과수용성박리제 1 종, 친환경박리제 2 종, 총 4 가지시료를대상으로 KS F 4934 시험방법중부착력시험 (peel-out test) 을준용하여실험을진행하였다. * 정회원, 비케이방수기술연구소, 주임연구원 ** 정회원, HS 상사 *** 정회원, 오일마스타 **** 정회원, 비케이방수기술연구소, 소장 ***** 정회원, 서울과학기술대학교건축학부교수 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

49 바탕시험체로 CRC 보드상부에 4 종의박리제를도포하고각각 1 일, 7 일, 14 일, 28 일경과후 KS F 4934 에만족하는자착식형고무화아스팔트방수시트를 Fig. 1 과같이부착하고 Fig. 2 와같이 Peel-out 시험용전용지그를이용하여부착력을측정하였다. Fig. 1. Sheet-attached specimen Fig. 2. Peel-Out test in progress 3. 실험결과분석및고찰 시험결과는다음 Fig. 3 과같이확인되었다. Fig. 3. Test result of peel-out test 대조군의부착력의경우 3.0 MPa이상을나타내고있지만유성과수용성박리제는 28 일경과후에도 1.0 MPa에도못미치는부착력을보였다. 수용성과유성의경우바탕체표면에유분이잔존하여부착력을저해하는것으로판단된다. 반면친환경 A 와 B 는시간이경과함에따라증가되는것을확인할수있었으며, 28 일경과후 plain 시험체보다부착력이증대되는현상을확인할수있었다. 이는친환경박리제의성분중일부성분이부착력증대에영향을미치고있음을반증하는것으로판단된다. 4. 결론 거푸집박리제로사용되는사용원료중일부원료가콘크리트와다른재료와의부착력에있어영향을미치는것이확인되었다. 그러나구체적으로어떠한영향이미치는지에대하여후속연구를통해공개하도록하겠다. 참고문헌 1. 한국산업표준 KS F 4934 : 자착식형고무화아스팔트방수시트 내구성 _ 콘크리트거푸집박리제의실험적연구 33

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51 Korean Recycled Construction Resources Institute 시공 / 재료 좌장 : 한동엽 ( 경상대학교 ) 11월 2일 ( 금 ) 13:40~15:10 1. 고로슬래그및 Chlorine Bypass System Dust 의치환율변화에따른굳지않은모르타르의특성이영준, 현승용, 이혁주, 한준희, 이동주, 한민철 2. 피톤치드를혼입한시멘트경화체의공기질개선에관한실험적연구김현성, 김선아, 박선규 3. FNS( 페로니켈슬래그 ) 미분말의유리질화와수화와의상관성고찰이창홍, 홍성훈, 황준필 4. Electrical Conductivity of Cement Mortar Incorporating Nano Graphene Water Suspension LI, MAO Kim, Jin Man Kim, Ha Seog 5. SEM 분석을이용한세라믹중공비드첨가무기계내화접착제의차열성능검토 조현서, 지우람, 신기돈, 이건철, 서수연 6. 개질유황화합물첨가시시멘트 - 모르타르의 Morpholoy 와물리적강도평가 이용무, 최문선, 박상순, 오성우

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53 고로슬래그및 Chlorine Bypass System Dust 의치환율변화에따른굳지않은모르타르의특성 Characteristics of Fresh Mortar with the Replacement Ratio of Blast Furnace Slag and Chlorine Bypass System Dust 이영준 * 현승용 ** 이혁주 ** 한준희 ** 이동주 *** 한민철 **** Lee, Young Jun Hyun, Seung Yong Lee, Hyuk Ju Han, Jun Hui Lee, Dong Joo Han, Min Cheol ABSTRACT In this study, we analyzed the effect of using BS cement as a cement substitute material as a method of using CBS Dust. As a result, when CBS Dust was replaced with 5 10% as a cement substitute material for mixed cement substituted with BS 65% BS, it was determined to be fruitful in promoting fluidity. 요약본연구에서는 CBS Dust 의활용방안으로 BS 시멘트의시멘트대체재로서의사용할경우의영향을분석하고자하였다. 그결과 CBS Dust 를 BS 65% 치환한혼합시멘트의시멘트대체재로 5 10% 치환하여사용할경우유동성증진에있어효과적일것으로판단되었다. 1. 서론 Table 1. Experimental plan of mortar 최근시멘트생산과정에서는폐자원을원료및연료로사용함에따라시멘트의염화물농도가문제시되고있다. 이에따라시멘트생산업체에서는염화물을줄이기위해시멘트생산과정에서 Chlorine Bypass System Dust( 이하 CBS Dust) 를뽑아내폐기처리하고있다. 하지만최근 CBS Dust 의처리에있어처리업체부족으로처리량이제한되었고, 처리비용또한인상됨에따라시멘트업계는 CBS Dust 의현재와같은처리방식에한계를인식하고새로운처리방안을검토하고있다. 그러므로본연구에서는 CBS Dust 의사용방안으로철근을사용하지않는콘크리트 2 차제품생산에고로슬래그 ( 이하 BS) 시멘트의시멘트대체재로서의사용을분석하고자한다. Mixture Experiment Factor Levels B : S (W/C) 1 : 3 (50%) Flow (mm) ± 25 Air content (%) 4.5 ± 1.5 BS Replacement rate(%) CBS Dust replacement rate(%) 2 4 Fresh mortar Flow Air contents Chloride content * 정회원, 청주대학교건축공학과, 석사과정 ( 교신저자 : lyj8931@naver.com) ** 정회원, 청주대학교건축공학과, 석사과정 *** 정회원, 청주대학교건축공학과, 박사과정 **** 정회원, 청주대학교건축공학과, 교수 시공 / 재료 _ 고로슬래그및 Chlorine Bypass System Dust 의치환율변화에따른굳지않은모르타르의특성 37

54 2. 실험계획및방법계획 본연구의실험계획은 Table 1 과같다. 먼저모르타르배합비는 1:3, 물시멘트비는 50%, 목표플로는 180 ± 25 mm, 목표공기량은 4.5 ± 1.5% 로배합설계하였다. 실험방법은 KS 규격에의거하여실시하였다. 3. 실험결과분석및고찰 3.1 플로 Fig 1. 은 CBS Dust 치환율에따른플로를 BS 치환율에따라나타낸그래프이다. 이때, 유동성은 BS 치환율 0% 에서는 CBS Dust 의치환율이증가함에따라감소하는경향을나타내었다. BS 치환율 65% 에서는 CBS Dust 치환율이증가함에따라유동성이증가하다가감소하는경향을나타내었다. 이는 CBS Dust 를치환할때유동성이저하하고, BS 를치환할때증가하는경향이나타내는데, 이때 CBS Dust 와 BS를동시에치환할경우 CBS Dust 5% 까지는일정량물에녹으면서 BS 비율이늘어나유동성이일정량증가하나, 계속해서 CBS Dust 의비율이증가함에따라서는유동성이감소하는영향이커서나타난결과로판단된다. 3.2 공기량 Fig 2. 는 CBS Dust 치환율에따른공기량을 BS 치환율에따라나타낸그래프이다. 이때, BS 0% 의경우는 CBS Dust 의치환율이증가할수록감소하는경향을나타내었고, BS 65% 의경우는치환율이증가할수록공기량도증가하는경향을나타내었다. Fig. 1. Flow of CBS Dust replacement rate Fig. 2. Air contentof CBS Dust replacement rate 3.3 염화물량 Fig 3. 은 CBS Dust 치환율에따른염화물량을 BS 치환율에따라나타낸그래프이다. 이때, 모든경우 CBS Dust 의치환율이증가함에따라염화물량이증가하는경향을나타내었는데, BS 치환율은큰영향이없는것을판단된다. 4. 결론 CBS Dust BS를 65% 치환한혼합시멘트에시멘트대체재로 5 10% 치환할경우유동성증진에있어효과적일것으로판단되었다. Fig. 3. Chloride content of CBS Dust replacement rate 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

55 피톤치드를혼입한시멘트경화체의공기질개선에관한실험적연구 An Experimental Study on Air Quality Improvement of Cement Matrix using Phytoncide 김현성 * 김선아 * 박선규 ** Kim, Hyeon Sung Kim, Sun A Park, Sun Gyu ABSTRACT Formaldehyde has been classified as a Group 1 carcinogen in the International Agency for Research on Cancer (IARC). Formaldehyde has a half-life. the ventilation does not provide a sustained reduction effect. The Korea Institute of Science and Technology Information has announced that terpene has reduction effect formaldehyde. Therefore, we used phytoncide with cement matrix. As a result, flexural and compressive strength was the same or increased, and formaldehyde was reduced. 요약국제암연구기간 (IARC) 에서분류한 1 군발암물질인포름알데히드는반감기를가진물질로서환기만으로지속적인저감효과를보기는어렵다. 한국과학기술정보연구원에서는피톤치드가함유하고있는테르펜류물질이포름알데히드저감효과에영향이있음을발표하였으며, 이기술을통해피톤치드를시멘트경화체에혼입한결과경화체특성으로서휨, 압축강도는동일또한다소증가를보였으며포름알데히드는시간경과에따른저감효과를보였다. 1. 서론 최근현대사회가발전함에따라신축및리모델링공사가활발히이루어지고있다. 이러한신축및리모델링의실내마감재공사과정중사용되는접착제는포름알데히드를함유하고있다. 포름알데히드는실내공기질저하및새집증후군의원인으로서알려져있다 1). 포름알데히드는국제암연구기관에서지정한 1 급발암물질로서, 실내거주자의인체에악영향을미치게된다. 이러한포름알데히드저감방안으로서베이크아웃방식이제안되고있다. 그러나포름알데히드는반감기를지니기때문에베이크아웃방식만으로는충분한공기질정화가어렵다 2). 한국과학기술정보연구원의발표에따르면피톤치드의구성물인테르펜류를사용할경우포름알데히드가저감된다 3). 현재까지는피톤치드를함유된용액을실내에분사하는등의방법으로만적용되고있는추세이다. 따라서본연구에서는기존의연구를바탕으로건축자재에적용하여실내공기질문제를해결하고자, 피톤치드를함유한시멘트경화체관한연구를진행하였으며, 피톤치드함유량에따른포름알데히드저감효과를확인하는실험적연구를수행하였다. * 정회원, 목원대학교석사 ** 정회원, 목원대학교건축공학과교수 (psg@mokwon.ac.kr) 시공 / 재료 _ 피톤치드를혼입한시멘트경화체의공기질개선에관한실험적연구 39

56 2. 실험계획 2.1 사용재료및실험계획 본실험에서는국내 H 사의 1 종보통포틀랜드시멘트및국내 C 사의피톤치드편백수를사용하였으며, 편백수의피톤치드원액함유량은각 0.5, 1.0% 이다. W/C 는 55% 로동일하게유지하였으며, 배합수로서는일반적인물및피톤치드가함유된편백수를사용하여시멘트경화체를제작하였다. 이후피톤치드가시멘트경화체의강도발현에미치는영향을확인하기위하여제작된시멘트경화체의재령 3, 7 일의압축강도를측정하였다. 또한피톤치드함유량에따른포름알데히드저감효과를확인하기위해밀폐된용기내에포름알데히드방출원인공업용본드및시멘트경화체를투입하여시간의흐름에따른포름알데히드저감량을확인하였다. 3. 실험결과분석및고찰 3.1 피톤치드를혼입한시멘트경화체의강도측정결과압축강도측정결과, 재령 3일의경우피톤치드함유량에관계없이강도차이를보이지않았으나, 재령 7 일에있어서피톤치드원액함유량이증가함에따라강도가다소증가하는것을확인할수있었다. 이는배합수내의피톤치드원액함유량이증가할경우상대적으로배합수량이감소하는것에기인한결과로판단된다. 3.2 포름알데히드측정결과포름알데히드측정결과, 피톤치드를함유한시멘트경화체가포름알데히드에노출된후약 7시간이경과하는시점부터저감효과가보이는것으로나타났다. 약 10시간경과후초기수치의 50% 가저감되었으며, 노출 15시간이경과하는경우 90% 까지저감되는것을확인하였다. 이는피톤치드가시멘트경화체내부의공극을통해공기중으로확산되며포름알데히드를분해한결과로판단된다. 단피톤치드원액의함유량에따른큰차이는나타나지않았기에원액함유량에따른추가적인연구가필요할것으로보여진다. 감사의글 본논문은 2018 년중소벤처기업부도약협력사업 ( 과제번호 : S ) 의일환으로수행된연구임을밝히며이에감사를드립니다. 참고문헌 1. 최윤정, 오예슬, 장윤정, 김정재, 대학교신축기숙사의휘발성유기화합물농도및새집증후군반응, 한국주거학회논문집제 20 권제 6 호, 이윤규, 한길원, 한국건설기술평가원, 공동주택의포름알데히드농도특성분석에관한연구, 대한건축학회논문집제 19 권제 10 호, 정동인, 환경오염물질정화작용이있는테르펜류, 한국과학기술정보연구원보고서, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

57 FNS( 페로니켈슬래그 ) 미분말의유리질화와수화와의상관성고찰 Discussion of Relation with Crystalization of FNS(Ferro-nickel Slag) Cementitious Binder 이창홍 * 홍성훈 ** 황준필 *** Lee, Chang Hong Hong, Sung Hoon Hwang, Jun Phil ABSTRACT In this study, the authors focused on vitrification by improving cooling method of FNS(Ferro-nickel Slag) raw materials to improve initial hydration reactivity of FNS cement. Finally, this is considered in relation to hydratio in blended concrete. 요약본연구에서는 FNS 시멘트의초기반응성을증진시키기위해 FNS 원재료의냉각방식개선에의한유리질화에초점을맞추어연구를수행하였다. 그리고이를수화도와강도와의관계로고찰하였다. 1. 서론 FNS 시멘트 / 콘크리트 / 콘크리트구조물의사용은국내에서초기단계이나 WF(World First) 급연구에진입해있다. 그간 FNS 시멘트의낮은초기수화반응성은이재료의단점으로지적되었으나최근전용액상활성화제등의개발을통해단점을극복하여기술솔루션을확보함으로써 28 일설계기준강도시점에서의강도는시멘트대체치환률을 30% 수준으로끌어올리는데까지는성공하였으며, 혼합부산물을활용할경우가성비를확보하는범위에서 40% 치환도가능한연구도기진행중인것으로알려져있다. 본논문에서는 FNS 원재료의낮은초기수화도를끌어올리기위해전처리단계인슬래그발생냉각프로세스를개선하는실험연구를통해 FNS 시멘트의유리질화를통한수화도와의상관관계초기분석을수행하였으며, 이를향후빅데이터와연결지어최적화하기위한초도연구의사료자료로써제시하고자한다. 1.1 실험개요본연구에서는 FNS 원재료의냉각방식개선을통한유리화율을증대시켜이를통해 FNS 시멘트의원재료초기강도를개선하고자하는기초연구를수행하였다. Fig.1 에서와같이모형용광로를구비한후 FNS 원료를고온 (1,600 ) 에서용융하였으며이후냉각수의변수공급을통해타겟으로하는변형유리질슬래그를확보하였다. Fig.2 에는 Pilot 을통해확보된유리화율과분쇄효율을도시하였으며당초 50% 수준의유리화율을기대하였으나실제적으로 75% 수준으로유리질달성이가능함을확인하였고, 분쇄효율의측면에서도 23% 수준이상으로개선되고있는것을실험적으로확인하였다. * 정회원, 포스코건설, 엔지니어링본부 IP PJT 팀장 ( 교신저자 : changhong@poscoenc.com) ** 정회원, 포스코건설, 엔지니어링본부기계공정연구그룹과장 *** 정회원, CMME 대표이사 시공 / 재료 _ FNS( 페로니켈슬래그 ) 미분말의유리질화와수화와의상관성고찰 41

58 항목현수준달성 / 목표 (%) 비고 유리화율 <10 75/50 분쇄효율 0 23/10 Fig. 1. 보온로 Tilting 후, 수재슬래그제조 Fig. 2. 유리화율및분쇄효율개선 2. 실험결과분석및고찰 Fig. 3. FNS 원재료의유리질화결과 2.1 FNS 원재료의유리질화와혼합시멘트의초기수화거동 Fig.3 에는본연구를통해수행된 FNS 유리화결과내용을도시하였다. XRD 분석을통해초기결정질원재료상태에서 Humpper 를갖는유리질화로변모된것을확인이가능하며, 기계적수치합산에의한유리화률도확인이가능하다. 단, 수화도를고려한압축강도콘크리트실험결과는원재료의유리질화에도불구하고초기재령 7 일시점에서는개선점이없는것으로나타나후속추가솔루션기술이필요할것으로판단되었다. 3. 결론 1) FNS 원재료의냉각방식개선을통한유리질화를 75% 수준까지확보가가능한실험을수행하였다. 2) 초기실험결과에의한 FNS 유리질화와수화도에따른강도개선과는선형비례하지않음을확인하였으며, 이에는냉각방식의개선, 공급냉각수의유량속도개선, 온도제어및공기급랭등의개선점에따른추가솔루션을도출이가능한것으로사료되었다 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

59 참고문헌 1. 포스코건설, 용융페로니켈슬래그냉각제어따른시멘트치환대체재제조기술, 특허출원번호, 포스코건설, 액상활성화제를이용하여콘크리트용실리카계슬래그의치환률을높인콘크리트조성물, 특허등록번호, 시공 / 재료 _ FNS( 페로니켈슬래그 ) 미분말의유리질화와수화와의상관성고찰 43

60 Electrical Conductivity of Cement Mortar Incorporating Nano Graphene Water Suspension 이무 * 김진만 ** 김하석 *** LI, MAO Kim, Jin Man Kim, Ha Seog ABSTRACT The electrical conductivity of cement mortar with graphene water suspension has been evaluated by experimental method in this paper. According to the experimental outcomes, the graphene can improve the electrical conductivity of cement mortar. 1. Introduction The electrical conductivity of concrete is defined as cement matrix with conductivity filler. Electrical conductibity cement or mortar can be applied to de-icing pavement or indoor heating system. In this experiment, the electrical conductivity of cement mortar with graphene has been evaluated by experiment. 2. Experimental plan and materials The experimental factors include as presented in table 1. Table 1. Experimental plan Binder material w/c Additional filler Dosage of additional filler Curing condition Test items PG0.1 PG0.3 PG Graphene 0.1w% water curing 1. Resistivity 0.3w% 2. Heating rate 0.5w% 3. Powder consumption 3. Experimental process Copper was used as the electrode material to get the better experimental condition. The copper electrode will be pre-attached to the top sides of the samples(40mm*40mm*160mm). Electrical conductivity is a material s ability to conduct an electric current. Conductivity, specific conductance, is measurement of the electrical conductance per unit distance in an electrolytic or aqueous solution. Also, the conductivity can be evaluated by the value of resistivity as shown in equation 1. The experimental precess as presented in Figure 1 and Figure 2. * 정회원, 공주대학교건축공학과박사과정 ** 정회원, 공주대학교건축학부, 교수 *** 정회원, 공주대학교친환경콘크리트연구소연구교수 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

61 ρ- resistivity (Ω.m) / R-Resistance (Ω) / A-cross sectional area ( m2 ) / L-Length between two electrode (m) (1) 4. Experimental outcomes The temperature increased rapidly of all the samples. From 20 to 60 degrees, it only took 12 to 13 minutes depending on the dosage of graphene. The mixture with 0.5 present of graphene shows the closer result on resistivity and temperature with the mixtures with 0.3 present graphene and both of them showed better performance than the mixture with 0.1 present of graphene. Fig. 1. Copper electrode pre-placed in the mould Fig. 2. Experimental process Fig. 3. Test result 5. Conclusion Base on the experimental outcomes, the embeded graphene can decrease the electrical resistivity of cement mortar. Reference [1] Amr S.El-Dieb, Mahmoud A.El-Ghareeb, Mohamed A.H.Abdel-Rahman, El Sayed A.Nasr. Multifunctional electrically conductive concrete using different fillers. Journal of Building Engineering. Volume 15, January 2018, Pages Acknowledgement 본논문은 2017 년도미래창조과학부의재원으로과학벨트기능지구지원사업의지원을받아수행된연구임 (2017K000488) 시공 / 재료 _ Electrical Conductivity of Cement Mortar Incorporating Nano Graphene Water Suspension 45

62 SEM 분석을이용한세라믹중공비드첨가무기계내화접착제의차열성능검토 Examination of Heat Shield Performance of Inorganic Fire-Resistant Adhesive with Ceramic Hollow Beads Using SEM Analysis 조현서 * 지우람 ** 신기돈 *** 이건철 *** 서수연 *** Cho, Hyun-Seo Ji, Woo-Ram Shin, Ki-Don Lee, Gun-Cheol Seo, Soo-Yeon ABSTRACT In this study, ceramic hollow beads were added to improve the thermal performance of the inorganic adhesive used in the FRP reinforcement method. Experiments were carried out by exposing ceramic hollow beads to heat. The distribution patterns of hollow beads and pores in the test specimens according to the exposure temperature were examined by SEM analysis. 요약본연구에서는 FRP 보강법에사용되는무기계접착제의차열성능을개선시키기위하여세라믹중공비드를첨가하여실험을진행하였다. 세라믹중공비드를열에노출시켜실험을진행하였고, 노출온도에따른실험체내의중공비드와공극의분포형태를 SEM 분석을통해검토하였다. 1. 서론 현재국내건축물의구조부에 FRP 보강공사를시행시접착제로유기계에폭시를사용하고있는실정이다. 그러나유기계에폭시접착제는화재발생시낮은임계온도에의해급격한부착파괴가발생하게되며, 노출된보강부의 FRP 에열이전달되어보강부의파괴가발생하게된다. 선행연구로열에강한무기계내화접착제에대한연구를진행하였고, 실험체내부의공극을통해차열성능이향상된다고판단하였다. 따라서본연구에서는무기계내화접착제에세라믹중공비드를첨가하여 SEM 분석을통해세라믹중공비드와공극의분포를확인하여차열효과를검토하였다. 2. 실험계획및사용재료 2.1 실험개요본연구에서는알루미노실리케이트계지오폴리머분체로제작한무기계내화접착제에세라믹중공비드를첨가하였고, 열에노출된세라믹중공비드가내부에서파괴되어생성된공극의분산 Table 1. Properties of Ceramic hollow bead Physical Chemical Sort Density Granularity SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 중공비드 중공비드2 180 * 정회원, 한국교통대학교건축공학과석사과정 ** 정회원, 한국교통대학교건축학부부교수, 공학박사 ( 교신저자 : gclee@ut.ac.kr) *** 정회원, 한국교통대학교건축학부교수, 공학박사 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

63 형태를 SEM 분석을통해파악하였다. 2.2 사용재료 본실험에서사용한지오폴리머는알루미노실리케이트계분체로플라이애시, 고로슬래그미분말, 실리카흄으로이루어져있고, 실험체내에첨가된세라믹중공비드는내부가비어있는구형의형태를띄고있으며물리 화학적성질은 Table 1 과같다. 3. 실험결과분석및고찰 Fig. 1 은세라믹중공비드를첨가한실험체의 SEM 사진을나타낸결과이다. a) 와같은구형의입자가세라믹중공비드의첨가비율이높아질수록다양하게분산되어있는것을확인할수있었다. 실험체내에세라믹중공비드가열에노출되었을때녹아내려내부의공극을만들게되고, 이공극으로인해열의전달이느려지게되고차열효과를내주는것으로판단된다. 4. 결론 a) 세라믹중공비드 b) 상온시실험체의공극분포 세라믹중공비드가열에노출되었을때내부에공극을생성하게되고이로인해차열효과를발생시키는것을확인하였다. c) 100 노출실험체의공극분포 d) 300 노출실험체의공극분포 상온의실험체를확인하였을때공극이거의보이지않았으나온도의증가에따라공극의발생량이증가하였다. 공극은열에노출된세라믹중공비드의파괴에의한것으로판단되며, 이는화재시열에의해파괴된세라믹중공비드의양이많을수록차열효과의증가로이어질것으로예상된다. Fig. 1. SEM of Ceramic hollow bead 감사의글 본연구는국토교통부국토교통기술촉진연구사업의연구비지원 (18CTAP-C ) 에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. 송훈외 1 인, 고온에노출된실리카퓸혼입고강도콘크리트의공극구조변화, 한국콘크리트학회논문집, 백지원, 공극률에따른현장타설경량기포콘크리트의물리적특성에관한연구, 건국대학교대학원석사학위논문, 시공 / 재료 _ SEM 분석을이용한세라믹중공비드첨가무기계내화접착제의차열성능검토 47

64 개질유황화합물첨가시시멘트 - 모르타르의 Morpholoy 와물리적강도평가 Evaluation of Physical Strength and Morpholoy of Cement-Mortar Containing Modified Sulfur Compounds 이용무 * 최문선 * 박상순 ** 오성우 *** Lee, Yong Moo Choi, Moo Sun Park, Sang Soon Oh, Sung Woo ABSTRACT In this study, calcium silicate hydrate(c-s-h) of Portland cement reacts with water, and it becomes gelation by hydration reaction and it solidifies after a certain period of time.. The crystal structure of calcium varies depending on the ions dissolved in water, and the structure of Ca(OH) 2 is changed during crystal growth. The crystal structure changes depending on the content and characteristics of anions. Polysulfur-DCPD compound interacts with hydration ion of cement to disperse and coagulate, Ion content containing aqueous solution accelerates crystal growth of Ca(OH) 2 to calcite and reduces the porosity of cement mortar with grown nano fiber. To improve the physical strength and fracture toughness of cement mortar. 요약본연구에서는포클랜드시멘트의 C 3 S 인 calcium silicate hydrate (C-S-H) 물과반응하여수화반응으로 gel 화가되고일정시간이지난후고화된다. 칼슘의결정구조는물속에용해된이온에따라 Ca(OH) 2 의결정성장시구조가변화되고있다, 결정구조의변화는음이온의함량과특성에따라결정구조가달라진다. Polysulfur-DCPD 화합물을시멘트의수화반응이온과상호작용하여분산, 응집작용을하고, 해리된이온함량이 Ca(OH) 2 의결정성장을 calcite 로성장을촉진시키고성장한 nano fiber 로시멘트모르타르의공극율을줄여주고시멘트모르타르의물리적강도및 fracture toughness 를향상시킨다. 1. 서론 정유사의석유정제과정중생성되는산업부산물인유황과 Dicyclopentadien(DCPD) 을반응시켜고 polymerization 하고, 고분자말단에 Amine 으로개질처리하여활성화후분말형태의개질유황을시멘트모르타르에첨가하여 Ca(OH) 2 의이온의결정구조를규명하였고물리적강도특성을평가하였다. 2. 실험방법및사용재료 본연구에서는사용된재료로는국내 S 사의포클랜드시멘트 ( 표 1), B 사의개질유황을사용하였으며, 모르타르의제작은진동전압방식으로제작하였고, 표 2 의기준에따라시험을진행하였다. * 정회원, 범준이엔씨 ( 주 ) ** 정회원, 상명대학교건설시스템공학과부교수 *** 정회원, 한국건설생활환경시험연구원 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

65 Table 1. 포틀랜드시멘트의화학성분 항목 화학성분 광물조성 시멘트 SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 CaO SO 3 C 3S C 2S C 3A C 4AF 보통포클랜드시멘트 조강포클랜드시멘트 Table 2. 시험항목 재료 실험항목 관련규격 비고 시멘트 휨강도 (MPa) KS F 2408 : 2016 모르타르 압축강도 (MPa) KS F 2405 : 결과및고찰 Fig. 1. Compressive strength Fig. 2. Flexural strength Fig. 3. X-ray diffractometer pattern Fig. 4. Morphology 4. 결론 시멘트모르타르에함유한 calcium silicate hydrate (C 3 S) 물과반응하여수화반응후 gel 화가되고일정시간이경과함에따라고화되면서음이온함량이증가함에따라시멘트주변에음이온농도가높아지고이를응집할수있도록양이온물질이요구된다. 개질유황의이온함량이 Ca(OH) 2 를봉상구조로성장시켜 calcite rhombohedral shape 육각구조로빠르게성장시키고시멘트모르타르의공극을충진하고결정구조으로복합재역할로압축강도및굴곡강도가향상되며탄성률도역시증가한다. 개질유황을시멘트의질량비 4 % 첨가했을때물리적강도가우수함을볼수있다. 시공 / 재료 _ 개질유황화합물첨가시시멘트 - 모르타르의 Morpholoy 와물리적강도평가 49

66 참고문헌 1. 나옥정, 상명대학교 개질유황액상과분말을혼입한콘크리트의역학적특성및내구성에관한연구, 석사학위논문, 2014, 8 월 pp 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

67 Korean Recycled Construction Resources Institute 포스터세션 1. 생활폐기물용융슬래그를활용한자기충전콘크리트의특성에관한연구이용무, 서신석, 박홍서 2. 고로슬래그와플라이애시혼합사용 AAM 의화학혼화제에따른성능평가류금성, 안기홍, 고경택, 김형열, 최성 3. 슬래그와플라이애시혼합사용 AAM 의수축특성평가최성, 안기홍, 고경택, 김형열, 류금성 4. 산업부산물골재를활용한에너지저장골재개발에대한연구전인규, 김홍기, 서아람, 박성환, 고은별, 류재석 5. 콘크리트용잔골재종류에따른물리적특성윤주용, 박용규, 고효진, 최병걸, 윤기원 6. 설계변수에따른방폭문의에너지흡수성능비교신현섭, 김원우, 유영준, 김성욱, 문재흠 7. 방폭문의강재-콘크리트계면조건에따른거동비교신현섭, 김원우, 유영준, 김성욱, 문재흠 8. 발수제가라임스톤의흡수성능에미치는영향이정훈, 서현재, 최은규, 송제영, 오상근 9. 연질및경질초속경도막방수재를복층시공한옥상노출방수공법에관한실험적연구 ( 열화처리후부착성능 ) 오상근, 송제영, 이정훈, 김범수, 서현재, 최은규 10. Chlorine By-pass System Dust 를시멘트대체제로활용하는모르타르의경화특성현승용, 이재진, 이영준, 한준희, 이동주, 한민철 11. 페로니켈슬래그미분말대체율에따른증기양생모르타르의유동성및압축강도특성김영욱, 이경수, 오태규, 정수빈, 김혜정, 최세진 12. 폐윤활유및폐엔진오일의재생첨가제적용성검토이범우, 김호수, 박조범, 최성우, 조현태, 류득현 13. 경량골재모르타르의제조시간변화에따른압축강도특성이경수, 김영욱, 오태규, 민상현, 반준모, 최세진 14. 재활용필름포장재의압축및인장강도평가이재욱, 방지원, 임채림, 양근혁 15. 열병합발전소발생건식바텀애시의품질특성안양진, 임양현, 문경주 16. 압축강도에따른링형강관구속콘크리트의수증기압력및구속응력평가백재욱, 김규용, 이상규, 황의철, 김경태, 남정수 17. 원전해체콘크리트용제염하우징의최적화설계를위한 CFD 해석서은아, 이호재, 김도겸, 이장화 18. X선단층촬영기를활용한섬유모르타르의자기치유성능평가이도근, 임민혁, 신경준 19. 2년양생된고로슬래그미분말혼입콘크리트의촉진염화물확산계수예측식윤용식, 임희섭, 권성준, 황상현, 이학수 20. 압축및인장하중조건을고려한 1년양생 OPC 콘크리트의탄산화거동황상현, 이학수, 윤용식, 권성준 21. 고로슬래그미분말혼입콘크리트의염소이온통과전하량예측식윤용식, 임희섭, 권성준, 조성준, 이학수 22. 콜드조인트를고려한 GGBFS 40% 치환콘크리트의탄산화거동조성준, 김태훈, 윤용식, 권성준 23. 원전폐콘크리트를재활용한고화체기술개발문영범, 김재영, 김형철, 최현국 24. 유리섬유로감싼이형철근의부착특성정규산, 박기태 25. 첨가제혼입에따른발전소부산물활용결합재의압축강도특성임귀환, 박수현, 김호규, 강용학 26. 마이크로실리카분말종류에따른 AAM 의강도특성류금성, 안기홍, 고경택, 김형열 27. 저방사화시멘트를사용한콘크리트의단열온도상승특성이종석, 이빛나, 민지영, 이장화 28. 생물학적콘크리트판넬착근을위한이끼의생육특성에관한실험적연구최연왕, 오성록, 김철규, 남은준, 주향종, 황은석 29. CSA 계촉진재를이용한무시멘트모르타르의응결특성에관한연구김경환, 박성학, 박지현, 차윤호, 최연왕 30. 규산나트륨혼합 CFBC 인공잔골재의흡수율평가송태협, 박지선 31. 주택개 보수수요대응 B2C 소비자대상주택자재정보제공방안박지선 32. 수축저감제혼입률에따른고성능슬러리압축강도특성김슬기, 박상인, 정해국, 김승원, 박철우 33. 화재곡선에따른고성능강섬유보강시멘트복합체의휨강도특성박상인, 정대균, 김슬기, 정해국, 김승원, 박철우 34. SCP 모듈충전용저분체고유동콘크리트의 Mock-up 충전성능평가박기준, 박정준, 곽임종, 김성욱, 이장화 35. 탄소섬유시트보강부재의보강성능분석을위한매립광섬유의 BOTDR 응답분석김병철, 정규산, 박준석, 박기태 36. 바텀애시미분말을주원료로한지반개량재연구여동준, 이병석, 이영원 37. 섬유혼입량이섬유보강콘크리트재료특성에미치는영향양인환, 박지훈, 최정선, 부이광테 38. 초고성능콘크리트의균열보수성능평가고경택, 안기홍, 류금성, 김병석 39. 슈퍼콘크리트의수밀성평가안기홍, 고경택, 류금성, 김병석 40. 전기로산화슬래그잔골재혼입량에따른콘크리트의염화물확산계수의평가임희섭, 윤용식, 조성준, 권성준 41. 전기로환원슬래그의기초성질평가연구임희섭, 윤용식, 황상현, 권성준 42. 결합재와증점제사용량에따른레올로지특성평가김원우, 이호재, 문재흠, 서은아 43. 섬유보강콘크리트보수재료의성능평가김경태, 강철현, 유성원, 최영철 44. 초음파측정을이용한모르타르응결시점평가이정수, 최현석, 유성원, 최영철 45. 연결접합조건에따른철도일탈방호시설물 (DCP) 의충돌해석변수연구이나현, 김지환, 강윤석 46. 페로니켈슬래그미분말과혼화재사용에따른강도특성유정환, 남상구, 정태준, 조설아, 박상순 47. SCD 처리에따른순환골재의 ph 저감효과분석김지현, 박정원, 이민희, 정철우

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69 생활폐기물용융슬래그를활용한자기충전콘크리트의특성에관한연구 An Study on Properties of Self-Compacting Concrete with Municipal Solid Waste Incineration Melted Slag 이용무 * 서신석 ** 박홍서 *** Lee, Yong Mu Seo, Shin Seok Park, Hong Suh ABSTRACT This study aims at using melting slag made by direct melting method of living wastes with temperature of higher than 1600, self-compacting concrete admixture material. As melting slag became substituted, slump flow increased, its time to reach T500mm and V-Funnel efflux time were shortened. According to increase in substitution rate of melted slag, passing performance of compacting height of U-Box became higher. As substitution rate of melted slag increased, compressive strength in early aging decreased. However, in longer aging more than sometime, in spite of decrease in unit cement amount, the strength was higher. 요약이연구의목적은 1600 의고온에서생활폐기물을직접용융법에의해발생하는용융슬래그를자기충전콘크리트의혼화재료로활용하고자한다. 용융슬래그가치환될수록슬럼프플로는증가하였고, T500 mm 와 V-funnel 시간은단축되었으며, U-Box 충전높이가높아져충전성이우수해졌다. 또한용융슬래그치환율이증가할수록조기재령의압축강도는감소하였으나장기재령에서는시멘트량이감소함에도불구하고강도가높아졌다. 1. 서론 자기충전콘크리트는굳지않은상태에서우수한유동성을나타내는특별한콘크리트이며, 구성하고있는사용재료의특성에따라높은유동성과적절한재료분리저항성을가지며우수한충전성능을발휘한다고할수있다. 1)2)3) 본연구에서는생활폐기물용융슬래그를자기충전콘크리트의충전재및혼화재료로사용하였을때유동성, 재료분리저항성, 충전성및압축강도특성에미치는영향을파악하고자하였다. 2. 실험계획 2.1 실험개요본연구에서는생활폐기물용융슬래그치환율에따른자기충전콘크리트의품질에미치는영향을알아보고 3) 자시멘트의중량비를기준으로각각 10 %, 20 %, 30 % 로치환하여자기충전콘크리트를제조하였다. * 정회원, 한일시멘트 ( 주 ) 여주공장제품개발팀선임연구원 ** 정회원, 한일시멘트 ( 주 ) 여주공장제품개발팀장 *** 정회원, 한일시멘트 ( 주 ) 여주공장상무이사 포스터세션 _ 생활폐기물용융슬래그를활용한자기충전콘크리트의특성에관한연구 53

70 2.2 사용재료 시멘트본연구에사용한시멘트는국내 H 사의보통포틀랜드시멘트를사용하였고, 물리, 화학적특성은다음 Table 1 과같다. Table 1. Physical, Chemical properties of Cement Chemical Composition Physical Properties Composition SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 Ig.loss Content (%) Fineness Setting Time (min) Compressive Strength(MPa) (cm 2 Density (g/cm /g) ) Initial Set Final Set 3d 7d 28d 3, 생활폐기물용융슬래그본연구에사용된생활폐기물용융슬래그는 1,600 이상의고온에서생활쓰레기를용융하면서급냉시켜발생된것을볼밀로분쇄시켜분말도 4,250 cm 2 /g 으로맞춘것을사용하였고물리, 화학적특성은 Table 2 와같다. Table 2. Physical, Chemical properties of Municipal Solid Waste Incineration Melted Slag Chemical Composition Physical Properties Composition SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO SO 3 Ig.loss Content (%) Fineness (cm 2 /g) Density (g/cm 3 ) Absorption (%) 4, 골재 / 혼화제굵은골재는 19 mm 이하의쇄석을사용하였고, 잔골재는 5 mm 이하의강모래를사용하였으며, 혼화제의경우액상으로된폴리카본산계 (Polycarboxylate) 고성능 AE 감수제를사용하였다. 2.3 실험방법본연구에서는생활폐기물용융슬래그를치환한자기충전콘크리트의굳지않은특성을알아보기위해공기량, 슬럼프플로시험, 슬럼프플로 T500 mm 도달시간과 V-Funnel 유하시간, U-Box 충전시험을실시하였고, 굳은콘크리트의특성에대해서는재령별압축강도를측정하였다. 3. 실험결과분석및고찰 3.1 자기충전콘크리트의굳지않은특성자기충전콘크리트의굳지않은특성에대한시험결과는 Table3 에나타내었다. 공기량은 Plain 은 5.7 % 로측정되었고, 생활폐기물용융슬래그의치환율이증가할수록공기량은각각 5.3 %, 5.3 %, 5.2 % 로측정되어 Plain 과유사한분포를나타내었다. 유동성에관여하는슬럼프플로는 Plain 의경우 650 mm 로측정되었으며, 생활폐기물용융슬래그의치환율이증가할수록각각 680 mm, 690mm, 700 mm 로 Plain 보다약 % 증가하였다. 또한슬럼프플로 T500 mm 도달시간은각각 6.9 초, 6.6 초, 6.3 초로측정되어 Plain 의 7.6초보다 초단축되는것을알수있어유동성향상으로작업성이향상될것으로판단된다. V-Funnel 의경우생활폐기물용융슬래그의치환율 10 %, 20 % 에서 5.2 초로동일하였으며, Plain 의 5.7초 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

71 보다약 1.3 초단축되었고치환율 30 % 에서는오히려느려지는경향이나타났다. 또한, U-box 충전높이의경우 Plain 은 335 mm 로측정되었고, 생활폐기물용융슬래그치환율이증가할수록각각 357 mm, 360 mm, 362 mm 로측정되어 Plain 과비교하였을때 mm 로높게나타나충전성이향상되므로밀실한타설이가능하여내구성이향상될것으로판단된다. Table 3. Fresh properties of Self-Compacting Concrete Specimen Air (%) Slump flow (mm) Slump flow T500 mm (sec) V-funnel efflux time (sec) U-Box compactness height (mm) Plain MSWI MSWI MSWI 압축강도 Fig 1은생활폐기물용융슬래그를치환한자기충전콘크리트의재령별압축강도시험결과를나타내었다. 재령 3일, 7일에서는생활폐기물용융슬래그를치환한모든시편에서 Plain 시편보다낮은강도발현특성을나타내었으며, 치환율이증가할수록감소하였는데, 이는생활폐기물용융슬래그의치환율이증가하면서감소한시멘트의영향으로판단된다. 재령 14일에서는초기재령의강도발현과다른특성을나타내었는데, 생활폐기물용융슬래그를치환한모든시편이 Plain 시편의강도를초과하였다. 생활폐기물용융슬래그를 10 % 치환한경우에서가장높은강도인 31.2 MPa 가측정되었으며, 가장낮은강도를보인것이 30 % 를치환한경우로 30.2 MPa 로측정되었다. 이를통해강도의편차가 1.0 MPa 수준으로치환율에따른차이가거의없는것으로확인되었으며, 재령의경과에따라생활폐기물용융슬래그의포졸란반응에의한강도발현효과가나타나는것으로판단된다. 재령 28일에서도생활폐기물용융슬래그를치환한모든시편이 Plain 시편의강도를초과하는것으로나타났으며, 재령 14일과마찬가지로치환율에따른강도의편차가거의없는것으로확인되었다. 그러나재령 56 일이되면서강도발현에확연한차이를나타내기시작하는데, 생활폐기물용융슬래그를치환한시편중가장낮은강도값을보인것이 10 % 치환한경우로 35.8 MPa 로측정되었으며, 가장우수한강도발현을나타낸시편이 30 % 를치환한경우로 37.6 MPa 로확인되었다. 이는일정이상재령이경과한경우생활폐기물용융슬래그의치환율이높을수록강도증진효과가더욱우수함을입증하는결과로판단된다. 이를통해조기강도확보측면에서는생활폐기물용융슬래그의사용이다소불리할수있으나중장기적인측면에서는시멘트사용을 30 % 까지줄여도시멘트만사용한경우보다 13.2 % 이상의강도증진효과과나타났다. 따라서강도발현측면에서생활폐기물용융슬래그를치환한콘크리트의최적치환율은 30 % 수준으로판단된다. 포스터세션 _ 생활폐기물용융슬래그를활용한자기충전콘크리트의특성에관한연구 55

72 압압압압 (MPa) Plain MS-10 MS-20 MS 양양양양 ( 일 ) Fig. 1 Compressive Strength of Self-Compacting Concrete 4. 결론 생활폐기물용융슬래그의치환율에따른자기충전콘크리트의유동성, 충전성, 재료분리저항성및강도특성에어떠한영향을미치는지분석하였고, 다음과같은결론을도출하였다. 1) 생활폐기물용융슬래그의치환율이증가할수록슬럼프플로는점진적으로증가하여 Plain 보다 % 증가하였고, T500 mm 도달시간은단축되어유동성향상에기여하여작업성측면에서유리할것으로판단된다. 2) 생활폐기물용융슬래그가치환되면서재료분리저항성과유동성이개선되면서 V-Funnel 유하시간이단축되는것을알수있었다. 이러한유하시간이단축에따라 U-Box 충전높이가 Plain 대비 % 높아져충전성이우수해지는것을확인할수있어밀실한타설로내구성이향상될것으로판단된다. 3) 압축강도분석결과조기재령에서압축강도는낮았으나, 재령 14 일을기점으로 Plain 보다높은압축강도가측정되었다. 생활폐기물용융슬래그의치환율 30 % 일때재령 28 일, 56 일압축강도는 Plain 대비각각 5.3 % 와 13.1 % 로증가하여압축강도측면에서유리함을입증하였고, 최적치환율은 30 % 임을알수있었다. 참고문헌 1. Md. Safiuddin, J.S. West, K.A. Soudki, Flowing ability of the mortars formulated from self-compacting concretes incorporating rice husk ash, Construction and Building Materials, 25, pp , 이용무, 신상엽, 김영수, 폐대리석분말을혼입한고유동콘크리트의기초적특성에대한실험적연구, 한국건축시공학회논문집, 제 15 권, 제 2 호, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

73 4) 고로슬래그와플라이애시혼합사용 AAM 의화학혼화제에따른성능평가 Influence of Superplasticizer type on AAM using Blast-slag and Fly-ash hybrid 류금성 * 안기홍 ** 고경택 *** 김형열 **** 최성 ***** Ryu, Gum Sung An, Ki Hong Koh, Kyoung Taek Kim, Hyeong Yeol Choi, Sung ABSTRACT This study examines characteristics of construction and compressive strength of alkali-activated mortar depending on the type of superplasticizer. The results, it is showed that T1C2 superplasticizer is the best early flow and flow retention performance. 요약이연구에서는화학혼화제종류및사용량에따른 AAM 의시공성및강도특성에대해검토하였다. 그결과, 초기유동성및유동성유지성능은 T1C2 의혼화제가가장우수한것으로나타났다. 1. 서론 알칼리활성모르타르 (Alkali-Activated Mortar, AAM) 는결합재로서포틀랜드시멘트를필요로하지않는새로운개념의 신재료 이다. 포틀랜드시멘트를사용하지않는대신에 Si 와 Al 이풍부한플라이애시와고로슬래그미분말과같은산업부산물을무기물이알칼리성의액체에의해활성화되어결합재로서작용한다. 그러나알칼리활성모르타르는강알칼리활성화제로인하여화학혼화제가제기능을하지못하는것으로알려져있다. 따라서이연구에서는알칼리활성모르타르의시공성및강도특성을향상시키기위해화학혼화제사용에따른시공성및강도특성에대해분석하였다. 2. 사용재료, 변수및배합 이연구에서는결합재로밀도가 2.90 g/ cm3, 분말도 4,253 cm2 /g 염기도 1.79 로 KS 기준에적합한 3 종고로슬래그미분말 (GGBFS) 을사용하였으며플라이애시는 ASTM 기준에적합한 F 급플라이애시를사용하였다. 알칼리활성화제는 98% 순도를가진수산화나트륨과물유리 3 종 (Na 2 O=9.3%, SiO 2 =30%, 고형분량 39.3%) 를사용하였다. AAM 콘크리트용혼화제는국내의 K 사에서생산되는폴리칼본산계혼화제 (Polycarboxylate admixtures, 이하 PC) 원료를사용하여제조하였다. PC 원료는분산형과유지형 PC 원료로구분되며분산형 PC 원료 2 종류와유지형 PC 원료 2 종류를사용하였다. 분산형 PC 원료는 T1, T2 이고, 유지형 PC 원료는 C1, C2 이다. 이중에서 T1 과 C1 은일반시멘트용혼화제에사용되는원료로제조한혼화제로가장기본적인혼화제이다. 분산형 PC 원료중에서 T2 는 ph 를높여알칼리환경에서도성능을발휘할수있는특징이있다. 유지형 PC 원료에서 C2 는분자구조를변경하여주쇄가 2 중으로연결되어유지력을개선한제품이다. 표 2 는 AAM 에사용된혼화제원료의특성을나타내고있다. 이연구에서는화학혼화제를분산제와유지제를 5:5 비율로혼합하여 0.4%, 0.6%, 0.8% 사용에따른시공성및강도특성을측정하였다. * 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부수석연구원, ryu0505@kict.re.kr ** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부전임연구원 *** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부연구위원 **** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부선임연구위원 ***** 정회원, 현아이대표 포스터세션 _ 고로슬래그와플라이애시혼합사용 AAM 의화학혼화제에따른성능평가 57

74 Table 1. Chemical admixture Type Dispersal Type Maintain Type T1 T2 C1 C2 ph 3.0± ± ± ±1.0 Viscosity (cps) 300~ ~ ~ ~600 Chain Molecular 2,200 3,000 1,200 2, 실험결과및고찰 40MPa 급 AAM 의슬럼프플로, 응결 ( 초결, 종결 ) 및압축강도 ( 재령 28 일 ) 는 180 mm, 80 분 ( 초결 ), 120 분 ( 종결 ), 41.2 MPa 로 OPC 모르타르에비해초결과종결이빠르게나타났다. 이배합에서결합재대비화학혼화제 0.4%, 0.6%, 0.8% 를사용한결과는다음과같다. 0.4% 사용한결과, T1C1 의플로가 200mm 로가장높았고, T1 이혼합된혼화제가 T2 가혼합된혼화제보다초기유동성이높아지는경향을나타내었다. 경과시간에따른유동성의변화를살펴보면 T1C1, T2C1 은 30 분경과시유동성을상실하였으나, T1C2 는 60 분에서유동성을상실하여유지형폴리칼본산계혼화제에서 C2 를사용한경우 AAM 모르타르의유동성을유지하는효과가있었다. 0.6% 및 0.8% 를사용한경우, 0.4% 사용한경우에비하여초기 Flow 가 2.5~10.8%, 5.0~21.6% 증가하였다. 특히 0.6%, 0.8% 몽두 T1C2 는 60 분경과시 Flow 가 120mm 로유동성이많이감소되었으나, 유동성이상실되지않았다. 또한압축강도는혼화제를 0.4% 및 0.6% 를사용한경우와유사한수준으로혼화제종류에따른압축강도의차이는크지않았다. (a) 유동성경시변화 (0.4%) (b) 유동성경시변화 (0.4%) (c) 재령별압축강도 (0.8%) 그림 1. 혼화제종류에따른 AAM 모르타르의유동성및압축강도 4. 결론 이연구에서는화학혼화제종류및사용량에따른 AAM 의시공성및강도특성을평가한결과, 초기유동성및경과시간에따른유동성의유지성능을고려하였을때 T1C2 의혼화제가 AAM 모르타르에가장우수한성능을나타내었다. 감사의글 이연구는 2016 년도산업통상자원부의재원으로한국산업진흥원 (KIAT) 의한독국제공동연구인시멘트대체 AAM 바인더와복합섬유재료를활용한건설재료및실용화기술개발로수행된연구성과입니다. (N ) 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

75 슬래그와플라이애시혼합사용 AAM 의수축특성평가 Evaluation of Shrinkage properties of AAM using Slag and Fly ash 최성 * 안기홍 ** 고경택 *** 김형열 **** 류금성 ***** Choi, Sung An, Ki Hong Koh, Kyoung Taek Kim, Hyeong Yeol Ryu, Gum Sung ABSTRACT Basalt textiles and glass fiber textiles were applied to the 40 MPa-class AAM mortar to assess the shrinking properties of AAM mortar using textiles. As a result of measuring the shrinkage of the AAM mortar using textile, AAM mortar was continuously generated even after the initial contraction occurred and textiles did not significantly affect the AAM mortar shrinkage. 요약텍스타일을사용한 AAM 모르타르의수축특성을평가하기위해 40MPa 급 AAM 모르타르에바잘트텍스타일과유리섬유텍스타일을적용하였다. 텍스타일을사용한 AAM 모르타르의수축량을측정한결과, AAM 모르타르는초기수축량이발생된이후에도지속적으로수축이발생되었고, 텍스타일을사용한경우에도 AAM 모르타르수축량에큰영향을미치지않는것으로나타났다. 1. 서론 AAM 결합재는슬래그와플라애시를알칼리활성화제로자극하여수화생성물을발생시키므로초기강도발현이우수하고, 부착성능이높은특징이있어기존구조물과높은부착성능을요구하는보수및보강재료로사용이가능하다. AAM 결합재를보수및보강재료로사용하기위해서는보수및보강재료에사용되는텍스타일과일체화가가능하여야하며, 텍스타일혼입으로인한 AAM 모르타르의수축특성에대한영향을명확하게조사하여야한다. 본연구에서는텍스타일의종류에따른 AAM 모르타르의수축율을비교하여텍스타일로인한 AAM 모르타르의수축특성에대해평가하고자한다. * 2. 실험계획 2.1 사용재료본실험에서사용한슬래그 (BS) 는 KS 기준으로 3종고로슬래그이며밀도가 2.90 g/cm 3 이고, 분말도는 4,125 cm 2 /g이다. 플라이애시 (FA) 는 KS 기준으로 2종플라이애시이며, 밀도가 2.21 g/cm 3 이고, 분말도는 3,786 cm 2 /g이다. 잔골재는조립률이 2.64 인강사를사용하였다. 알칼리활성화제는 3종물유리와 NaOH 를사용하였으며, 알칼리활성화제의 Ms 는 1.0 이고, 알칼리활성화제에서 Na 2 O량이사용된결합재대비 6% 가되도록하였다. Table 1은 3종물유리 (Na 2 SiO 3 ) 의화학성분비이다. * 정회원, 현아이대표 ** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부전임연구원 *** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부연구위원 **** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부선임연구위원 ***** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부수석연구원, ryu0505@kict.re.kr 포스터세션 _ 슬래그와플라이애시혼합사용 AAM 의수축특성평가 59

76 Table 1. Chemical of Waterglass(Na 2 SiO 3 ) Na 2O SiO 2 H 2O Na 2SiO 모르타르배합및시편제작 AAM 모르타르배합비는 Table 2 와같이 W/B 가 42.8%, B/S 가 1.2 가되도록하였으며, 전체단위수량 (W) 에서물유리에포함된수량을제외하고모르타르배합을실시하였다. 모르타르수축시험을위한시험체의크기는 10*100*400 mm 이며, 시험체중앙면에모르타르용매립형길이변화율게이지를설치하였다. 모르타르수축시험의양생은항온항습기에서실시하였으며, 항온항습기의온도는 20±2 이고, 상대습도는 90±5% 의조건에서실시하였다. AAM 모르타르는텍스타일종류에따라 3 종류로구분하였으며, Plain 은텍스타일은사용하지않았으며, BA 와 GA 는 Bazalt textile 과 Glass fiber textile 을시험체바닥면에서 50 mm 높이에설치하였다. Table 2. Mix proportions of AAM mortar Type W/B B/S Plain Unit weight (kg/m 3 ) W BS FA WG NaOH S Textile - BA Bazalt textile GA Glassfiber textile 3. 실험결과분석및고찰 Fig. 1 은 AAM 모르타르의재령별수축시험결과를정리한것이다. 실험결과 AAM 모르타르는배합후 0.3 일까지수축률이급격하게증가하였으며, 이후에도재령 24 일까지수축률이지속적으로발생되었다. Table 3 은텍스타일종류에따른 AAM 모르타르의 24 일간의수축률을정리한것이다. 재령 24 일의모르타르수축율을비교해보면 Plain 은 με 이었고, Bazalt textile 을사용한 BA 는 με, Glass fiber textile 을사용한 GA 는 με 로 BA 가가장적은수축률을나타내었다. 하지만 AAM 모르타르배합모두재령 24 일에 900 με 이상의높은수축률을나타내었다. Table 3. Strain of AAM mortar at 24-days Plain BA GA Strain of AAM mortar (με) 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

77 Fig. 1 Strain curve of AAM mortar 4. 결론 AAM 모르타르의수축특성을평가하기위해텍스타일의종류에따라재령 24 일간수축시험을실시하였으며, 그결과다음과같은결론을도출하였다. 1) 텍스타일을사용한 AAM 모르타르의수축률을 Plain 에비하여높게나타난것으로미루어 AAM 모르타르의수축률에영향을미치지못하는것으로판단된다. 2) AAM 모르타르는재령 0.3 일까지수축률이급격하게높아지고, 이후에도지속적으로수축률이증가하는경향을나타내었으며, 초기수축률을제어하기위한별도의수축보상재료를사용하여야할것으로사료된다. 감사의글 이연구는 2016 년도산업통상자원부의재원으로한국산업진흥원 (KIAT) 의한독국제공동연구인시멘트대체 AAM 바인더와복합섬유재료를활용한건설재료및실용화기술개발로수행된연구성과입니다. (N ) 참고문헌 1. N.K. Lee, J.G. Jang, H.K. Lee, Shrinkage characteristics of alkali-activated fly ash/slag paste and mortar at early ages, CCC, Vol.53, pp239~248, 포스터세션 _ 슬래그와플라이애시혼합사용 AAM 의수축특성평가 61

78 2) 산업부산물골재를활용한에너지저장골재개발에대한연구 The Study on the Development of Energy Storage Aggregate using industrial by-product aggregate 전인규 * 김홍기 ** 서아람 * 박성환 * 고은별 * 류재석 *** Jeon, In Kyu Kim, Hong Gi Seo, Aram Park, Seonghwan Koh, Eun Byul Ryou, Jae Suk ABSTRACT This paper aims to study the influence on the thermal property of concrete with Energy Storage Aggregate(ESA). In this study, ESA by using industrial by-product aggregate was developed. Paraffin wax is well known for PCM as insulation material in construction field. Therefore, it was used as a coating material on the surface of the aggregate. First, paraffin wax is impregnated into slag by high temperature aging process. After aging, adhesive material and silicon carbide were coated on the impregnated slag secondly. Silicon carbide is a metallic material with high thermal conductivity that allows external heat to reach the PCM. The energy storage aggregate significantly improves the temperature fluctuation when exposed to a heating-cooling environment. Therefore, this developed thermal energy storage aggregate has great potential for improving the thermal condition. 1. Introduction Due to shortage of energy resources, the application of Phase changing material(pcms) and Thermal energy storage(tes) is becoming important. PCMs can effectively store or release a large amount of latent heat during the process of melting or solidification. In this study, development of energy storage aggregate using steel slag and PCMs were carried out. Energy storage aggregates were prepared using paraffin wax and silicon carbide as coating materials. 2. Experiments In this study, 25mm steel slag aggregate was used. The steel slag was immersed in the dissolved paraffin wax and impregnated with paraffin through the aging process at 80 temperature. Table 1. Physical properties of Paraffin wax Penetration Melting point Oil content Flash point specific gravity Color Saybolt ( ) (%) ( ) (g/cm 3 (0.1mm) ) * 정회원, 한양대학교건설환경공학과학부과정 ** 정회원, 한양대학교건설환경공학과박사과정 *** 정회원, 한양대학교건설환경공학과교수 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

79 The impregnated slag was coated with adhesive material and silicon carbide. Polymer solution is used as adhesive material. The concrete specimen with and without energy storage aggregate was cast with 200mmx200mmx250mm. After 28days, The thermal properties were analyzed in a temperature change chamber. 3. Results and Discussion Figure 1 shows the results of internal temperature test conducted on concrete specimens after 28days respectively. Figure 1. The result of internal temperature test. As the temperature drops, the specimen which include ESA indicated higher temperature than normal. When the temperature arrived at 23, energy storage specimen presented 2~3 higher temperature. The results show that the energy specimen stores up to 6 of heat energy compared to the conventional specimen. 4. Conclusion The ESA save the heating energy inside the concrete. Therefore, energy storage concrete has resistant to rapid temperature changes. Acknowledgement This research was supported by X-mind corps program of National Research Foundation of Korea(NRF) funded by the Ministry of Science, ICT(2017H1D8A ) References 1. Rui Wang, Miao Ren, Xiaojian Gao, Ling Qin, Preparation and properties of fatty acids based thermal energy storage aggregate concrete, Construction and Building Materials, Volume 165, 2018, Pages 1-10, 포스터세션 _ 산업부산물골재를활용한에너지저장골재개발에대한연구 63

80 3) 콘크리트용잔골재종류에따른물리적특성 Physical Properties of Fine aggregate for Concrete 윤주용 * 박용규 ** 고효진 ** 최병걸 ** 윤기원 *** Yoon, Ju Yong Park, Yong Kyu Ko, Hyo Jin Choi, Byung Keol Yoon, Gi Won ABSTRACT When the circulating fine aggregate is used as a concrete aggregate for 30% or less of the total aggregate amount, it is confirmed that the physical performance is equal to Plain. 요약콘크리트용골재로순환잔골재를총잔골재량의 30% 이내사용한경우, Plain 과물리적성능은동등수준으로품질변화가크지않다는것을확인할수있었다. 1. 서론 최근콘크리트용골재의경우부존량감소와환경규제의강화 ( 바닷모래채취금지 ) 등으로인하여공급이어려워지고있는실정이다. 특히잔골재부족은골재자체의품질불안정과그로인한콘크리트제품의품질적문제를야기할수있기에실무적측면에서혼합골재의사용또는순환골재의사용등잔골재품질확보를위한다양한방안이검토되고있다. 그일환으로정부에서도순환골재의품질기준과법률제정등순환골재사용의활성화를위한다각적인노력을하고있지만순환골재에대한부정적인식때문에현재생산되는순환골재의대부분이비콘크리트용골재로만사용되고있는실정이다. 따라서, 본연구에서는순환잔골재를콘크리트용잔골재로혼합사용하여, 실무적측면에서의품질적변동을검토해보았다. 2. 실험계획 2.1 실험개요본연구에서는순환잔골재의특성을파악하고압축강도및경시변화를확인하기위해 W/B 50% 1수준에대하여부순잔골재와혼합잔골재 ( 부순잔골재 : 세척사 =7:3) 에순환잔골재 0, 10, 20, 30% 로치환하여 Table 1 과같이실험을진행하였고, 순환잔골재의무기이물질량도 2회검토하였다. 2.2 사용재료본연구에서사용된콘크리트용잔골재의물리적특성은 Table 2와같다. * 정회원, 아주산업 ( 주 ) 기술연구소 ( 교신저자 : yjy4567@aju.co.kr) ** 정회원, 아주산업 ( 주 ) 기술연구소 *** 정회원, 아주산업 ( 주 ) 기술연구소연구소장 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

81 Table 1. Replacement rate and Experimental variable of Recycled aggregate Specimen (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) Crushed Sea sand Recycled Plain = , Table 2. Physical properties of Fine aggregate Type Density(g/cm 3 ) Absorption(%) Fineness Modulus Crushed fine aggregate Sea sand Recycled fine aggregate Table 3. Impurity contents No. Reference value(%) contents(%) Result 1st 1.94 Fail 1.0 or less 2nd 1.63 Fail 3. 실험결과분석 3.1 무기이물질량 2회에걸쳐채취한순환잔골재의이물질량검토결과 1회 1.94, 2회 1.63 로기준치를초과한것으로나타내었지만, 이로인한콘크리트의품질변화는크지않은것으로나타났다. 3.2 슬럼프 / 공기량 Fig. 1은골재종류별순환잔골재치환률에따른슬럼프및공기량의초기및경시변화를나타낸것이다. 부순잔골재및혼합잔골재에최대 30% 내에치환한결과, 초기및경시변화에서 Plain 과큰차이가없는것으로나타났다. Fig. 1 Slump and Air Loss for Elapsed Time 포스터세션 _ 콘크리트용잔골재종류에따른물리적특성 65

82 3.3 압축강도 Fig. 2 는골재종류별순환잔골재치환률에따른압축강도를나타낸것이다. 콘크리트압축강도는전체범위 30% 내에서순환잔골재를치환한경우전체적으로잔골재치환에따른큰차이는나타나지않았다. Fig. 2 Compressive Strength 4. 결론 본연구에서는순환잔골재의콘크리트용잔골재로활용가능성을검토하였다. 1) 이물질량의경우 KS 기준에초과한상태로그관리가필요할듯보이나, 그로인한품질차이는보이지않았다. 2) 순환잔골재는국토교통부에서재 개정한전체범위 30% 내에사용시슬럼프, 공기량그리고압축강도등의물리적특성은 Plain 과유사한것으로판단된다. 참고문헌 1. 국토교통부공고제 호, 순환골재품질기준, 장현식, 순환잔골재모르타르의공학적특성및염해저항성평가, 충남대학교석사학위논문, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

83 4) 설계변수에따른방폭문의에너지흡수성능비교 A Comparison on the Energy Absorption Performance of Blast-resistant Door According to Design Parameters 신현섭 * 김원우 ** 유영준 *** 김성욱 **** 문재흠 ***** Shin, Hyun Seop Kim, Won Woo You, Young Jun Kim, Seong Wook Moon, Jae Hum ABSTRACT Blast-resistant doors are installed to protect human life, precious equipments and materials in the plant and other similar industrial facilities, national important SOC, evacuation facilities and military shelter. In this paper a parametric study is carried out to analysis the energy absorption performance of steel blast-resistant doors according to design parameters. 요약방폭문구조체는플랜트및다양한산업시설, 국가중요시설및대피시설을비롯하여탄약고와같은군사시설등에서시설물내부의인명, 중요설비및자재의보호를위한방호구조체의출입문으로사용되고있다. 본논문에서는추후합성구조방폭문의해석및설계에참고하고자설계변수에따른강재방폭문의에너지흡수성능과관련하여변수해석을하였다. 1. 서론 방폭문은 hinge 및 latch 부재에의해지지및개폐되고있으며이들부재의설치조건은폭발압력에대한방폭문구조시스템의거동에주요한영향인자로작용한다. 본논문에서는 3 가지의방폭문지지조건에대해구조해석프로그램중의하나인 LS-DYNA[2] 를이용하여유한요소해석을하였으며, 설계조건에따른성능변화를판단하기위한수단의하나로써에너지흡수성능을비교분석하였다 [3]. 2. 해석조건 강재방폭문및이를지지하는 2 개의 hinge 부재및 1 개의 latch 부재로구성된방폭문구조시스템을비교기준모델로설정하였다. 또한, Fig. 1 에서와같이측단에 hinge 한개를더추가설치한경우및상하단에 latch 를 1 개씩더추가한구조체를비교대상모델로하였다. 방폭문의크기는해석대상모두가 1250(W) 2500(H) 50(D) 이다. Fig. 2 는방폭문기준모델을예로써나타낸것이다. 사용된강재의항복강도는 235MPa 이다. 방폭문에작용하는폭발압은 TNT 276 파운드에의해발생하는압력과동일하다 [1]. 또한, 폭발원점과방폭문구조체까지의거리는 3.0m/4.5m/6.0m 로하였으며, 폭약이위치한높이가지면에근접한 surface blast 조건이다. * 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부연구위원 ( 교신저자 : hsshin@kict.re.kr) ** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부전임연구원 *** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부연구위원 **** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부선임연구위원 ***** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부수석연구원 포스터세션 _ 설계변수에따른방폭문의에너지흡수성능비교 67

84 Case B Case A (a) reference Case C (b) variables Fig. 1 Design variables Fig. 2 FE-Modell 3. 해석결과 분석 방폭 구조체의 설계에서는 전반적인 동적거동 보다는 최대처짐 및 영구처짐과 같이 변형량의 최대 크기 및 손상이 중요 검토사항이다. Fig. 3에서와 같이 폭약 원점과의 거리별로 계산된 충격량과 처짐의 관계를 검토 해 본 결과 Case C의 경우가 동일 충격량에 대해 가장 작은 최대처짐 및 영구처짐을 나타내었다[3]. Case A 및 Case B의 경우는 서로 큰 차이를 나타내지 않았다. Case별 처짐의 대소 차이에 대한 원인은 설치된 지지 부재와 방폭문 간의 연결조건 및 설치위치의 차이에서 오는 결과이다. (a) maximum deflection (b) permanent deflection Fig. 3 Impulse-deflection relationship curve 설계조건에 따른 성능변화를 판단하기 위한 수단의 하나로써 Fig. 4에서와 같이 충격량에 따른 내부 에너 지(변형 에너지) 흡수성능을 비교하여 보았다[3]. 비교 결과에 의하면 Case C의 경우에서 지지부재에 의해 흡 수된 내부에너지가 다른 Case에 비해 가장 큰 것으로 나타났다. Case C의 경우 중앙부 처짐이 가장 작은 것 으로 분석되었고, 이는 지지부재에 의한 방폭문 구속정도가 가장 높은 것이 원인이며, 이로 인해 변형에너지 도 가장 큰 것으로 판단된다. Case B의 경우 latch 부재의 축방향 변형은 구속되어 있지 않는 조건인 관계로 방폭문의 구속정도가 상대적으로 크지 않고, 변형에너지 발생량도 Case C에 비해서 더 작게 나타났다 한국건설순환자원학회 가을 학술발표 논문집

85 (a) absorbed by support members (b) energy ratio(support member/door) Fig. 4 Impulse-internal energy relationship curve Fig. 4 (b) 의방폭문대비지지부재에의해흡수된내부에너지비율을검토해보면, 폭발원점과의이격거리가감소하여충격량이증가할수록지지부재의변형에너지증가폭보다는방폭문자체의변형에너지증가폭이더크기때문에내부에너지비율이감소하고있음을알수있다. 4. 결론 방폭문의중앙부처짐및내부에너지를비교해본결과, latch 부재보다는 hinge 부재의추가설치가구조성능향상에더효과적인것으로분석되었다. 또한, 변형에너지에대한비교결과, 폭발원점과의이격거리가감소할수록지지부재에비해방폭문자체에의해흡수되는변형에너지가더큰비율로증가하는것으로나타났다. 본논문에서는지지조건의변화만을검토하였으나, 향후에는방폭문자체의구조상세차이에따른에너지흡수성능및구조성능의변화를분석해볼필요가있다. 감사의글 이논문은민군협력진흥원에서지원하는민군기술협력사업 고성능섬유보강시멘트복합재료를적용한방호구조체개발 과제의연구비지원으로수행되었습니다. 참고문헌 1. U.S. Army Corps of Engineers, Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions, Unified Facilities Criteria(UFC), UFC , Livermore Software Technology Corporation, LS-DYNA User s Manual, H.S. Shin, W.W. Kim, Y.J. You, S.W. Kim, J.H. Moon, Finite Element Analysis of the Structural Response Characteristics of Blast-Resistant Doors According to Support Conditions, Int. J. of Eng. Research and Development, Vol. 14, No. 7, 포스터세션 _ 설계변수에따른방폭문의에너지흡수성능비교 69

86 5) 방폭문의강재 - 콘크리트계면조건에따른거동비교 A Comparison on the structural behavior of Blast-resistant Door According to Steel-Concrete Interface Condition 신현섭 * 김원우 ** 유영준 *** 김성욱 **** 문재흠 ***** Shin, Hyun Seop Kim, Won Woo You, Young Jun Kim, Seong Wook Moon, Jae Hum ABSTRACT Structural behavior of blast-resistant door composed with steel plate and inner con c core was analyzed according to composite and non-composite condition. The results showed that difference in maximum deflection is more than twice. But, there is little difference in permanent deflection. The difference in maximum deflection is caused by the relative displacement in the interface of steel-concrete. For a structural performance composite structure is more effective. 요약강재플레이트및내부콘크리트코어로구성된방폭문구조체에대해두부재의합성조건여부에따른구조거동을비교하였다. 분석결과에따르면비합성일경우 2 배더큰최대처짐이발생하였다. 영구처짐의경우는큰차이는나타나지않았다. 구조거동의차이가발생하는원인은두부재간에발생하는상대변위때문이다. 구조성능향상차원에서합성인경우가더효과적인것으로분석되었다. 1. 서론 기존의강 - 콘크리트방폭문은외부강재플레이트 box 및내부의철근콘크리트코어로구성되고있으며, 두부재간의합성조건은없는상태이다. 본연구에서는합성조건여부에따른구조거동을분석하였다. 거동분석을위해사용한해석프로그램은 LS-DYNA[1] 이다. 검토결과는추후합성방호문상세설계에활용할계획이다. 2. 해석조건및유한요소해석결과 방폭문을구성하는강재플레이트와내부의철근콘크리트사이에합성조건이없는경우와스터드에의해합성되는경우를비교해석하였다. 비합성조건에서는 D16@150 의배근을고려하였고, 합성조건인경우배근은제외하였다. 합성조건에서고려된스터드는직경 16mm 이고, 30cm 간격으로설치되었다. 방폭문의크기는해석대상모두가 1250(W) 2500(H) 50(D) 이다. 폭발압은 TNT 276 파운드에의해발생하는압력과동일하며, 방폭문간의떨어진거리는 6m 로하였다. 폭발조건은폭약위치가지면에근접한 surface blast 조건이다 [2]. 플레이트와철근, 콘크리트의강도는각각 235MPa, 500MPa, 24MPa 이다. Fig. 1 은방폭문해석모델을나타낸것이다. 해석결과에따르면, 비합성일경우 20.6mm, 합성일경우는 10.1mm 의최대처짐이발생하여, 처짐성능에있어 2 배정도의차이를나타내었다. 이와같은결과는 Fig.2 에나타낸바 * 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부연구위원 ( 교신저자 : hsshin@kict.re.kr) ** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부전임연구원 *** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부연구위원 **** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부선임연구위원 ***** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부수석연구원 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

87 와같이강재플레이트와콘크리트코어부재간의상대변위 (slip) 발생정도가원인이다. 비합성일경우는동일충격량에대해더큰상대변위가발생하고있으며, 최대상대변위또한 1.7 배정도더큰것을알수있다. Fig. 1 FE-Modell Fig. 2 Slip hysteresis 3. 결론 기존방폭문에서는강재및콘크리트부재가서로합성되어있지않은경우가있으나, 구조성능향상의측면에서스터드또는이와유사한전단연결재를이용하여합성시키는것이적합할것으로사료된다. 추후스터드의직경및설치간격에따른처짐및상대변위값의변화를상세히검토하여합성방호문구조의설계에참고할예정이다. 감사의글 이논문은민군협력진흥원에서지원하는민군기술협력사업 고성능섬유보강시멘트복합재료를적용한방호구조체개발 과제의연구비지원으로수행되었습니다. 참고문헌 1. Livermore Software Technology Corporation, LS-DYNA User s Manual, U.S. Army Corps of Engineers, Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions, Unified Facilities Criteria(UFC), UFC , 포스터세션 _ 방폭문의강재 - 콘크리트계면조건에따른거동비교 71

88 6) 발수제가라임스톤의흡수성능에미치는영향 Effect of Impregnated Water Repellent on the Water Absorption Property of Limestones 이정훈 * 서현재 ** 최은규 *** 송제영 **** 오상근 ***** Lee, Jung Hun Seo, Hyun Jae Choi, Eun Kyu Song, Je Young Oh, Sang Keun ABSTRACT The effect of the impregnated water repellent on the absorption property of limestone used as the finishing material was investigated. Domestic water repellent agent displayed satisfactory performance in compliance to KS standard. As a result, water repellent application on limestone in construction sites is required, and proper evaluation prior to application is recommended. 요약발수제가내외장재로사용되는라임스톤의흡수성에어느정도영향을미치는지확인하고자흡수량실험을진행하였으며, 실험결과, 국산유성발수제만 KS 기준에준하는흡수량을나타내었다. 이와같은결과를통해현장에서는라임스톤에필수적으로발수제를도포해야하며, 도포전발수성확인이선행되어야하겠다. 1. 서론 최근외관의미려함과심미성및표면의고급스러움으로석회암의일종인라임스톤 (Lime Stone) 의적용이증가하고있다. 라임스톤은주성분이탄산칼슘 (CaCO 3 ) 으로구성된퇴적암으로, 흡수율이매우높아수분과산성에매우취약하며, 이로인해시공전방습및방수에대한조치가요구된다. 그럼에도불구하고최근외장재로사용된라임스톤에서균열, 박락등과같은하자가빈번하게발생되어그원인으로발수제사용유ㆍ무에대한논란이심화되고있다. 이에따라본연구에서는발수제가라임스톤의흡수성에영향을미치는정도를확인하고자한다. 2. 실험계획 2.1 실험체구성본연구에서는발수제가라임스톤의흡수성능에미치는영향을확인하기위해 Table 1과같이실제외벽면에발수제가도포된후시공된건축물에서채취한라임스톤 (A실험체) 과발수제가전혀시공되지않은건축물에서채취한라임스톤 (B실험체 ), 그리고 B실험체와동일한라임스톤으로건축물외벽면에시공되지않고창고에보관되던라임스톤 (C실험체), C실험체라임스톤에에각각수입유성발수제 (T 社 ), 국산유성발수제 (K사 ), 국산수성발수제 (K사 ) 를도포한실험체 D, E, F실험체를대상으로평가하였다. * 정회원, 비케이방수기술연구소책임연구원 ** 정회원, 비케이방수기술연구소연구원 *** 정회원, 비케이방수기술연구소선임연구원 **** 정회원, 비케이방수기술연구소소장 ***** 정회원, 서울과학기술대학교건축학부교수 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

89 Table 1. Classification of Specimens Classification A B C D E F Lime Stone Sample applied with water repellent from site Sample without water repellent from site Sample not applied with water repellent in storage Imported Oil-based water repellent applied on concrete Korean oil-based water repellent applied on concrete Korean water-based water repellent applied on concrete 2.2 실험방법일반적으로발수제에대한평가는 KS F 4930 콘크리트표면도포용액상형흡수방지재 의시험방법에따라진행하나, 본연구에서는발수제의도포유ㆍ무에따른흡수성능을평가하기위한것으로 KS F 4918 규산질계분말형도포방수재 등의흡수성평가방법을준용하여실험을진행하는것으로하였다. 3. 실험결과및고찰 실험결과, Table 2 와같이국산유성발수제를도포한 E 실험체가흡수량 0.71g 으로가장적은흡수량을나타냈으며, 발수제를도포하지않고시공된 B 실험체가흡수량 15.76g 으로가장많은흡수량을나타내었다. Table 2. Result of absorbed amount Classification A B C D E F Absorbed amount for 48hr 2.27g 15.76g 13.39g 14.53g 0.71g 12.67g KS 표준흡수성기준인 무기질단체형이 7.0g 이하, 무기ㆍ유기질혼합형이 2.0g 이하 로미루어보아 A 실험체와 E 실험체의경우는발수성능을확보한것으로판단되며, 이를제외한 B, C, D, F 실험체는모두발수성능이없는것으로판단된다. 4. 결론 본연구에서는발수제가라임스톤의흡수성에영향을미치는지정도를확인하고자, 흡수량실험을진행하였으며, 실험결과를통해라임스톤을사용하는현장에서는재료의내구수명유지를위해필수적으로발수제를도포해야하며, 발수제도포전확실한발수성확인이선행되어야하겠다. 참고문헌 1. 이수용외, 발수제가수성페인트의물리적성능에미치는영향, 한국건축시공학회지 14 권 3 호, 포스터세션 _ 발수제가라임스톤의흡수성능에미치는영향 73

90 7) 연질및경질초속경도막방수재를복층시공한옥상노출방수공법에관한실험적연구 ( 열화처리후부착성능 ) An Experimental Study on the Roofing Waterproofing Method Combined Soft and Hard Rapid Hardening Membrane 오상근 * 송제영 ** 이정훈 *** 김범수 **** 서현재 **** 최은규 **** Oh, Sang-Keun Song, Je-Young Lee, Jung-Hun Kim, Bum-Soo Seo, Hyun-Jae Choi, Eun-Kyu ABSTRACT If the exposed waterproofing method does not have resistance to various deterioration conditions such as water retention and acid rain, leakage of water may occur due to deterioration of long-term durability of the material. Therefore, the adhesive performance test is carried out after the deterioration treatment to prevent the leakage of water. 요약노출된방수공법의경우각종열화조건에대한저항성능을확보하지못한다면재료의장기적내구성저하로인하여누수가발생될수있다. 이에본실험적연구 ( 열화처리후부착성능 ) 를통하여상기와같은누수하자를미연에방지하고자한다. 1. 서론 노출된방수공법의경우물고임이나산성비등각종열화조건에대한저항성능을확보하지못한다면재료의장기적내구성저하로인한방수기능의상실나아가구조적안정성에도악영향이되므로이에대하여해당성능평가를실시하여시공후발생될수있는누수하자를미연에방지하고자한다. 2. 실험계획 2.1 실험개요가열처리 : 온도 80±2, 알칼리처리 : KS M ISO (R34) 에규정하는특급품 ( 수산화나트륨 ) 0.1% 수용액속에 KS M 8070 에규정하는 1급품 ( 수산화칼슘 ) 을포화시킨용액, 산처리 : KS M ISO (R37) 에규정하는특급품 ( 황산, 질산, 염산 ) 2% 용액, 염화나트륨처리 : KS M ISO (R35) 에규정하는황산나트륨무수물규정품의 10% 수용액속에, KS M ISO (R32) 에규정하는염화나트륨 ( 시약 ) 규정품을포화시킨용액, 상기각각의조건하에서 168 시간동안정치및침지 * 정회원, 서울과학기술대학교건축학부교수 ( 교신저자 : ohsang@seoultech.ac.kr) ** 정회원, BK 방수방식연구소소장, 박사과정 *** 정회원, BK 방수방식연구소책임연구원, 박사과정 **** 정회원, BK 방수방식연구소선임연구원, 박사과정 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

91 2.2 사용재료 초속경도막방수재본실험에서사용한초속경도막방수재는연질 Type ( 우레탄 - 우레아수지계도막방수재 ) 과경질 Type( 폴리우레아수지계도막방수재 ) 을사용하였고, 이를공법상하부에연질 Type, 상부에는경질 Type 으로복층시공하여시험하였다. Fig. 1 Constitution of construction method 3. 실험결과분석및고찰 3.1 열화처리후부착강도측정결과 Table 1. Bond strength after degradation treatment Unit: N/ mm2 Plain Heat alkali H 2SO 4 HNO 3 HCl NaCl Related Standards KS F 4922 Fig. 2 Chemical immersion status Fig. 3 Heat Treatment Status 4. 결론 본열화처리후부착강도측정결과무처리대비가열처리의경우 16% 감소, 알칼리처리 8% 감소, 황산 16% 감소, 질산 12% 감소, 염산 12% 감소, 염화나트륨 12% 감소된것으로나타났다. 이와같은결과로모든열화처리후의부착강도가무처리대비 80% 이상의성능을확보한것임을확인할수있었으며, 이를토대로향후방수재의내구성향상및지속적인개선과보완을위한연구를진행하고자한다. 참고문헌 1. 오상근, 폴리우레아스프레이도막방수시스템을이용한구조물의외벽방수및건축물옥상방수공법, 서울산업대학교건설재해예방연구소, 오상근, 콘크리트구조물의누수와대처방안에대한견해, 한국콘크리트학회, 제 14 권 6 호 포스터세션 _ 연질및경질초속경도막방수재를복층시공한옥상노출방수공법에관한실험적연구 75

92 8) Chlorine By-pass System Dust 를시멘트대체제로활용하는모르타르의경화특성 Properties of Hardened Mortar Using Chlorine By-pass System Dust as Cement Substitute 현승용 * 이재진 ** 이영준 ** 한준희 ** 이동주 *** 한민철 **** Hyun, Seung-Yong Lee, Jae-Jin Lee, Young-Jun Han, Jun Hui Lee, Dong-Joo Han, Min-Cheol ABSTRACT In this study, the CBS Dust was intended to be used as a cement substitute, and the possibility as a potential water hardness stimulant for BS was analyzed. In addition, if initial strength is required, it can be used in conjunction with BS to be used as a potential hydroponic stimulant. 요약본연구에서는 CBS Dust 를시멘트대체제로활용혹은고로슬래그의잠재수경성자극제로서의가능성을분석하였다. 연구결과, CBS Dust 를시멘트대체제로약 10% 정도치환하여사용하게되면압축강도증진에효과적인것으로판단되었다. 또한, 초기강도발현이필요할경우고로슬래그와함께사용하면잠재수경성반응의자극제로도활용이가능할수있을것으로분석되었다. 1. 서론 최근국내에서는친환경사업을다방면으로진행하고있다. 그중시멘트산업에서는시멘트생산과정에필요한원료및연료로폐자원을사용하여폐기물처리및제조원가저감에힘쓰고있는데, 이에따라시멘트제 품의염화물농도상승이문제시되고있다. 시멘트생산업체에서는이와같이시멘트의염화물량을줄이기위해 Chlorine By-pass System( 이하 CBS) 시스템을통해시멘트제품생산이전에시멘트내에포함되어있는염화물을제거해내고있다. 하지만이러한시스템에서염화물을제거해내면 CBS Dust 라는부산물이발생하게되는데, 이는현재까지모두폐기처리하고있다. 하지만최근 CBS Dust 의처리업체부족및처리비용증가로인해 CBS Dust 의새로운처리방안및활용방안이필요한실정이다. 그러므로본연구에서는 CBS Dust 를시멘트대체제로재활용혹은 CBS Dust 에포함되어있는알칼리를이용하여고로슬래그 ( 이하 BS) 의잠재수경성반응자극제로서의가능성을분석하고자하였다. Table 1. Experimental plan of mortar Mixture Experiment Factor Levels B:S (W/C) 1:3 (50%) Flow (mm) ± 25 Air content (%) 4.5 ± 1.5 BS replacement 0 2 rate(%) 45 0 CBS Dust 5 4 replacement rate(%) Hardened mortar 2 Compressive strength Flexural strength * 정회원, 청주대학교건축공학과, 석사과정 ( 교신저자 : yc0933@naver.com) ** 정회원, 청주대학교건축공학과, 석사과정 *** 정회원, 청주대학교건축공학과, 박사과정 **** 정회원, 청주대학교건축공학과, 교수 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

93 2. 실험계획 본연구의실험계획은 Table 1 과같다. 먼저모르타르배합비는 1:3, 물시멘트비는 50%, 목표플로는 180 ± 25 mm, 목표공기량은 4.5 ± 1.5% 로배합설계하였으며, 고로슬래그의치환율은 0, 45%, CBS Dust 치환율은 0, 5, 10, 20% 로계획하였다. 측정사항으로는압축강도와휨강도를계획하였다. 3. 실험결과분석및고찰 3.1 압축강도 Fig. 1은 BS 치환율 0% 일때 CBS Dust 치환율변화에따른압축강도를나타낸그래프이다. CBS Dust 치환율 10% 에서가장높은강도를보였다. Fig. 2는 BS 치환율 45% 일때 CBS Dust 치환율변화에따른압축강도를나타낸그래프이다. 재령 3, 7일의경우에는치환율 10% 까지강도가증가하는것으로나타났으나, 재령 28일에서는치환율증가에따라감소하는것으로나타났다. 이는 CBS Dust 의알칼리가고로슬래그의잠재수경성자극제로활용되어재령초기에증가하다가후기에는결합재량감소에기인하여여타배합에비해강도발현이적어진것으로분석된다. 특히 CBS Dust 치환율 20% 의경우에는높은치환율로결합재절대량이감소하여강도가저하한것으로판단된다. 3.2 휨강도 Fig. 3은 BS 치환율 0% 일때, Fig. 4는 BS 치환율 45% 일때 CBS Dust 치환율변화에따른휨강도를나타낸그래프이다. 전반적으로 CBS Dust 치환율이증가함에따라감소하는경향으로나타났다. 4. 결론 Compressive Strength Age(days) CBS Dust replacement rate Fig 1. Compressive strength with the CBS Dust replacement rate(bs 0%) Compressive Strength Age(days) CBS Dust replacement rate Fig 2. Compressive strength with the CBS Dust replacement rate(bs 45%) Flexural Strength Age(days) CBS Dust replacement rate Fig 3. Felxural strength with the CBS Dust replacement rate(bs 0%) 전반적인경향으로 BS 의치환율에관계없이 CBS Dust 를시멘트대체제로약 10% 정도치환하여사용하면압축강도증진에효과적일것으로판단된다. 또한, 초기강도발현이필요한배합에서는고로슬래그와함께사용하면잠재수경성반응의자극제로활용할수있을것으로사료된다. Flexural Strength Age(days) CBS Dust replacement rate Fig 4. Felxural strength with the CBS Dust replacement rate(bs 45%) 포스터세션 _ Chlorine By-pass System Dust 를시멘트대체제로활용하는모르타르의경화특성 77

94 9) 페로니켈슬래그미분말대체율에따른증기양생모르타르의유동성및압축강도특성 A Fluidity and Compressive Strength Properties of Steam Curing Mortar by Replacement Ratio of Ferronickel Slag Powder 김영욱 * 이경수 * 오태규 ** 정수빈 ** 김혜정 ** 최세진 *** Kim, Young Uk Lee, Kyung Su Oh, Tae Gue Jeong, Su Bin Kim, Hye Jeong Choi, Se Jin ABSTRACT This study investigated the fluidity and compressive strength of steam curing mortar by replacement ratio of ferronickel slag powder to estimate the applicability of ferronickel slag powder for cement substitute material. 요약본연구는페로니켈슬래그미분말의시멘트대체적용가능성을평가하기위해페로니켈슬래그미분말대체율에따른증기양생모르타르의유동성및압축강도특성을분석하였다. 1. 서론 최근스테인리스의주원료인니켈확보를위해국내에도페로니켈생산체제를갖추어페로니켈의생산량은점점증가하고있는추세이다. 이에따라연간 200 만톤이상의페로니켈슬래그가발생되고있는실정으로페로니켈슬래그의처리방법에대한환경문제가발생하고있다. 본연구는페로니켈슬래그미분말을사용한 PC(Precast-concrete) 제품개발을위한연구의일환으로증기양생조건에서의페로니켈슬래그미분말혼입모르타르의유동성및압축강도특성을평가하였다. 2. 실험계획 본연구에사용된결합재는 1 종보통포틀랜드시멘트및페로니켈슬래그미분말을사용하였으며사용된페로니켈슬래그미분말은국내 P 사에서제조된페로니켈슬래그잔골재를 ball-mill 을사용하여분말도 3,500cm 2 /g 수준으로자체분쇄한것을사용하였다. Table 1 은본실험의콘크리트배합표를나타낸것으로페로니켈슬래그미분말을단위시멘트량에대해 0, 10, 20, 30, 40% 대체하였으며실험은콘크리트배합에서굵은골재를제외한모르타르실험으로진행하였다. 본실험의양생조건은수차례의예비실험과기존문헌 1) 을참고하여 Fig. 1 과같이전치양생은 20 의온도에서 3 시간동안진행하였으며승온양생은 20 /h 의온도로 2 시간, 유지양생은 60 의온도에서 6 시간, 강온양생은 10 /h 의온도로 4 시간, 후치양생은 20 의온도에서 3 시간동안유지되도록진행하였다. 이후시험체를탈형하여 20 수중양생을진행하였으며재령 1, 7, 28 일의압축강도를측정하였다. * 정회원, 원광대학교건축공학과석사과정 ** 정회원, 원광대학교건축공학과연구생 *** 정회원, 원광대학교건축공학과교수 공학박사, 교신저자 (csj2378@wku.ac.kr) 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

95 Table 1. Mix proportions Mix W/B (%) S/a (%) Unit Weight(kg/m 3 ) W C FN S G C FN FN FN FN 실험결과분석및고찰 Fig. 1 Steam curing condition Fig. 2 는페로니켈슬래그미분말혼입률에따른모르타르의유동성을나타낸것으로플로우값은 150~165mm 수준으로나타났으며페로니켈슬래그미분말의혼입률이높아질수록다소플로우값이증가하는것으로나타났다. 증기양생온도이력에따른페로니켈슬래그미분말혼입모르타르의압축강도는 Fig. 3 에나타낸바와같이재령 1 일및 7 일의경우 FN10 배합에서는 C100 배합에비해약 1~8% 낮은압축강도를발현하였으며 FN20 배합에서는약 20% 정도낮은압축강도를발현하였다. 또한재령 28 일의경우 FN10 및 FN20 배합에서 C100 배합에비해약 5%, 13% 낮은압축강도를발현하였으며 FN30 및 FN40 배합에서는약 30~40% 정도낮은압축강도를발현하였다. 대체적으로증기양생을진행한경우에도표준양생을진행한기존연구결과 2) 와유사한강도발현을나타내고있어페로니켈슬래그미분말을시멘트대체재로대량혼입할경우압축강도발현에한계가있을것으로판단된다. Fig. 2 Mortar flow 4. 결론 Fig. 3 Compressive strength 본연구는증기양생을실시한페로니켈슬래그미분말혼입모르타르의유동성및압축강도특성을평가한것으로증기양생을실시한경우표준양생을진행한기존연구결과 2) 와유사한강도발현을나타내고있어페로니켈슬래그미분말을시멘트대체재로대량혼입할경우압축강도발현에한계가있을것으로판단되며페로니켈슬래그미분말의혼입률은 20% 이하수준으로설정하는것이적절할것으로판단된다. 감사의글 본논문은미래창조과학부에서지원하는 2017 년도중견연구과제 ( 과제번호 : 2017R1A2B ) 의연구수행으로인한결과물임을밝힙니다. 참고문헌 1. 이태왕, 증기양생온도이력에따른고강도콘크리트의초기강도발현특성, 동양대학교석사학위논문 2. 김영욱, 김도빈, 오태규, 김혜정, 정수빈, 최세진, 페로니켈슬래그미분말을사용한 3 성분계모르타르의압축강도및건조수축특성, 한국콘크리트학회학술대회논문집제 30 권제 1 호, 포스터세션 _ 페로니켈슬래그미분말대체율에따른증기양생모르타르의유동성및압축강도특성 79

96 10) 폐윤활유및폐엔진오일의재생첨가제적용성검토 Application of Regenerative Additives for Waste Lubricants and Waste Engine Oil 이범우 * 김호수 * 박조범 * 최성우 * 조현태 ** 류득현 *** Lee, Bum Woo Kim, Ho Su Park, Cho Bum Choi, Sung Woo Jo, Hyun Tae Ryu, Deug Hyun ABSTRACT In this study, recycled additives for recycled asphalt concrete were prepared using waste industrial oil and analyzed for applicability. Based on the study of performance recovery of aged asphalt coated on recycled aggregate, It was confirmed that the basic properties such as penetration, viscosity and softening point can show the performance of new asphalt and lactic acid depending on the amount of additive. 요약본연구에서는폐윤활유및폐엔진오일을활용해재생아스팔트콘크리트용재생첨가제를제조하고, 적용성에대해분석하였다, 기존순환골재에피복되어있는노화아스팔트의성능회복을중심으로검토한결과, 본연구에서제조한재생첨가제의혼합량에따라침입도, 점도, 연화점등의기초물성이신재아스팔트와유산성능발휘가가능함을확인하였다. 1. 서론 국내표층용순환가열아스팔트혼합물생산에대해순환골재사용의비율을현행최대 30 % 이하, 기층용의경우 50 % 이하로규정하고있다. 순환골재사용에따른혼합물강도저하문제는생산시재생첨가제혼합을통해해결하고있으며, 경화된노화아스팔트의연성을회복시키는효과를발휘한다. 본연구는순환골재에코팅되어있는노화된아스팔트의물성을회복시키는방안으로폐윤활유와폐엔진오일을혼합, 개질한재생첨가제를제조하였으며, 신재아스팔트와의비교기초물성시험을통해적용성을검토하였다. 2. 실험방법및사용재료 2.1 실험방법본연구에서는폐아스팔트콘크리트골재에서앱슨시험방법 (KS F 2381) 을통해폐아스팔트를추출하였으며, 폐윤활유및폐엔진오일과분산첨가제의함량조절을통해추출폐아스팔트의침입도, 점도, 연화점의회복을확인하고자하였다. 재생첨가제로서의적용성을시험한순서는다음과같다. ➀ 폐윤활유와폐엔진오일을 5:5 로혼합후분산첨가제 4 % 를투입하여재생첨가제제작 ➁ 침입도, 점도, 연화점시험을통해폐아스팔트에혼합할적정배합비산정 ➂ 적정배합비산정후폐윤활유와폐엔진오일의혼합비변화를통한침입도, 점도, 연화점의재검토 * 정회원, 유진기업기술연구소연구원 ** 정회원, 유진기업기술연구소부장 *** 정회원, 유진기업기술연구소연구소장 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

97 2.2 사용재료 폐아스팔트도로공용기간중아스팔트는장기간자외선및산소접촉등으로인해경도가높아지며, 이는아스팔트포장의균열, 충격등에취약한문제를발생시킨다. 본실험에서사용한폐아스팔트는도로공사현장에서발생된폐아스팔트콘크리트골재에서추출한것으로신재아스팔트와비교한물성은표 1 과같다. 표 1. 폐아스팔트및일반아스팔트의기초물성 구분침입도 (0.1 mm ) 점도 (135, cst) 연화점 ( ) 폐아스팔트 신재아스팔트 폐윤활유및폐엔진오일폐아스팔트의물성을회복시키기위한주재료로서폐윤활유와폐엔진오일을활용하였다. 폐윤활유와폐엔진오일은 1 차정제를통해불순물을제거한것이다 분산첨가제재료간원활한혼합성과연성을증가시키기위한목적으로수지계열첨가제를혼합하여제조하였다. 본연구에서사용된수지계열첨가제는폴리비닐알코올에알데히드를반응시켜서만들어진것으로 (60~90) % 의수지와 (10~40) % 의가소제로구성되어있다. 재생첨가제의제조방법은각재료간고른분산을위해폐윤활유와폐엔진오일을혼합한오일중량의 4 % 를함께 (160~180) 로 60 분가열교반하였으며, 용융상태확인후 80 저온으로 120 분간추가숙성교반과정을실시하였다. 3. 시험결과 폐아스팔트의목표침입도를 AP5 신재아스팔트바인더의침입도인 (60~80)(0.1 mm ) 로정하였으며, 재생첨가제의투입량을결정하기위해폐윤활유와폐엔진오일을 5:5 로혼합제조한것을사용하였다. 시험결과는그림 1, 그림 2 와같이 (6~10) % 혼합시료가목표침입도를만족하였으며, (6~10) % 혼합량에대한점도및연화점시험에서는 8% 투입이신재아스팔트와유사한성능발휘가능함을확인하였다. 그림 1. 재생첨가제첨가량에따른침입도결과 그림 2. 재생첨가제첨가량에따른점도및연화점 포스터세션 _ 폐윤활유및폐엔진오일의재생첨가제적용성검토 81

98 재생첨가제의최적투입량을 8 % 로가정하고폐윤활유와폐엔진오일의비율을조절하여물성시험을한결과는그림 3, 그림 4 와같다. 재생첨가제제조시폐엔진오일의함량이증가할수록침입도와점도가증가하는결과를나타냈다. 그림 3. 폐윤활유및폐엔진오일비율별침입도결과 그림 4. 폐윤활유및폐엔진오일비율별점도, 연화점 4. 결론 폐윤활유와폐엔진오일을재생첨가제로활용하기위한적용성시험에서다음과같은결론을얻었다. 1) 폐윤활유및폐엔진오일을개질화한재생첨가제는폐아스팔트의연성을개선시켜침입도와점도를신재아스팔트와유사한성능발휘가가능함을확인하였다. 2) 본연구에서는폐엔진오일대비폐윤활유의혼합비율이증가할수록침입도와점도가상승하는결과가나타났으나폐오일의정제수준및점도에따라물성의변화가발생할것으로판단된다. 3) 연화점은물성의변화가불규칙적으로나타나추가연구를통하여재료의함량비조절과안정재료의검토가필요할것으로판단된다. 참고문헌 1. 임재규외 4 인, 저탄소중온재활용아스팔트재생첨가제의기초물성평가연구, 한국건설순환자원학회학술발표논문집 v.12 n.1, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

99 11) 경량골재모르타르의제조시간변화에따른압축강도특성 The Compressive Strength Properties of Lightweight Aggregate Mortar by the Variation of Manufacture Time 이경수 * 김영욱 * 오태규 ** 민상현 ** 반준모 ** 최세진 *** Lee, Kyung Su Kim, Young Uk Oh, Tae Gue Min, Sang Hyun Ban, Jun Mo Choi, Se Jin ABSTRACT This study investigated mortar flow and compressive strength properties of lightweight mortar mixtures prepared without the pre-wetting process as a part of the study for the application of domestic artificial lightweight aggregate to construction site. 요약본연구는국내산인공경량골재의건설생산현장적용을위한연구의일환으로프리웨팅과정을거치지않고제조한경량모르타르배합에대하여제조후경과시간에따른모르타르플로우및압축강도특성을검토하였다. 1. 서론 건설기술과산업의발전에따라구조물은대형화및장대화가되어가고있으며이에따라단위용적질량을감소시킨경량콘크리트의개발과실용에대한필요성이크게대두되고있는추세이다. 최근국내에서도자체적으로경량골재가개발 생산되고있어효율적으로사용하기위한연구가활발히진행되고있으나인공경량골재의경우다공질의소성체이기때문에보통골재에비해빠르고높은흡수특성을가지고있어배합을하기전프리웨팅을한후에배합을해야하지만실제건설생산현장에서는경량골재의프리웨팅시설이충분히갖추어지지않아원활한프리웨팅작업이곤란한실정이다. 따라서본연구에서는이러한현장여건을고려하여프리웨팅과정을거치지않고제조한경량모르타르배합에대하여제조후경과시간에따른모르타르플로우및재령별압축강도특성을검토하였다. 2. 실험방법 본실험에서사용한시멘트는국내 A 사의보통포틀랜드시멘트를사용하였고, 경량골재는준설토와석탄회소성으로만들어진국내 N 사인공경량골재를사용하였다. Table 1 은본연구에사용된경량콘크리트배합표를나타낸것이며본연구에서는굵은골재를제외한모르타르배합으로실험을진행하였다. 또한경량모르타르제조직후부터 150 분까지 30 분간격으로총 6 회에걸쳐플로우를측정하였으며경시변화기간동안수분의증발을막기위해밀봉을실시하였다. 양생의경우 40 C 증기양생을실시하였고재령 1, 7, 28 일의압축강도를측정하였다. * 정회원, 원광대학교건축공학과석사과정 ** 정회원, 원광대학교건축공학과연구생 *** 정회원, 원광대학교건축공학과교수 ( 교신저자 : csj2378@wku.ac.kr) 포스터세션 _ 경량골재모르타르의제조시간변화에따른압축강도특성 83

100 3. 결과및고찰 경과시간에따른경량모르타르의플로우값은 Fig. 1 에나타낸바와같이제조직후는 200mm 의플로우값이나타났으며 30, 60, 90, 120, 150 분으로시간이경과할수록 165, 145, 130, 110, 103mm 로모르타르플로우가지속적으로감소하는경향을나타내고있다. 이는흡수율이높은경량골재를사용함으로써경량골재가배합수를흡수하여나타낸현상으로사료된다. Fig. 2 는제조후경과시간에따른경량모르타르의압축강도변화를나타낸것으로재령 1 일의경우제조시간 30 분후의압축강도가제조직후성형한시험체의압축강도보다약 10% 높은압축강도를발현하였으며제조후경과시간 90 분이후부터는약 20~25% 정도높은수준의압축강도를발현하였다. 재령 7 일압축강도의경우재령 1 일과마찬가지로제조후시간이경과할수록높은압축강도를발현하는경향을나타내었으며제조후경과시간 90 분이후부터제조직후보다약 10~20% 높은수준의압축강도를발현하였다. 재령 28 일압축강도는재령 1 일및 7 일의압축강도경향과는다르게압축강도의변화폭이 1~10% 정도로비교적낮게나타났다. 대체적으로초기재령에서는제조후경과시간이지날수록높은압축강도를나타내었으며재령 28 일에서는초기재령에비해압축강도의증가폭은낮게나타났다. 4. 결론 Table 1 경량콘크리트배합표 W/B (%) S/a (%) Unit Weigth (kg/ m3 ) W C LS G Fig. 1 경과시간에따른플로우변화 Fig. 2 경과시간에따른압축강도변화 본연구는프리웨팅을하지않은경량모르타르를제조후경과시간에따른유동성및압축강도특성을분석한것으로프리웨팅하지않은경량모르타르의플로우값은시간이경과함에따라낮게나타났다. 프리웨팅을하지않은경량모르타르배합의경과시간에따른압축강도는제조후시간이경과할수록높은압축강도를발현하는경향을나타내었으며장기재령으로갈수록압축강도의변화폭이낮게나타나프리웨팅을하지않은인공경량골재의수분이동에대한추가적인후속연구가필요할것으로판단된다. 감사의글 본논문은중소기업청에서지원하는 2017 년도산학연협력기술개발사업 (No2 C ) 의연구수행으로인한결과물임을밝힙니다. 참고문헌 1. 권대순, 경량골재함수상태에따른가압시경량골재콘크리트의물리적특성변화연구, 건국대학교대학원석사학위논문, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

101 12) 재활용필름포장재의압축및인장강도평가 Evaluation on Compressive and Tensile Strengths of Recycled Film Packing Materials 이재욱 * 방지원 * 임채림 * 양근혁 ** Lee, Jae Uk Bang, Ji Won Lim, Chae Rim Yang, Keun Hyeok ABSTRACT The compressive and tensile strengths of the recycled film packing materials were measured to be 25.8 MPa and 20.5 MPa, respectively, which can be applied for structural elements. 요약폐필름포장재재활용제품의압축및인장강도는각각 25.8 MPa 와 20.5 MPa 로서구조용으로활용될수있다고판단된다. 1. 서론 인삼은반음지성식물로서해가림을위한가설구조물이반드시설치되어야한다. 해가림시설은차광막과차광막을지지하는지주대로구성되어있다. 국내에서는일반적으로목재지주대가사용되고있다. 하지만인삼이재배되는 6 년간목재의부식이빈번하게발생하여많은보수와교체가필요하다는문제점이있다. 이에따라이연구에서는목재지주대의대체재료로서재활용필름포장재를지주대로서적용가능성검토하기위해압축및인장특성을평가하였다. 2. 실험상세 이실험에서사용된재활용필름포장재는제조시사용된구성재료에따라 2 가지로구분하였으며, 이들재료의원료구성비율을 Table 1 에나타내었다. A 재료의경우에는압축강도측정에사용되었으며, B 재료의경우에는인장강도측정의시험편으로이용되었다. 재활용플라스틱의압축및인장강도는미국재료학회규격시험법 (american society for testing and materials, ASTM) D 695, D 638 에따라측정하였다. 3. 실험결과분석및고찰 Table 1. Composition of recycled plastic specimens Specimens Composition (wt, %) Polyethylene Polypropylene Polystyrene Polyamide A B * 정회원, 경기대학교건축공학과 ** 정회원, 경기대학교건축공학과교수 ( 교신저자 : yangkh@kgu.ac.kr) 포스터세션 _ 재활용필름포장재의압축및인장강도평가 85

102 재활용필름포장재와인삼지주를위해사용되는목재 (larch) 의압축강도및인장강도측정결과를각각 Fig. 1 에나타내었다. 재활용필름포장재의압축강도는 25.8 MPa 로 3.9 MPa 인인삼지주를위해사용되는목재 (larch) 에비해약 8 배높은수준이었다. 인장강도의측정결과는재활용필름포장재시험편이 20.5 MPa 로 1.6 MPa 의인장강도를보인목재시험편에비애약 20 배높은수준이었다 Compressive strength (MPa) Tensile strength (MPa) Plastic A Specimens Larch 0 Plastic B Specimens Larch (a) Compressive strength (b) Tensile strength Fig. 1 Test results for recycled film packing materials 4. 결론 재활용필름포장재의압축및인장특성평가결과재활용제품은인상지주로활용되고있는목재대비각각 8 배및 20 배높은수준이었다. 재활용필름포장재제품의압축및인장강도는각각 25 MPa 와 20 MPa 로서구조용으로활용될수있다고판단된다. 감사의글 본연구는한국순환자원유동지원센터의지원에의하여수행되었습니다. 참고문헌 1. 이상우, 이호준, 윤중수, 최종문, 폐플라스틱을이용한기능성강화플라스틱의물성평가, 한국환경분석학회지제 20 권제 3 호, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

103 열병합발전소발생건식바텀애시의품질특성 The Study on Quality Properties of the Air Cooling Process Bottom Ash Emitted from Cogeneration Plant 안양진 * 임양현 ** 문경주 *** An Yang Jin Lim, Yang Hyun Mun, Kyoung Ju ABSTRACT As study to quality properties of air cooling process bottom ash emitted form cogeneration plants, the study conducted a comparative analysis between chemical composition, morphology of bottom ash crushed by a ball mill and raw material. Result of the test, the study found chemical features of bottom ash were similar to those of fly ash occurring at the same plant and its activity became more active after crushing. Besides, the study manufactured soft ground solidification agents mixed with the related bottom ash, and assessed the potential for the use as material for inorganic binder. 요약열병합발전소발생건식바텀애시의품질특성을평가하기위한기초연구로볼밀분쇄한바텀애시의화학조성및결정형태를전처리전의바텀애시와비교분석하였다. 시험결과바텀애시의화학적특성은동일발전소에서발생하는플라이애시와유사하였으며, 분쇄후그활성도가높아지는것을확인할수있었다. 또한해당바텀애시를혼입한연약지반고화재를제작하여무기결합재원료로의활용가능성을평가하였다. 1. 서론 최근국내일부발전사에서는기존의습식공정에서배출되는바텀애시의재활용상의문제점을해결하기위해, 건식배출공정을채용하고있다. 건식공정바닥재는보일러하부에클링커컨베이어를설치되어있으며, 컨베이어에낙하한애시를지속적으로연소시킬수있도록구성되어있어배출된애시의미연탄소함량은매우낮다. 또한보일러외부로이송된바텀애시는냉각과파쇄과정을거쳐최종배출된다. 1) 국내석탄회발생량의약 10~15% 를점유하고있는바텀애시는발전소에서잔골재상으로배출되며, 그품질특성및활용방안에대한국내연구가수행된바가없어, 폐기물위탁처리나물과함께파이프라인을통하여석탄재매립장으로이송되어처리되고있는실정이다. 13) 이에본연구에서는열병합발전소건식바텀애시를지반조성건설재료로대량재활용하기위한연구의일환으로, 그품질특성을평가하여건설재료로의활용가능성을판단하기위한기초자료로활용하고자하였다. 2. 실험개요 2.1 사용재료본실험에서사용한바텀애시는국내 4 곳의열병합발전소에서발생한건식공정바텀애시로, 그입형과 * 정회원, 지안산업기술연구소 ** 정회원, 대웅기술연구소 *** 정회원, 씨엠디기술단, 대표이사 포스터세션 _ 열병합발전소발생건식바텀애시의품질특성 87

104 화학적특성을분석하였다. 2.2 실험계획및방법 건식공정바텀애시의품질특성을평가하기위해 XRF 및 XRD 분석을실시하였으며, 건설재료로활용하기위해볼밀분쇄한시료의특성을 XRF, SEM-EDS 분석을통해확인하였다. 또한고로슬래그기반의연약지반무기결합재인 CMD-SOIL 의혼화재로바텀애시를적용하여, 그경화특성을평가하였다. 3. 실험결과및고찰 3.1 열병합발전소발생건식바텀애시의재료특성사용재료의품질특성측정결과는 Table 1과같다. 건식바닥재의 XRF 및 XRD 분석에의한화학조성분석결과 A와 B 발전소의경우 50% 이상의 SiO 2 (Quartz) 즉, 모래질로이루어진반면에, C, D 발전소의경우다량의무수석고 (Anhydrite, CaSO 4 ) 와석회등의성분으로이루어져, 그화학적특성이각각의보일러에서발생하는플라이애시와유사함을확인할수있었다. 따라서건식공정바닥재는건설재료중단순한증량재나채움재, 골재대체물질이아닌슬래그의잠재수경성을유도할수있는화학적혼화재로의재활용이가능함을확인할수있었다. Table 1. Chemical Properties of the Used Materials Type Item Oxide composition(%) SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 CaO MgO SO 3 Crystalline form (result of XRD) Plant A Quartz, Alumino silicate Plant B Quartz, Calcium Oxide Plant C Anhydrite, Lime Plant D Anhydrite,Calcium Oxide 건식공정바닥재는아래의사진촬영결과와같이각진형태의다양한크기의입자가섞여서배출되고있다. 간이체분석결과 C, D 발전소바텀애시의경우잔골재로분류될수있는 5~0.85mm 사이즈의입자가전체중량의대략 10%, 100 μm이상의입자는약 70% 정도로확인되었다. 이와달리 A, B 사바텀애시의경우 1mm 이상의사이즈를갖는입자가전체중량의 30% 이상을차지하였다. Plant A Plant B Plant C Plant D Fig. 1. Picture of Used Materials 3.2 분쇄처리된건식공정바텀애시의품질특성볼밀을이용해분쇄한 D 발전소의바텀애시의화학조성과순환유동층보일러플라이애시의중요한품질특성인 Free-CaO 량및결정형태를 XRD 와 SEM-EDS 분석을통해확인하였다 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

105 분석결과분쇄전 3.80 wt% 이던 Free-CaO 함량이분쇄후 5.00 wt% 로증가함을확인할수있었다. 이는바텀애시또한순환유동층보일러플라이애시와같이무수석고및 CaO 가주요성분이며 2),3) 바텀애시의입형이열병합발전소보일러내탈황공정중에발생한무수석고가 CaO 성분을둘러싼형태로이루어져있기때문 3) 으로, 전처리과정에서이입자가 CaO 와무수석고 (Anhydrite) 로분리되었기때문으로확인된다. 이에의해 XRD 분석결과 Table 1 의시험결과와달리무수석고와생석회의결정형태가발견되었다. Element Wt% At% Element Wt% At% CK SiK OK SK MgK CaK AlK FeK a) XRD analysis data b) SEM-EDS analysis data Fig. 2 Chemical properties of Crushed Materials 3.3 건식공정바텀애시를혼입한연약지반고화재의일축압축강도 고로슬래그가주성분인 C 사의연약지반고화재 CMD-SOIL 중고로슬래그의잠재수경성유도역할의알칼리황산염복합혼합재를대체하기위해분쇄된바텀애시를 40wt% 혼입한연약지반용고화재를제작하여, 고화토의일축압축강도를측정하였다. 이때사용한토사는충남보령에서채취한풍화토로고화재투입량은 190kg/m 3, 고화토의목표함수비는 25% 이었다. 고화토의압축강도측정결과는 Fig. 3 과같다. 발전소 C 및 D 의바텀애시를혼입한고화재 ( 각각 SOIL C, SOIL D) 모두 CMD SOIL 동등하거나동등이상의고화토일축압축강도를발현하였다. 특히 3 일재령의압축강도는 CMD SOIL 에비해증가된것을확인할수있었다. 이는볼밀분쇄에의해분리된 Free-CaO 의존재로인해초기반응성이높아졌기때문 2),3) 이며, 무수석고성분에의한지속적인 Ettringite 생성으로인해장기강도또한증진되는것으로판단된다. 따라서열병합발전소발생건식바텀애시의경우건설재료로의활용이가능하며, 자극제및혼화재로서고로슬래그무기결합재의원료로의활용성또한높을것으로기대되었다. Fig. 3 Compressive Strength of Solidified Soil 포스터세션 _ 열병합발전소발생건식바텀애시의품질특성 89

106 4. 결론 국내열병합발전소에서발생되는건식바텀애시의품질특성을평가한결과는아래와같다. 1) 동일발전소에서발생되는플라이애시와유사한화학적품질특성을나타냄으로써화학적인전처리없이건설재료로의활용이가능할것으로판단되었다. 2) 무수석고및 CaO 가주요성분인발전소 C, D 의건식공정바텀애시의경우분쇄처리에의해무수석고와수산화칼슘에의해캡슐화된 Free-CaO 가분리됨으로써, 수화반응성및그활성도가높아지는것을확인하였다. 3) 고로슬래그의잠재수경성유도역할의알칼리황산염복합혼합재를대체하기위해분쇄된바텀애시를 40wt% 혼입하여제작한고화재를적용한고화토의압축강도평가결과기존제품과동등이상의강도를발현함으로써, 지반조성건설재료로의활용이가능할것으로판단되었다. 사사 이연구는국토교통부의재원으로국토교통과학기술진흥원의지원을받아수행된연구 (2018 년, 18TBIP- C , 국토교통기술사업화지원사업 ) 이며, 이에깊은감사를드립니다. 참고문헌 1. 선정수 (2016), 건식공정바텀애시골재를사용한경량콘크리트의공학적특성, 박사학위논문, 공주대학교 2. Hsu H, An C, Chao S, Huang R, Cheng T, Lin K,(2009), Controlled Low-Strength Material containing bottom ash from circulating fluidized bed combustion, Int. J. Pavement Res. Tchnol.2(6):250~ 우양이 (2015), 순환유동층보일러애시의특성및적용성평가, 박사학위논문, 군산대학교 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

107 14) 압축강도에따른링형강관구속콘크리트의수증기압력및구속응력평가 Evaluation on Water Vapor Pressure and Restrained Stress of Steel-Ring Restrained Concrete According to Compressive Strength 백재욱 * 김규용 ** 이상규 *** 황의철 *** 김경태 * 남정수 **** Baek, Jae Wook Kim, Gyu Yong Lee, Sang Kyu Hwang, Eui Chul Kim, Gyeong Tae Nam Jeong Soo ABSTRACT In this study, water vapor pressure and restrained stress were evaluated for a steel-ring restrained concrete with different compressive strength. Experimental results show that the higher the compressive strength, the larger the effect of water vapor pressure and thermal stress. also the wider and deeper spalling occurs. 요약본연구에서는압축강도를달리한링형강관구속콘크리트에대해수증기압력과구속응력을평가하였다. 실험결과, 압축강도가높을수록수증기압력과열응력의영향을크게받아더넓고깊은범위의폭렬이발생하는것을확인하였다. 1. 서론 고온상황에노출된콘크리트는압축강도가높을수록내부구조가치밀해지기때문에폭렬발생의가능성이높아진다. 폭렬은콘크리트내부에발생되는열응력과수증기압력이주요인이며이에기존의연구자들은각요인에대한단일적연구를진행해왔다. 그러나, 압축강도를달리한콘크리트의열응력과수증기압력을복합적으로평가한연구는부족하다. 이에본연구에서는압축강도에따른구속링형강관구속콘크리트의수증기압력과구속응력을평가하여열응력을추정하고, 열응력과수증기압력의상호작용여부를확인하였다. 2. 실험계획 표 1 에실험계획과콘크리트배합을나타내었다. 모든시험체는재령 28 일까지수중양생후, 온도 20± 2, 상대습도 60±5% 인항온 항습조건에서재령 150 일까지양생하였으며함수율은압축강도에관계없이모두 3.95% 로측정되었다. Table 1. Experimental plan & Concrete mix proportion f ck (MPa) W/B (%) slump flow (mm) S/a (%) Air (%) Unit Weight(kg/m3) W C SF 1) FA 2) BFS 3) SO 4 S G Heating velocity Evaluation items ISO ± ± ) SF : Silica fume, 2) FA : Fly Ash, 3) BFS : Blast Furnace Slag Spalling properties Water vapor pressure Restraint stress * 정회원, 충남대학교건축공학과석사과정 ** 정회원, 충남대학교건축공학과교수 ( 교신저자 : gyuyongkim@cnu.ac.kr) *** 정회원, 충남대학교건축공학과박사과정 **** 정회원, 충남대학교건축공학과조교수 포스터세션 _ 압축강도에따른링형강관구속콘크리트의수증기압력및구속응력평가 91

108 실험결과및고찰 그림 1 에폭렬성상을나타냈다. 80, 100MPa 시험체모두폭렬이발생하였으며압축강도가높을수록폭렬에의한파괴깊이가깊고넓어지는것을관찰하였다. 파편의크기또한 100MPa 시험체가 80MPa 시험체보다다소큰것으로나타났다. 그림 2 에수증기압력을나타냈다. 폭렬발생에의한센서높이별급격한수증기압력상승및감소현상은유사한것으로나타났다. 80MPa 시험체에비해 100MPa 시험체의수증기압력이전체적으로낮은것으로확인되었으며이는조밀한내부조직형성으로수분이동의원활한진행이억제되었기때문으로생각된다. 그림 3 에구속응력을나타냈다. 모든시험체는가열면에가까운 5mm 위치에서가장높은구속응력을나타냈으며, 가열면깊이가깊어질수록구속응력이낮아지는경향을나타냈다. 이는수증기압력과열응력에의해팽창응력이작용하여콘크리트를구속하는링형강관의구속응력에영향을미쳤기때문으로판단된다. 4. 결론 압축강도에따른링형강관구속콘크리트의수증기압력과구속응력을평가한결과, 80MPa 시험체에비해 100MPa 85~90 80~85 75~80 70~75 65~70 60~65 55~60 50~55 45~50 40~45 35~40 30~35 25~30 20~25 15~20 10~15 5~10 0~5 50mm Water vapor pressure (MPa) Restrain Stress (MPa) 시험체에서더깊고넓은범위의폭렬이발생하였으며이는열응력과더불어수분이동억제에의한수증기압력의응축이폭렬에영향을미친것으로판단된다. 이에압축강도가다른콘크리트에대해열응력과수증기압력의영향을복합적으로검토할필요성이있을것으로판단된다. 감사의글 50mm (a) 80MPa (b) 100MPa Fig 1. Spalling Properties 5mm 10mm 25mm 40mm 지속적인폭렬발생 최초폭렬발생 : 8분 30초 Heating time (min) Water vapor pressure (MPa) mm 10mm 25mm 40mm 지속적인폭렬발생최초폭렬발생 : 8분 40초 Heating time (min) (a) 80MPa (b) 100MPa Fig 2. Water Vapor Pressure 5mm 10mm 25mm 40mm 75mm Heating Time (min) Restrain Stress (MPa) mm 10mm 25mm 40mm 75mm Heating Time (min) (a) 80MPa (b) 100MPa Fig 3. Restrained Stress 이연구는 2018 년도산업통상자원부및산업기술평가관리원 (KEIT) 연구비지원에의한연구임 ( ). 참고문헌 1. 長尾覚博, 中根淳 : 高強度コンクリートの爆裂制御に関する検討結果, コンクリート工学年次論文集 Vo1.19, No.1, 1997, pp 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

109 15) 원전해체콘크리트용제염하우징의최적화설계를위한 CFD 해석 CFD Analysis for Optimization Design of decontamination Housing for Nuclear Power Plant Dismantling 서은아 * 이호재 ** 김도겸 *** 이장화 **** Seo, Eun A Lee, Ho Jae Kim, Do Gyeum Lee, Jang Hwa ABSTRACT In this study, CFD analysis was performed for optimization design of decontamination housing for dismantling of nuclear power plant concrete. After the optimization design, the remaining particles inside the equipment have been significantly reduced, and particle emissions have increased by 8-17%. 요약이연구에서는원전콘크리트구조물해체용제염장비하우징의최적화설계를위한 CFD 해석을수행하였다. 제염장비하우징최적설계후의 Particle 거동은기존설계와비교하여밀링의회전과같이회전하며장비내에잔류하는 Particle 이현저히저감되었으며, 배기구로의배출량이 8~17% 증가하였다. 1. 서론 원전콘크리트구조물해체시콘크리트표면의오염의제거가선행되며, 일반적으로콘크리트내에고착화된오염의경우물리적제염을통해제거한다. 제염장비는제염과정에서발생하는분진의외부유출과장비내의미회수분진의최소화를위한최적설계가필수적이다. 이연구에서는 CFD(Computational Fluid Dynamics) 해석을통하여하우징설계에따른내부의속도와압력의흐름및분진배출율을평가하였다. 2. 해석계획 제염장비는밀링이 73 rad/sec 로반시계방향으로회전하며, 밀링을위한모터는 1740 rpm 으로설정하였다. 배기구의면적은 m 2 으로설계하였다. 해석을수행하기위한기본적인입력변수는 Table 1 과같다. 콘크리트입자의거동해석을위한콘크리트입자특성은 Table 2 와같으며, 제염하우징최적화전 후의속도와압력및분진배출율을분석하였다 (Figure 1). Table 1. Analysis input data Item Value Outlet Volume Flow 0.15 m 3 /s Outlet Area m 2 Inlet Area Inlet Pressure Rotation Speed Inlet1 :10 220mm Inlet2 :10 180mm Inlet3 :10 180mm Pa 73 rad/sec * 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부신진연구원 ** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부전임연구원 *** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부선임연구위원 ( 교신저자 : dgkim@kict.re.kr) **** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부선임연구위원 포스터세션 _ 원전해체콘크리트용제염하우징의최적화설계를위한 CFD 해석 93

110 Table 2. Particle properties Item Value Density 1200kg/m 3 Specific heat Conductive Type Thermal Conductivity Particle Size 1000J(kg K) Isotropic 0.38W(m K) 10um, 100um, 1mm (a) Basic design (b) Optimization design Fig 1. Pressure and velocity 3. 해석결과및분석 최적화설계전 후의제염장비하우징내부의압력과속도는 Figure 1 에나타내었으며, 하우징내에서의 Particle 거동해석결과는 Figure 2 에나타내었다. 최적화설계전의하우징의경우, 10um Particle 은배기공기의흐름에영향을크게받아 90% 이상배출되었으나 Particle 의크기커짐에따라공기흐름의영향을적게받아내부에잔류하는 Particle 이증가하였다. 반면, 최적화설계후의하우징은기존의구조에비하여 Particle 이배기구를통하여더많이배출되었다. 개선된구조에서의 Particle 거동도공기의흐름과같이밀링의회전에따라같이회전하는부분이없이배기구로배출되는양이증가하였다 (Figure 3). 시뮬레이션에서외부에유출된 Particle 은없었으며, 최적화후 Particle 의배기구를통한배출율이 Particle 크기에따라 8~17% 향상되었다. (a) Basic design (b) Optimization design Fig 2. Behavior analysis of particle Fig 3. Emission ratio of Particle 4. 결론 CFD 해석결과, 제염장비내의 Particle 은입자가클수록내부정체량이증가하였으며, Particle 이밀링의회전과같이회전하며배출이되지않는현상은하우징구조에현저히영향을받았다. 결과적으로제염장비하우징최적설계후 Particle 거동은기존설계와비교하여밀링의회전과같이회전하는 Particle 이현저히저감되었으며, 배기구로의배출량이 8~17% 증가하였다. 감사의글 이논문은 2018 년도산업통상자원부의재원으로한국에너지기술평가원 (KETEP) 의지원을받아수행한연구과제입니다. ( ) 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

111 16) X 선단층촬영기를활용한섬유모르타르의자기치유성능평가 Self-Healing Performance Evaluation of Fiber Mortar Using X-ray Tomography 이도근 * 임민혁 * 신경준 ** Lee, Do Keun Lim, Min Hyuk Shin, Kyung Joon ABSTRACT It is known that when the fibers are mixed with the self-healing concrete, calcium carbonate is formed on the exposed fibers and the self-healing performance is improved, together with the primary effect of efficiently controlling the crack width. In this study, the self - healing performance of mortar specimens with fiber type and fiber diameter was observed by X - ray tomography. 요약자기치유콘크리트에섬유를혼합할경우, 균열폭을효율적으로제어하는 1 차적인효과와더불어, 노출된섬유에탄산칼슘이형성되어자기치유성능이향상된다고알려져있다. 본연구에서는섬유종류와섬유직경에따른모르타르시편의자기치유성능을 X 선단층촬영으로관찰하였다. 1. 서론 시멘트계재료의자기치유성능은재료의배합비, 기상및기후환경이외에도발생된균열폭과매우밀접한관계가있다. 본연구에서는 X 선단층촬영기를통해 PVA, PP, PE 섬유를보강한시편의내부에서균열발생직후와 28 일후의균열용적변화를관찰하였다. 2. 실험계획 2.1 실험개요본연구에서는앞서기술한바와같이 3종의섬유를혼입한모르타르시편의자기치유효과를관찰하였다. 섬유별로각각직경이다른섬유를대조군으로하였고, 할렬실험으로균열을유발시켰다. 균열유발직후와 28 일후의시편을 X선단층촬영기를통해균열의내부를관찰하였다. 2.2 사용재료배합비및실험에서사용한섬유종류와섬유직경에따른시편의상세는 Table 1과같다. * 정회원, 충남대학교토목공학과대학원 ** 정회원, 충남대학교토목공학과교수 ( 교신저자 : kjshin@cnu.ac.kr) 포스터세션 _ X 선단층촬영기를활용한섬유모르타르의자기치유성능평가 95

112 Table 1 Specimen details Classification PVA PP PE A type B type A type B type A type B type Diameter (μm) Crack Width (mm) 0.12~0.15 * Mixing Ratio = 0.3, 0.6, 0.9 %, Fiber Length = 12mm 3. 실험결과분석 3.1 균열관찰결과모든시편에서균열의회복이관찰되었으며, 균열의변화를 Fig. 1에나타내었다. 또한초기균열용적대비 28일후의용적을 Fig. 2에나타내었다. Fig. 1 Crack shape (PE) Fig. 2 Self healing performance (B type) 4. 결론 PVA, PP, PE 를혼입한모르타르시편을 X 선단층촬영기를활용하여시편내부균열의변화를관찰하였다. 섬유혼입량, 섬유의직경에따라편차는있었지만대체적으로 PE, PP, PVA 순으로치유효과가있었다. 감사의글 본연구는국토교통부건설기술연구사업의연구비지원 (18SCIP-B ) 에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. Tomoya N., Sukmin K., Daisuke H., Makoto Y., and Hirozo M., Self-Healing Capability of Fiber-Reinforced Cementitious Composites for Recovery of Watertightness and Mechanical Properties, Materials, Vol.7, No 3, pp , 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

113 17) 2 년양생된고로슬래그미분말혼입콘크리트의촉진염화물확산계수예측식 Prediction Equation of Accelerated Chloride Diffusion Coefficient in 2 Year Aged Concrete Containing GGBFS 윤용식 * 임희섭 ** 권성준 *** 황상현 **** 이학수 ***** Yoon, Yong Sik Lim, Hee Seob Kwon, Seung Jun Hwang, Sang Hyeon Lee, Hack Soo ABSTRACT AS the period of use increases, deterioration occurs to concrete structures. The typical deterioration is the chloride attack which causes corrosion of internal rebar. In this study, based on previous research, the time-dependent durability performance of concrete is analyzed considering W/B, substitution ratio of GGBFS, and test results of 2 years of age. Also the equation which predicts accelerated chloride diffusion coefficient is proposed from characteristics of mixture and test results. Although the prediction equation of this study has high coefficient of determination, The additional tests will allow to draw out the prediction equation which shows the clear behavior of time-dependent chloride diffusion. 요약콘크리트구조물은사용기간이증가하게되면열화현상이발생하게되는데대표적인열화현상으로는염해에의한내부철근부식이있다. 본연구에서는기존의연구결과에재령 2 년시험결과를추가하여재령에따라변화하는콘크리트의내구성능을물 - 결합재비, 고로슬래그미분말혼입률을고려하여분석하였다. 또한실험결과와배합특성을활용해촉진염화물확산계수를예측할수있는식을제안하였다. 본연구의촉진염화물확산계수예측식은높은결정계수를갖고있지만, 추가장기재령실험을통해시간의존적으로변화하는염화물확산거동을명확하게나타내는예측식이도출될수있을것으로보인다. 1. 서론 콘크리트는인장력에취약한공학적특징때문에내부에보강재를매립한철근콘크리트또는프리스트레스트콘크리트구조로활발히사용되고있다. 콘크리트구조물이가혹한노출조건에놓이거나, 사용기간이증가하게될경우구조물에열화현상이나타나게되는데대표적인열화현상으로는염해에의한내부철근및긴장재의부식문제가있다. 본연구에서는기존의연구결과 ( 재령 28 일, 49 일, 180 일, 365 일 ) 에재령 2 년의실험결과를추가하여재령및고로슬래그혼입에따라변화하는압축강도거동및염화물확산거동을분석하였으며, 배합특성및압축강도값을바탕으로촉진염화물확산계수를예측하는식을제안하였다. * 정회원, 한남대학교건설시스템공학과박사과정 ** 정회원, 한남대학교건설시스템공학과박사후연구원 *** 정회원, 한남대학교건설시스템공학과교수 ( 교신저자 : jjuni98@hannam.ac.kr) **** 정회원, 한남대학교건설시스템공학과석사과정 ***** 정회원, 한남대학교건설시스템공학과교수 포스터세션 _ 2 년양생된고로슬래그미분말혼입콘크리트의촉진염화물확산계수예측식 97

114 2. 실험계획 2.1 GGBFS 혼입콘크리트배합 본연구에서사용한배합표는 Table 1 과같다. 3 가지수준의물 - 결합재비 (0.37, 0.42, 0.47) 및 GGBFS 혼입룰 (0%, 30%, 50%) 를고려한배합을수행하였다. Table 1. Mixture design for this study OPC GGBFS -30 GGBFS -50 W/B Unit weight (kg/m 3 ) W C GGBFS Sand Gravel S.P W/B : Water to Binder ratio, W : Water, C : Cement, S,P : Super Plasticizer Fig. 1 Diagram and conditions for Tang s method 2.2 실험방법 본연구에서는재령 2 년의콘크리트시편을대상으로촉진염화물확산실험및압축강도평가를실시하였다. 촉진염화물확산실험은 Tang s method 에준하여, 압축강도는 KS F 2405 에준하여수행하였으며촉진염화물확산실험모식도및실험조건을 Fig. 1 에나타내었다. 또한촉진염화물확산계수예측식은물 - 결합재비 (W/B), GGBFS 미분말치환률, 각재령일의압축강도및화산계수결과를바탕으로다중회귀분석을실시하여도출하였다. 본논문에서는선행연구의실험결과및기존의동일배합으로수행된사전연구의실험결과를인용하였다. 동일배합연구 ( 삼성건설기술연구소 2003) 에서는재령 28 일의촉진염화물확산계수결과를, 선행연구 ( 박재성 et al. 2018) 에서는재령 49 일, 180 일, 365 일촉진염화물확산계수및재령 28 일, 49 일, 180 일, 365 일압축강도결과를인용하였다. 3. 실험결과분석 3.1 압축강도평가결과재령일의증가및 GGBFS 혼입률에따라변화하는각배합의압축강도평가결과를 Fig. 2에나타내었다 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

115 Fig. 2 Results of compressive strength considering W/B and GGBFS W/B 가낮을수록높은강도가나타났으며재령일이증가할수록물 - 결합재비에의한압축강도변동폭이줄어들었다. 특히 GGBFS 배합에서는 OPC 배합보다물 - 결합재비에의한변동폭이적었다. 초기재령일에서부터 GGBFS 배합은 OPC 배합대비 99 % ~ 123 % 로동등혹은그이상의강도를나타냈는데, GGBFS 를시멘트대신혼입하게되면발생하는 Dilution effect 가원인으로사료된다. 3.2 촉진염화물확산계수평가결과 Tang method 에준하여촉진염화물확산계수를평가한결과를 Fig. 3에나타내었다. Fig. 3 Results of diffusion coefficient considering W/B and GGBFS 고로슬래그미분말의잠재수경성에기인하여생성된수화물이염화물침투를차단하여 GGBFS 배합에서 OPC 배합대비낮은확산계수가나타난것으로사료된다. 재령 28 일대비 730 일에서의감소율을평가하면 OPC 배합에서는 41 % ~ 66 %, GGBFS-30 배합에서는 28 % ~ 33 %, GGBFS 50 배합에서는 30 % ~ 40 % 의감소율을나타내었다. 3.3 촉진염화물확산계수예측식제안식 (1) 에는본연구에서제안하는촉진염화물확산계수예측식을, Fig. 4에서는다중회귀분석결과를나타내었다. 여기서 는촉진염화물확산계수 (m 2 /sec), 는고로슬래그혼입률 (%), W/B 는물 - 결합재비, 는압축강도 (MPa) 를나타낸다. 포스터세션 _ 2 년양생된고로슬래그미분말혼입콘크리트의촉진염화물확산계수예측식 99

116 Fig. 4 Results of multiple regression X 축과 Y 축모두실험값을축으로하여기울기 1 인선을도시하게되면이선에회귀분석에의한값이가까울수록정확도가높다고판단된다. 다중회귀분석의결정계수가 로높게나타나회귀식이신뢰할수준으로사료된다. 4. 결론 GGBFS 혼입콘크리트를대상으로 W/B 및재령일에증가에따라변화하는염화물확산거동을평가하고실험결과및배합특성을바탕으로촉진염화물확산계수예측식을제안한결론은다음과같다. 1) 재령일이 28 일에서 730 일로증가하면서 GGBFS 콘크리트의촉진염화물확산계수가 28 % ~ 40 % 의감소율을나타내었다. GGBFS 를혼입한콘크리트는 OPC 콘크리트대비뛰어난염화물저항성을나타내게된다. 2) 본연구의촉진염화물확산계수예측식은높은결정계수를나타내었는데, 추가장기재령일에서의실험을통해시간의존적으로변화하는확산거동을더명확히나타내는식이도출될것으로보인다. 감사의글 이논문은 2015 년도정부 ( 미래창조과학부 ) 의재원으로한국연구재단의지원을받아수행된기초연구사업임 (No.2015R1A5A ). 참고문헌 1. 삼성건설기술연구소, 고내구성콘크리트의염소이온확산특성평가, 한양대학교산업과학연구소, 박재성, 윤용식, 권성준, 1 년양생된 GGBFS 를혼입한고성능콘크리트의강도및시간의존성지수간의상관관계분석, 한국콘크리트학회논문집, 제 30 권제 4 호, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

117 18) 압축및인장하중조건을고려한 1 년양생 OPC 콘크리트의탄산화거동 Carbonation Behavior of 1 year-aged OPC Concrete Considering Compressive and Tensile Load 황상현 * 이학수 ** 윤용식 *** 권성준 **** Hwang, Sang Hyeon Lee, Hack Soo Yoon, Yong Sik Kwon, Seung Jun ABSTRACT The movement of deterioration agents in concrete varies with loading conditions and micro-structure developed by concrete age. In this paper, the compressive strength of OPC concrete that was cured 28 days, 91 days, and 365 days was compared, and the velocity coefficient of carbonation was derived in accordance with KS F 2584 for testing for acceleration carbonation. The results of this study indicated that the rate coefficient of carbonation decreased only in 30% of the compressed loading area, and linearly increased in the tensile load area. 요약콘크리트에서열화물질의이동은응력상태및재령에기인한공극구조에따라변화한다. 본연구에서는재령 28 일, 91 일, 그리고 365 일양생된 OPC 콘크리트의압축강도를비교하였고, 압축및인장하중조건을고려하여촉진탄산화실험을 KS F 2584 에의거하여탄산화속도계수를도출하였다. 본연구의실험결과압축재하영역 30% 에서만탄산화속도계수가감소하는경향이나타났으며, 인장재하영역에서는선형적으로증가하는경향이나타나고있음을확인할수있었다. 1. 서론 콘크리트는내화성, 내구성, 재료수급성, 성형성등다양한공학적장점으로인하여현재까지가장많이쓰이는건축및토목재료이다 년대이후도심지에서는산성비및고농도의이산화탄소로인해지하철구조, 교량등의주요사회기반시설들의탄산화가촉진되어중요한사회적문제로대두되고있는실정이다. 본연구에서는 OPC(Ordinary Portland Cement) 배합의콘크리트를대상으로재령 28 일, 91 일, 365 일을고려하여압축및인장하중하에서촉진탄산화시험을수행하였다. 하중재하를위해특수제작된프레임을이용하였으며하중조건및재령의증가가탄산화속도계수에미치는영향을평가하였다. 2. 실험계획 2.1 콘크리트배합및시편제작본연구에사용된콘크리트배합은물 시멘트비 (W/C: Water to Cement ratio) 60 %, 설계기준강도 24 MPa, 슬럼프 180 mm, 공기량 4.5 % 로설계되었다. 압축응력을인가하기위해 100x100x400 mm 빔몰드를, * 정회원, 한남대학교건설시스템공학과대학원 ** 정회원, 한남대학교건설시스템공학과교수 *** 정회원, 한남대학교건설시스템공학과대학원 **** 정회원, 한남대학교건설시스템공학과교수 ( 교신저자 : jjuni98@hannam.ac.kr) 포스터세션 _ 압축및인장하중조건을고려한 1 년양생 OPC 콘크리트의탄산화거동 101

118 인장응력을인가하기위해 100x200 mm 실린더몰드를사용하여시편을제작하였다. 시편을탈형한후 KS F 2584 에준하여두께 40 mm 로절단하였으며, 이후재령 1 년까지수중양생을실시하였다. Table 1 에서는사용된배합표를나타내고있다. Table 1. Mix proportions for OPC Slump (mm) S/a (mm) Air (%) W/C (%) Unit weight(kg/m 3 ) W C S G 탄산화속도계수평가방법 하중재하영역에서의콘크리트탄산화거동평가실험을위해하중을재하할수있는별도의강재프레임을제작하였고 UTM(Universal Testing Machine) 을이용하여하중을인가하였다. 하중을고정시킬때, 콘크리트및프레임의탄성으로인해발생할수있는하중의손실을방지하고자기준이되는시편에변형률게이지를부착하여하중 - 변형률그래프를작성하여각하중에해당하는변형률을기준으로 ±5 % 범위안으로하중을재하하였다. 변형률이변화하지않는것을확인한후재령각목표재령일 (28 일, 91 일, 365 일 ) 에대하여촉진탄산화실험 (KS F 2584) 을실시하였다. 시편의균등한탄산화침투조건을위해상대습도 (60±5)%, 온도 (20±2) 의항온 항습실에재령 8 주까지존치하였으며, 촉진탄산화시험장비를통해조건에맞추어촉진탄산화평가를 4 주및 8 주에평가하였다. 탄산화깊이를이용하여탄산화속도계수를식 (1) 를통해회귀분석을하여도출하였다. Fig. 1 은하중 - 변형률그래프를나타내었고 Table 2 에서는콘크리트의촉진탄산화실험조건을나타내었다. (1) 여기서, D 는탄산화깊이 (mm), A 는탄산화속도계수 (mm/week 0.5 ), t 는노출시간 (week) 를나타낸다. Table 2. Accelerated carbonation test conditions Temperature Relative Humidity CO 2 (20 ± 2) (60 ± 5) % (5 ± 0.2) % 3. 실험결과 재령 28 일, 91 일, 365 일에대하여압축강도를 KS F 2405 에준하여평가한결과를 Fig. 2 에나타냈으며, Fig. 3 과 Table 3 에서는재령에따른탄산화속도계수의결과와재하영역에따라탄산화속도계수의증가율과감소율을하중을재하하지않았을경우를기준으로나타내었다 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

119 Fig. 1 Load-Strain curve graphs Fig. 2 Compressive strength Table 3. Rate of change in carbonation velocity coefficient Case Tensile 60% 28days 7.29 (108.81%) Carbonation velocity coefficient (mm/week 0.5 ) Tensile 30% 6.96 (103.88%) 91days 4.12 (122.99%) 3.94 (117.61%) 365days 3.83 (127.67%) 3.29 (109.67%) Compressive 0% 6.70 (100.00%) 3.35 (100.00%) 3.00 (100.00%) Compressive 30% 6.16 (91.94%) 3.17 (94.63%) 2.82 (94.00%) Compressive 60% 7.01 (104.63%) 3.84 (114.63%) 3.15 (105.00%) Fig. 3 Carbonation velocity coefficient considering age 4. 결론 본연구에서는 OPC 콘크리트를대상으로재령 28 일, 91 일, 365 일에압축 인장파괴하중의 30 %, 60 % 의하중조건을고려하여촉진탄산화실험을실시하였으며, 재령및하중효과가탄산화거동에미치는영향을정량적으로분석하였다. 본연구를통하여도출된결론은다음과같다. 1) 하중을재하하지않은경우의탄산화속도계수의경우, 재령 365 일에서탄산화속도계수는 3.00 포스터세션 _ 압축및인장하중조건을고려한 1 년양생 OPC 콘크리트의탄산화거동 103

120 mm/week 0.5 로평가되었다. 동일조건에서의재령 28 일을기준으로재령 91 일에는 %, 재령 365 일에는 % 감소율이평가되었다. 이는장기재령에따라지속적인수화반응으로인해공극률의감소에따른이산화탄소의확산성저하와탄산화저항수화물 (Carbonatable Material) 의지속적인반응이원인이라고사료된다. 2) 압축재하영역 30 % 에서는재령 28 일, 91 일, 365 일모두하중재하에따른미세공극압밀의영향으로탄산화속도계수가 8.06 % ~ % 감소하는경향을나타냈다. 또한압축재하영역 60 % 에서의탄산화속도계수는재령 28 일을기준으로재령 91 일에서는 %, 재령 365 일에서 % 감소율이나타났다. 이또한장기재령으로인하여지속적인수화반응으로공극이감소되기때문이다. 인장재하영역 30 % 에서는압축재하영역 30 % 와는다르게탄산화속도계수가지속적으로증가하는경향을나타났는데, 이는콘크리트가인장에취약하므로적은하중에도증가하는미세균열이주된원인으로판단된다. 압축재하영역에서는탄산화속도계수가 30 % 수준에서는동등이하의값을, 이후 60 % 수준에서는모두증가하는경향을나타내었다. 인장재하영역에서는재령 28 일, 91 일, 365 일하중조건에상관없이탄산화속도계수가선형적으로증가하는경향을나타났다. 감사의글 본연구는정부의재원으로한국연구재단기본연구지원사업 ( 후속연구지원 ) 지원을받아수행되었음. (NRF-2016R1D1A1A ) 참고문헌 1. Banthia N, Biparva A, Mindess S, Permeability of concrete under stress, Cement and Concrete Research, Vol.35, No 9, pp1651~1655, 김종호, 오광진, 박승범, 콘크리트구조물의탄산화속도에관한연구, 한국구조물진단유지관리공학회논문집, 제 12 권제 2 호, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

121 19) 고로슬래그미분말혼입콘크리트의염소이온통과전하량예측식 Prediction Equation of Chloride Ion Passed Charge in Concrete Containing GGBFS 윤용식 * 임희섭 ** 권성준 *** 조성준 **** 이학수 ***** Yoon, Yong Sik Lim, Hee Seob Kwon, Seung Jun Cho, Sung Jun Lee, Hack Soo ABSTRACT Substituting OPC with GGBFS causes long-term durability performance improvement due to latent hydraulic activity. In this study, based on previous research, the time-dependent behaviors of passed charge are analyzed in 2 years of age, considering W/B and substitution ratio of GGBFS. Also the equation which predicts passed charge is proposed based on characteristics of mixture and test results. Although the prediction equation of this study has high coefficient of determination, The additional tests will allow to get the prediction equation which shows the clear behavior of passed charge. 요약콘크리트에고로슬래그미분말을혼입하게되면잠재수경성에의해생성된추가적인수화물때문에장기내구성능이향상된다. 본연구에서는사전연구결과에재령 2 년시험결과를추가하여시간의존적으로변화하는콘크리트의염화물확산거동을물 - 결합재비및고로슬래그미분말치환률을고려하여평가하였다. 또한시험결과와배합특성을바탕으로통과전하량을예측할수있는식을제안하였다. 본연구의통과전하량예측식은높은결정계수를갖고있으나, 추가장기재령실험을통해시간의존적으로변화하는통과전하량거동을더욱명확하게나타내는예측식이도출될것으로판단된다. 1. 서론 고로슬래그미분말을콘크리트에혼입하게되면잠재수경성에의한추가적인수화물의생성으로인해콘크리트의장기내구성능이향상된다고알려져있다. 본연구에서는기존의연구결과 ( 재령 28 일, 49 일, 180 일, 365 일 ) 에재령 2 년의실험결과를추가로고려하여재령및고로슬래그혼입에따라변화하는통과전하량거동및압축강도거동을분석하였으며, 배합특성및압축강도, 통과전하량결과를바탕으로통과전하량을예측하는식을제안하였다. 2. 실험계획 2.1 콘크리트배합본연구의배합표를 Table 1에나타내었다. 3가지수준의물- 결합재비 (0.37, 0.42, 0.47) 및 GGBFS 혼입룰 (0%, 30%, 50%) 를고려한배합을수행하였다. * 정회원, 한남대학교건설시스템공학과박사과정 ** 정회원, 한남대학교건설시스템공학과박사후연구원 *** 정회원, 한남대학교건설시스템공학과교수 ( 교신저자 : jjuni98@hannam.ac.kr) **** 정회원, 한남대학교건설시스템공학과석사과정 ***** 정회원, 한남대학교건설시스템공학과교수 포스터세션 _ 고로슬래그미분말혼입콘크리트의염소이온통과전하량예측식 105

122 Table 1. Mixture design for this study OPC GGBFS -30 GGBFS -50 W/B Unit weight (kg/m 3 ) W C GGBFS Sand Gravel S.P W/B : Water to Binder ratio, W : Water, C : Cement, S,P : Super Plasticizer Fig. 1 Diagram and conditions for ASTM C 실험방법본연구에서는재령 2년의콘크리트시편을대상으로통과전하량및압축강도를평가하였다. 통과전하량은 ASTM C 1202 에, 압축강도는 KS F 2405 에준하여평가하였으며, ASTM C 1202 실험모식도및실험조건을 Fig. 1에나타내었다. 또한통과전하량예측식은물- 결합재비 (W/B), GGBFS 미분말치환률, 각재령일의압축강도, 통과전하량결과를바탕으로다중회귀분석을통해도출하였다. 본논문에서는선행연구의실험결과및기존의동일배합으로수행된사전연구의실험결과를인용하였다. 동일배합연구 ( 삼성건설기술연구소 2003) 에서는재령 28 일의통과전하량을, 선행연구 ( 박재성 et al. 2018) 에서는재령 49 일, 180 일, 365 일통과전하량및재령 28일, 49 일, 180 일, 365 일압축강도를인용하였다. 3. 실험결과분석 3.1 압축강도평가결과 각배합의압축강도평가결과를 Fig. 2 에나타내었다. Fig. 2 Results of compressive strength considering W/B and GGBFS 재령일이증가할수록, W/B 가낮을수록높은강도가나타났다. 초기재령일에서부터 GGBFS 배합은 OPC 배합과동등한강도를나타냈는데, GGBFS 를시멘트대신혼입하게되면발생하는 Dilution effect 가원인으로사료된다. 재령일이 28 일에서 730 일로증가함에따라 OPC 배합은 143 % ~ 167 %, GGBFS-30 배합은 137 % ~ 152 %, GGBFS-50 배합은 134 % ~ 147 % 의강도증가율을나타냈다 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

123 3.2 통과전하량평가결과 ASTM C 1202 의평가기준에의해각배합의통과전하량을평가한결과를 Fig. 3 에나타내었다. Fig. 3 Results of passed charge considering W/B and GGBFS 이실험방법은정성적으로콘크리트의염화물이온침투저항성을평가할수있는방법이다. 모든배합에서물 - 결합재비가낮을수록, 고로슬래그미분말혼입률이높을수록낮은통과전하량이나타났다. 고로슬래그미분말의잠재수경성에기인하여생성된수화물이염화물의확산을제어하는것으로판단된다. 재령 49 일에서부터 GGBFS 콘크리트는 Moderate 이하의등급에포함되는데 GGBFS 콘크리트가적절한양생기간만확보된다면 OPC 콘크리트대비뛰어난염해저항성을나타낼수있는것으로판단된다. 3.3 통과전하량예측식제안식 (1) 에는본연구에서제안하는통과전하량예측식을, Fig. 4에서는다중회귀분석결과를나타내었다. (1) 여기서 는통과전하량 (Coulomb), 는고로슬래그혼입률 (%), W/B 는물 - 결합재비, 는압축강도 (MPa) 를나타낸다. Fig. 4 Results of multiple regression X 축과 Y 축모두실험값인통과전하량값을축으로하여기울기 1 인선을도시하게되면이선에회귀분석에의한값이가까울수록정확도가높다고판단된다. 또한다중회귀분석식의결정계수가 로높게나타나회귀식이높은정도를갖는것으로보인다. 포스터세션 _ 고로슬래그미분말혼입콘크리트의염소이온통과전하량예측식 107

124 4. 결론 GGBFS 혼입콘크리트를대상으로 W/B 및재령일에증가에따라변화하는통과전하량을평가하고실험결과및배합특성을바탕으로통과전하량예측식을도출하였다. 본연구의결론은다음과같다. 1) GGBFS 콘크리트는 ASTM C 1202 의기준에따라재령 49 일부터 Moderate 이하의등급에속하게된다. GGBFS 를혼입한콘크리트가적절한양생기간을확보한다면뛰어난내구성능을기대할수잇는것으로사료된다. 2) 본연구의통과전하량예측식은높은결정계수를나타내었는데, 추가장기재령실험을통해시간의존적으로변화하는통과전하량거동을더명확히나타내는식이도출될것으로보인다. 감사의글 이논문은 2015 년도정부 ( 미래창조과학부 ) 의재원으로한국연구재단의지원을받아수행된기초연구사업임 (No.2015R1A5A ). 참고문헌 1. 삼성건설기술연구소, 고내구성콘크리트의염소이온확산특성평가, 한양대학교산업과학연구소, 박재성, 윤용식, 권성준, 1 년양생된 GGBFS 를혼입한고성능콘크리트의강도및시간의존성지수간의상관관계분석, 한국콘크리트학회논문집, 제 30 권제 4 호, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

125 20) 콜드조인트를고려한 GGBFS 40% 치환콘크리트의탄산화거동 Carbonation Behavior of Concrete of 40 % GGBFS Substitution Ratio Considering Cold Joint 조성준 * 김태훈 ** 윤용식 *** 권성준 **** Cho, Sung-Jun Kim, Tae-Hoon Yoon, Yong-Sik Kwon, Seung-Jun ABSTRACT In the work, the carbonation behavior and strength characteristics in cold-joint concrete are evaluated for OPC and GGBFS concrete. The compressive strength in GGBFS concrete is level of 86 % of OPC concrete at the 91 days of curing period, but is level of 107 % at 365 curing days due to hydration reaction. Carbonation velocities in both OPC and GGBFS concrete significantly decease after 91 curing days. The effect of cold joint on carbonation is evaluated to be small in GGBFS concrete. 요약본연구에서는 OPC 콘크리트와 GGBFS 콘크리트를건전부와콜드조인트부로나누어탄산화거동및강도특성을평가하였다. GGBFS 콘크리트의압축강도는 91 일의강도에서 OPC 대비 86 % 수준밖에발현되지않지만지속적인수화반응과잠재수경성으로인해재령 365 일재령에서는 107 % 로높게평가되었다. 콜드조인트효과로는 OPC 콘크리트에서크게평가되지만 GGBFS 콘크리트에서는비슷한수준으로평가되었다. 1. 서론 최근들어산성비와높은이산화탄소노출로인해철근부식에관한콘크리트탄산화문제주목받고있다. 콘크리트탄산화란약산에장기적으로노출된콘크리트의내부 ph 가저감하는현상이다. 콘크리트내부의수산화칼슘 (Ca(OH) 2 과침투되는산성물질이서서히반응하여탄산칼슘 (CaCO 3 ) 이생성되어알칼리성을잃게된다. 이로인해내부에팽창압이발생하여균열을가져오고균열을통해외부공기와수분이침투해열화현상을진행시킨다. 본연구에서는대표적인혼화재인고로슬래그미분말을사용한콘크리트와일반 OPC 콘크리트를대상으로탄산화저항성능을분석하였다. 또한콘크리트의콜드조인트부를고려하여분석할계획이다. 2. 실험계획 2.1 실험개요본연구에서는 OPC 콘크리트와 GGBFS 콘크리트의탄산화거동을콜드조인트를고려하여평가하였다. KS F 2584 에의거하여실험을진행하였으며 1방향이산화탄소침투를유도하기위해침투방향을제외한나머지면을에폭시로도포하였다. * 한남대학교건설시스템공학과석사과정 ** 한남대학교건설시스템공학과학사과정 *** 한남대학교건설시스템공학과박사과정 **** 한남대학교건설시스템공학과부교수 ( 교신저자 : jjuni98@hannam.ac.kr) 포스터세션 _ 콜드조인트를고려한 GGBFS 40% 치환콘크리트의탄산화거동 109

126 2.2 사용계획 배합및사용재료실험에사용된배합은물 - 결합재비 60%, Slump 180 mm 를갖도록설계되었으며 GGBFS 콘크리트는시멘트중량비로 40 % 치환하여배합하였다. Table 1 은본연구에서사용된배합사항을나타내었다 Table 1. Mixing design of OPC and GGBFS concrete Case G max (mm) Slump (mm) S/a (%) Air (%) W/B Unit weight: kg/m 3 W C Slag S G OPC GGBFS 콜드조인트를고려한시편제작시공중발생하는시공이음부를유도하기위한콜드조인트부콘크리트는 mm 의원주형공시체의반을타설한뒤 24 시간기건양생한후나머지반을타설하여제작하였다. 그후다이아몬드커팅기로 mm 의디스크시편을제작하였다 탄산화실험 (KS F 2584) 배합별제작된건전부와콜드조인트부콘크리트디스크시편을이산화탄소농도 5.0 % 로설정하여촉진탄산화시험기에시편을존치하였다. 노출기간은 4 주, 8 주로설정하였다. Fig.1(a) 는변색이완료되어육안으로확인할수있는시편의모습을 Fig.1(b) 는 Engauge 프로그램을활용하여침투깊이를측정하는사진을나타내었다. (a) Disk of carbonation concrete (b) Evaluation of carbonation depth from Engauge program Fig. 1 Photo of the carbonation test of concrete 3. 실험결과분석 3.1 재령별압축강도평가압축강도측정시험은 KS F 2405 에준하여평가하였으며, 재령이증가할수록높은강도가나타난다. 초기재령인 28일에서 OPC 콘크리트는 GGBFS 콘크리트대비 1.5 배큰압축강도를발현되었고, 91일에서의강도평가에서는 1.16 배높게측정되었다. 또한재령 365 일에서는 GGBFS 콘크리트가 OPC 콘크리트대비 1.08 배크게평가되었는데이는 GGBFS 콘크리트의잠재수경성반응에따른공극구조개선과수화물증가가주된원인으로보인다. Fig.2에서는압축강도평가결과를그래프로나타내었다 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

127 Fig. 2 Results of compressive strength 3.2 배합별콘크리트의건전부및콜드조인트부탄산화속도계수비교평가 본연구에서는촉진탄산화실험을마친후탄산화깊이를측정하였고침투깊이값과탄산화노출시간을활용하여회귀분석을통해탄산화속도계수를도출하였다. Fig.3 에서는배합별로탄산화속도계수를건전부와콜드조인트부로나누어비교분석한결과를그래프로나타내었다. (a) OPC concrete (b) GGBFS concrete Fig. 3 Comparative analysis of Carbonation velocity coefficient 4. 결론 본연구에서는 OPC, GGBFS 콘크리트의탄산화깊이를콜드조인트를고려하여평가하였다. 본연구의결론은다음과같다. 1. 재령이증가함에따라 OPC, GGBFS 콘크리트두가지경우모두탄산화속도계수는크게감소하였다. OPC 콘크리트의건전부에서는재령 28 일기준재령 91 일과 365 일에서는 50 %~55 % 의감소율을보이며, 콜드조인트부에서는 38 %~45 % 의감소율을보인다. GGBFS 콘크리트의경우재령 28 일기준재령 91 일과 365 일에서는건전부에서는 46 %~50 % 정도의감소율을보이며, 콜드조인트부에서는 45 %~48 % 의수준으로감소하였다. 2. 콜드조인트효과는 OPC 콘크리트에서크게평가되지만 GGBFS 콘크리트에서는비슷한수준으로평가되었다. 콜드조인트부에서 OPC 의경우 28 일에서는 1.06 배, 재령 91 일과 365 일은 1.33 배높게평가되었고, GGBFS 의경우재령 28 일에서는 1.08 배, 재령 91 일, 365 일평가결과 1.04 배, 1.03 배높게평가되었다. 3. 재령 28 일양생조건에서탄산화속도계수는건전부대비콜드조인트를가진 OPC 콘크리트에서 6 % 의수준으로높게평가되었으며, 91 일이후 35 % 까지높게평가되었다. GGBFS 콘크리트의경우양생기간에관계없이 8 %~9 % 의수준으로높게평가되었다. 포스터세션 _ 콜드조인트를고려한 GGBFS 40% 치환콘크리트의탄산화거동 111

128 감사의글 본연구는정부의재원으로한국연구재단기본연구지원사업 ( 후속연구지원 NRF-2016R1D1A1A ) 지원을받아수행되었으며, 저자는이에감사드립니다. 참고문헌 1. 이성칠, Maria Q. Feng, 권성준, 탄산화에노출된콘크리트구조물의배합설계에대한연구 - 유전자알고리즘적용성평가, 콘크리트학회논문집제 22 권제 3 호, pp-335~343, Papadakis V.G, Vagenas C.G, Fardis M.N, Physical and chemical characteristics affecting the durability of concrete, ACI Materials Journal, Vol.88, No 2, pp186~196, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

129 21) 원전폐콘크리트를재활용한고화체기술개발 Development of Solidifying Technology for Recycling Waste Concrete of Nuclear Power Plant 문영범 * 김재영 * 김형철 * 최현국 ** Mun, Young Bum Kim, Jae Young Kim, Hyeong Cheol Choi, Hyun Kook ABSTRACT The study of the development of the solidified waste form through the paste raw material from the nuclear plant in the Waste concrete, the temperature conditions for hydration recovery, To satisfy the acceptance strength of the solidifying, it is deemed that at least 40 % of the recycled paste is needed, and if the paste content is low, performance improvement materials that compensate for the strength of cement are needed. 요약원전폐콘크리트중수화성회복을통한고화체기술개발연구에서, 고화체의인수기준강도를만족하기위해서는재활용페이스트함유량이 40% 이상이어야하며만약페이스트함유량이적다면시멘트등의강도를보완하는성능개선제가필요한것으로판단된다. 1. 서론 원전설비를해체하는과정에서발생하는폐기물로는폐콘크리트가가장큰비중을차지하며, 폐콘크리트중페이스트부분은재소성하여수화성회복을통한고화체기술개발에이용할수있다. 본연구에서는재소성한방사화페이스트의사용비율을변화시켜고화체를제작한후기본물성을분석하여안정적인고화체기술개발에필요한기초자료를확보하고자하였다. 2. 실험계획 2.1 실험개요본연구에서고화체의안정성을확보하기위해서는강도를발현하는페이스트의함유량이절대적으로중요하고폐콘크리트에서페이스트만을선별하기는어렵기때문에폐콘크리트중페이스트와모래의함유량에따라재활용되는고화체의물리적특성에대해검토하고자하였다. 2.2 사용재료본연구에서페이스트와모래의함유량별고화체시험을위하여시편을제조한절차는다음 Table 1와같으며이를페이스트와모래의일정한비율로혼합 XRF 분석결과는 Table 2와같다. * 정회원, 성신양회 ( 주 ) 기술연구소선임연구원 ( 교신저자 : heromyb@sscem.com) ** 정회원, 성신양회 ( 주 ) 기술연구소연구소장 포스터세션 _ 원전폐콘크리트를재활용한고화체기술개발 113

130 Table 1. Process of Specimen 항목 모사원료 가열 ( ) 분쇄 미분쇄 혼합 (Paste+ Sand) 소성 ( ) 냉각 조건 W/C 40% (Cube 2 cm ) 100 mmμm 10~90 ( 각 10%) 600 상온 장치 항온항습기 (28 일 ) 건조기 (1 시간 ) 조크러셔 볼밀 헨셀믹서 전기로 (1.5 시간 ) 1.5 시간 Table 2. Chemical compositions of Specimen Mixture ratio(%) Chemical Composition(%) Paste Sand CaO SiO 2 Al 2O 실험결과분석및고찰 열분해메커니즘에근거한재활용소성페이스트원료와소성하지않은시멘트를적용한고화체를제작하였다. 재활용소성의결과는 Table 3 에소성하지않고시멘트를적용한결과는 Table 4 에나타내었다. 실험은시멘트무게기준인 KS L ISO 679 의방법에준하여실험한결과로유동성실험을위하여 Slump 150 mm를기준으로소요한 W/B 를 % 로나타내었다. 페이스트의함유량이높을수록동일 Slump 에소요되는물량이증가됨을알수있다. 이와동일하게페이스트의함유량이높을수록강도가높아지는결과를얻었다. 고화체의압축강도인수기준은 3.45MPa 이상이며, 재활용소성한 Table 3 번의실험결과 7,8 번배합은기준을만족하지못하였고시멘트를적용한비소성 Table 4 번의실험결과 7,8 번배합은모두만족한것으로나타났다 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

131 Table 3. Result of recycling paste Mixture ratio(%) W/B 28day NO Paste Sand (%) Mpa Table 4. Result of Non-recycling paste Mixture ratio(%) W/B 28day NO Cement Paste Sand (%) Mpa 결론 재활용고화체는페이스트함유량이최소 40% 이상은포함되어야사용가능하며만약페이스트의함유량이낮아인수기준인강도기준을만족하지못하다면시멘트와같은강도를향상시킬물질이필요한것으로판단된다. 감사의글 이논문은 2016 년도산업통산자원부의제원으로한국에너지기술평가원 (KETEP) 의에너지기술개발사업의지원을받아수행한연구과제입니다. 이에감사드립니다. (No ) 참고문헌 1. 안재철, 이진호, 강병희, 폐콘크리트계미분말의소성조건에따른재생시멘트의물성, 대한건축학회논문집 ( 구조계 ) 제 19 권제 11 호, 포스터세션 _ 원전폐콘크리트를재활용한고화체기술개발 115

132 22) 유리섬유로감싼이형철근의부착특성 Bond Characteristics of Deformed Reinforcement Wrapped with Glass Fiber 정규산 * 박기태 ** Jung, Kyu San Park, Ki Tae ABSTRACT In this study, an experimental study was carried out to evaluate the adhesion characteristics of the deformed reinforcing bars wrapped with glass fiber. The type, diameter, and bond length of the reinforcing bars were considered as test variables. The test results showed that the adhesive properties of the deformed reinforcing bars wrapped with glass fiber were about 86~126%. And the maximum flexural adhesion coefficient of the deformed reinforcing bars wrapped with glass fiber was 요약본연구에서는유리섬유로감싼이형철근의부착특성을평가하기위한실험적연구를수행하였다. 시험변수로보강근의종류, 직경, 부착길이를고려하였다. 시험결과를통해유리섬유로감싼이형철근의부착특성은이형철근대비약 86~126% 의부착특성을나타냈다. 그리고유리섬유로감싼이형철근의최대휨부착계수를 1.16 으로제시하였다. 1. 서론 이형철근의부식문제를해결하기위하여이형철근을유리섬유로감싼보강재를개발하였다. 유리섬유로감싸게되면표면이매끄러워져콘크리트와의부착력을기대하기힘들다. 콘크리트와의부착성능을개선하기위하여유리섬유표면에규사코팅을수행하였으며부착성능을평가하기위하여휨부착시험을수행하였다. 이형철근과유리섬유로감싼보강재에대한휨부착시험을통해각시험체의부착특성을비교 분석하였다. 2. 시험계획 2.1 시험변수 본연구에서는보강근의종류와직경, 그리고부착길이를주요변수로설정하였다. 보강근의종류는이형철근과유리섬유로감싼보강재이고직경은 D16, D19, D22 를고려하였다. 또한 RILEM 과 ACI 440 에의해계산된부착길이를적용하였다. 2.2 시험방법본연구에서는휨부착시험방법으로 1982 년에제정된 RILEM 의휨부착시험기준을준용하였다. Figure 1 에나타낸것과같이, 보강근의직경이 10~12mm 인경우, Type A 시험체, 보강근의직경이 16~32mm 인경우에는 Type B 시험체를제작하여시험하였다. * 정회원, 한국건설기술연구원노후인프라연구센터박사후연구원 ( 교신저자 : jungkyusan@kict.re.kr) ** 정회원, 한국건설기술연구원노후인프라연구센터선임연구위원 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

133 (a) Type A Fig. 1. Details of Specimens (b) Type B 3. 시험결과분석및고찰 변수별휨부착성능을비교 분석한결과, RILEM 시험기준부착길이적용시유리섬유로감싼보강재는이형철근대비약 86~125% 의휨부착성능을갖고있는것으로확인되었고 ACI 설계기준부착길이적용시유리섬유로감싼보강재는이형철근대비약 98~126% 의휨부착성능을나타내는것으로확인하였다. 4. 결론 보강근의종류와직경, 부착길이에따라휨부착시험을수행한결과, 유리섬유로감싼보강재의최대휨부착계수는약 1.16 으로산출되었다. 감사의글 본연구는한국건설기술연구원의주요사업인 노후인프라시설물유지관리를위한중장기데이터기반표준플랫폼구축및서비스기술개발 과제를통해수행되었으며이에감사드립니다. 참고문헌 1. ACI Committee 440, Guide for the Design and Construction of Concrete Reinforced with FRP Bars (ACI 440.1R-15), American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, USA, Laoubi K., El-Salakawy, E., and Benmokrane, B., Creep and Durability of Sand-Coated Glass FRP Bars in Concrete Elements under Freeze/Thaw Cycling and Sustained Loads, Cement and Concrete Composites, 28, pp , 포스터세션 _ 유리섬유로감싼이형철근의부착특성 117

134 23) 첨가제혼입에따른발전소부산물활용결합재의압축강도특성 The Evaluation of Compressive Strength Properties on CFBC ash According to Replacement Rates of Additives 임귀환 * 박수현 * 김호규 ** 강용학 *** Lim, Gwi Hwan Park, Su Hyeon Kim, Ho Kyu Kang, Yong Hak ABSTRACT This study evaluated the compressive strength properties on CFBC-ash according to replacement rates of mineral admixture. As a result, high compressive strength values were confirmed when cement was added. Also, it is confirmed that CFBC-ash can be used as an non-sintered binder. 요약본연구는시멘트및광물질혼화재의혼입률에따른순환유동층보일러애시의압축강도특성을평가하였다. 그결과, 시멘트를혼입하였을때높은압축강도측정값을확인하였으며, 비소성결합재로써충분히사용가능함을확인하였다. 1. 서론 최근유연탄보다아래단계인아역청탄의활용이증가함에따라순환유동층방식의보일러가다수건설되고있으며, 이에따라산업폐기물인순환유동층보일러애시 ( 이하 CFBC ash) 를활용한연구가다수진행되고있다. 본연구에서는시멘트및광물질혼화재인플라이애시 ( 이하 FA), 고로슬래그 ( 이하 GGBS), 실리카흄 ( 이하 SF) 의혼입율에따른 CFBC ash 페이스트의압축강도특성을확인하고, 활용가능성을검토하고자한다. 2. 실험계획 2.1 실험개요본연구는 Table 1. 과같이시멘트및광물질혼화재의 5 15% 혼입율에따른 CFBC ash 의압축강도특성을검토하였으며, 페이스트혼합방법은 KS L 5109, 압축강도시험은 KS L ISO 679 에준하여실시하였다. Table 1. Mix proportion of CFBC Ash Type Admixture W/B(%) A, AC, ASF, AFA, AGG C, SF, FA, GGBS Superplasticizer (binder wt%) Replacement Ratio(%) Compressive Strength(Days) , 5, 10, 15 7, 14, 28 *A-CFBC ash, C-Cement * 정회원, 한국건설생활환경시험연구원, 건설기술연구센터, 연구원 ** 정회원, 한국건설생활환경시험연구원, 건설기술연구센터, 선임연구원 *** 정회원, 한국건설생활환경시험연구원, 건설기술연구센터, 선임연구원 ( 교신저자 : yhkang@kcl.re.kr) 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

135 2.2 사용재료 본연구에서는혼입재료 ( 시멘트, FA. GGBS, SF) 와화학혼화제로고성능감수제를사용하였으며, CFBC ash 를 10 μm이하로입도조정하여시험을실시하였다. CFBC ash 의화학적특성은 Table 2. 와같다. Table 2. Chemical properties of CFBC Ash SiO 2 Na 2O MgO K 2O CaO free-ca O Fe 2O 3 Al 2O 3 SO 3 LOI 밀도 (g/ cm3 ) 압축강도결과 3. 실험결과분석및고찰 시멘트및광물질혼화재혼입률에따른 CFBC ash 페이스트의압축강도특성을 Fig 1. 에나타내었다. 압축강도시험결과시멘트를 15% 혼입하였을때가장높은압축강도값을나타내었으며, CFBC ash 를 100% 사용하였을때가장낮은압축강도값을나타내었다. 혼입재료혼입시시멘트, GGBS, SF, FA 순서로높은압축강도값을확인하였다. 또한 FA 의경우 10% 혼입하였을때가장높은압축강도값을나타내었으며, 시멘트와 FA 를제외한나머지혼입재료의경우혼입률이압축강도에미치는영향은미미한것으로판단된다. Fig 1. Compressive strength of CFBC ash 4. 결론 본연구는시멘트및광물질혼화재의혼입률에따른순환유동층보일러애시결합재의압축강도특성을평가를실시하였다. 그결과, 시멘트를혼입하였을때가장높은압축강도값을확인할수있었다. 또한시멘트및광물질혼화재를혼입하여사용하였을때압축강도값의증진이확인되었으며, 순환유동층보일러애시를비소성결합재로서의활용가능성을확인하였다. 감사의글 이연구는국토교통부국토교통기술촉진연구사업의연구비지원 (18CTAP-B ) 에의해수행되었으며이에감사드립니다. 참고문헌 1. 강용학, 순환유동층보일러애시를활용한비소성결합재기초특성, 한국건축시공학회제 17 권제 2 호, pp , 2017 포스터세션 _ 첨가제혼입에따른발전소부산물활용결합재의압축강도특성 119

136 24) 마이크로실리카분말종류에따른 AAM 의강도특성 Strength Properties of AAM by Micro-Silica Powder type 류금성 * 안기홍 ** 고경택 *** 김형열 **** Ryu, Gum Sung An, Ki Hong Koh, Kyoung Taek Kim, Hyeong Yeol ABSTRACT This study examines characteristics of mechanical properties of alkali-activated mortar depending on the type of micro-silica. The results, it is improved construction performance and compressive strength by 12% to 43% 요약이연구에서는마이크로실리카종류에따른알칼리활성모르타르의강도특성에대해검토하였다. 그결과, MS2 12% 를결합재대체재사용하면시공성능향상및압축강도가 12~43% 향상되었다. 1. 서론 건설산업에서도친환경을지향하는미래산업환경의변화를고려하여이산화탄소의배출을줄이기위한노력과시멘트를대체할수있는새로운재료의개발에많은관심을기울이고있다. 최근전세계적으로친환경적인콘크리트에대한다양한연구가수행되고있으며, 그중에서도콘크리트에사용되는시멘트를대체하는연구가활발히진행되고있다. 특히최근국내외에서플라이애시와고로슬래그미분말과같은산업부산물을이용한친환경알칼리활성모르타르의연구가활발히진행되고있다. 이러한알칼리활성모르타르는일반 OPC 모르타르와매우유사한역학적특성을나타내고있어앞으로의시멘트대체제로기대되며환경문제의사회적이슈화에결부되어알칼리활성모르타르에관한연구가다시주목을받고있다. 따라서이연구에서는일반 OPC 를대체가능한알칼리활성모르타르강도를향상시키기위한목적으로마이크로실리카 (Micro-Silica, MS) 의사용에따른강도특성에대해평가하였다. 2. 사용재료, 변수및배합 이연구에사용된결합재는국내 H 사에서생산되는고로슬래그미분말과국내보령화력발전소에서생산되는플라이애시를결합재로사용하였다. 결합재는플라이애시와고로슬래그미분말을 1:1 비율로사용하였고, 알칼리활성화제 (alkali-activator; Act.) 는 Na 2 O/SiO 2 비가약 1 인분말타입을사용하여단위수량에대한 20% 를혼합하여알칼리활성모르타르를배합하였다. 잔골재는 7 호규사 (SiO 2 =95%, 밀도 =2.62 g/ cm3 ) 를사용하였다. 표 1 은이연구에사용된배합표이다. 10 리터믹서를이용하여플라이애시, 고로슬래그, 마이크로실리카 (6%, 12%), 분말형활성화및잔골재를넣어 30~40rpm 속도로약 2 분가건비빔을실시한후배합수를넣고 3 분간믹싱하여제조하였다. 제조된모르타르는상온양생을실시한후재령 7 일및 28 일압축강도를측정하였다. * 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부수석연구원, ryu0505@kict.re.kr ** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부전임연구원 *** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부연구위원 **** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부선임연구위원 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

137 Table 1. Physical-chemical properties of Micro-Silica SiO 2 (%) NaO (%) MgO (%) Chemical Properties K 2O (%) CaO (%) Fe 2O 3 (%) Al 2O 3 (%) TiO 2 (%) L.O.I (%) Fineness ( m2 /g) Moisture Absorption/Desorption (cm³/g) Absorption Desorption MS MS 실험결과및고찰 그림 1 과그림 2 는마이크로실리카 (MS) 종류에따른알칼리활성모르타르의시공성과재령에따른압축강도를나타내고있다. 결합재의 6%, 12% 대체제로 MS2 을사용한경우의슬럼프플로우는각각 168 mm, 165 mm 로나타났다. MS 를사용하지않은경우의슬럼프플로우는 143 mm 으로 MS2 를사용하면시공성이 15 ~ 17% 향상되는것으로분석되었다. 또한 MS 종류에따른시공성능으로 MS1 을사용한경우의슬럼프플로우는 140 mm 으로 MS 를사용하지않는경우보다다소낮게나타나시공성능을향상시키지못한것으로분석되었다. 그림 2 는 MS 종류에따른알칼리활성모르타르의압축강도특성이다. MS2 를 6%, 12% 사용한경우의재령 28 일압축강도는각각약 39.9 MPa, 50.9 MPa 로 MS 를사용하지않는경우의압축강도 35.6 MPa 에비해압축강도가 12% ~ 43% 향상되는것으로분석되었다. 또한 MS1 을사용한경우의재령 28 일압축강도는 63.4 MPa 로약 78% 향상되는것으로분석되었다. 그러나 MS 를사용한알칼리활성모르타르는슬럼프유지시간 24 분으로 40 분을확보하지못한것으로나타나굳기전모르타르점성및유동특성으로적합하지않는것으로분석되었다. Fig. 1 MS 종류별시공성능 Fig. 2 MS 종류별압축강도 4. 결론 이연구에서는마이크로실리카종류에따른알칼리활성모르타르의강도특성을평가한결과, MS2 12% 를결합재대체재사용하면시공성능향상및압축강도가 12~43% 향상되는것으로분석되었다. 따라서, 알칼리활성모르타르에 MS 를결합재대체재로가장적합한것으로판단된다. 감사의글 본연구는 2018 년도한국건설기술연구원의주요사업인 (18 주요 - 대 4- 임무 ) 텍스타일활용고성능건설자재및콘크리트구조물성능향상기술개발 로수행된연구성과입니다. 포스터세션 _ 마이크로실리카분말종류에따른 AAM 의강도특성 121

138 25) 저방사화시멘트를사용한콘크리트의단열온도상승특성 Adiabatic Temperature Rise of the Concrete using Low-activation Cement 이종석 * 이빛나 ** 민지영 *** 이장화 **** Lee, Jong Suk Lee, Binna Min, Jiyoung Lee, Jang Hwa ABSTRACT The study results on the adiabatic temperature rise of the concrete specimens(lc) using low-activation cement showed that they have much lower temperature rise than the specimens using ordinary portland cement. LC is likely applicable to mass concrete such as the primary shield wall of nuclear power plant. Meanwhile, compositions of the hydrated products of LC were similar to the those of low-heat portland cement. 요약저방사화시멘트를사용한콘크리트시험체의단열온도상승을검토한결과, 보통보통랜드시멘트를사용한시험체에비하여매우낮은온도상승을보여원전 1 차방호벽과같은매스콘크리트구조물에적용이가능한것으로나타났으며, 저방사화시멘트는저열포틀랜드시멘트의특성을띠고있는것으로판단된다. 1. 서론 방사선차폐를목적으로하는콘크리트차폐체는중성자에오랜시간노출이될경우콘크리트가방사선을방출하게되는방사화 (activation) 가발생하게되며, 이에따라원재료에서방사화가되기쉬운성분을최소한으로포함하는시멘트가콘크리트의결합재가되는것이바람직하다. 한편, 이러한저방사화시멘트는방사선차폐를목적으로하는원전 1 차방호벽등매스콘크리트에사용되어야함에따라수화열발생저감이매우중요한사안이되며, 이에이연구에서는방사화의저감을목적으로개발된저방사화시멘트의단열온도상승에관한특성을검토하였다. 2. 실험개요 실험대상저방사화시멘트 (LC) 는원재료에서부터방사화가될수있는핵종원소의함량을최소화한것으로일반시멘트 (OPC) 와원재료구성이다르며주요성분은 Table 1 과같다. 또한, 실험에사용된배합은 Table 2 와같다. 시험체의기본물성시험은굳지않은콘크리트상태에서슬럼프플로우및공기량을측정하였으며, 타설후재령 3 일, 7 일, 28 일, 91 일째콘크리트압축강도시험 (KS F 2405) 을수행하였다. 1) * 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부연구위원 ( 교신저자 : jslee@kict.re.kr) ** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부전임연구원 *** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부전임연구원 **** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부전문연구위원 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

139 Table 1. Chemical composition of Cements Compositions(%) Cement SiO 2 Al 2O 3 MgO SO 3 CaO OPC LC Table 2. Mix design No. CONC LC Cement OPC LC W/B % S/a % Unit weight, kg/m 3 W C G S WRA, wt% , 실험결과분석및고찰 3.1 콘크리트의단열온도상승특성 보통포틀랜드시멘트를사용한기준콘크리트시험체와저방사화시멘트를사용한시험체를단열온도상승시험한결과를 Fig 1 에나타내었다. 저방사화시멘트를사용한시험체의단열온도는약 40 로서기준시험체 (CONC) 의약 60 에비해 20 가량낮은값을보여주었다. 이러한원인은 Table 3 에서와같이저방사화시멘트가보통포틀랜드시멘트에비해시멘트수화반응과정에서 C 3 S 가적게생성되는반면에 C 2 S 생성양은 53.5%, C 3 A 는 5.9% 로서 4 종저열포틀랜드시멘트기준을만족하는수준이기때문인것으로판단된다. 따라서, 저방사화시멘트의경우저발열시멘트의특성을가지고있는것으로판단되며, 이로인해원전 1 차방호벽과같은매스콘크리트구조물에적용시적합할것으로판단된다. Table 3. Hydrated products of cements Cement Compositions(%) C 3 S C 3 A C 2 S remarks OPC measured LC measured low-heat portland cement - 6 이하 40 이상 standards Fig. 1 Adiabatic temperature rise values 4. 결론 저방사화시멘트를사용한콘크리트시험체의단열온도상승을검토한결과, 보통보통랜드시멘트를사용한시험체에비하여매우낮은온도상승을보여매스콘크리트구조물에적용시적합한것으로나타났으며, 저방사화시멘트는저열포틀랜드시멘트의특성을띠고있는것으로판단된다. 참고문헌 1. 이종석, 이빛나, 민지영, 이장화, 저방사화시멘트를사용한콘크리트의물리적특성 2018 한국건설순환자원학회봄학술발표논문집 pp , 포스터세션 _ 저방사화시멘트를사용한콘크리트의단열온도상승특성 123

140 26) 생물학적콘크리트판넬착근을위한이끼의생육특성에관한실험적연구 An Experimental Study on the Growth Characteristics of Moss for Biological Concrete Panels 최연왕 * 오성록 ** 김철규 *** 남은준 **** 주향종 ***** 황은석 ****** Choi, Yun Wang Oh, Sung Rok Kim, Cheol Gyu Nam, Eun Joon Joo, Hyang Jong Hwang, Eun Seok ABSTRACT In this study, the growth characteristics of moss for biological concrete panel were evaluated as one of the research for the development of biological concrete panel. 요약본연구에서는생물학적콘크리트판넬개발을위한일환의연구중하나로써생물학적콘크리트판넬용이끼의생육특성을평가하였다. 1. 서론 본연구에서는생물학적콘크리트판넬개발을위하여판넬에착근이가능한 ( 미 ) 생물류등을조사및분석을실시하여선태류인이끼를적용하고자하였다. 이끼는콘크리트판넬착근에적합한이끼종를선정하기위하여국내환경에적합한이끼를선정하였으며, 서식조건및실험환경에따른이끼의생육특성을평가하였다. 2. 실험계획 2.1 실험개요생물학적콘크리트판넬용이끼는이끼 4종 ( 서리이끼, 우산이끼, 모래이끼및솔이끼 ) 을선정하였으며, 이끼의생육특성은 ph 환경, 극한온도환경및수분공급에따른영향을평가하였다. 2.2 실험방법생물학적콘크리트판넬용이끼의생육특성평가를위하여 ph 농도 5수준 (ph 8, 9, 10, 11 및 12), 극한온도 2수준 ( 50 및 15 ) 및수분공급 2수준 ( 유및무 ) 에따라약 30일간방치하여이끼종의생육을관찰하였다. * 정회원, 세명대학교토목공학과교수 ( 교신저자 : crete77@semyung.ac.kr) ** 정회원, 세명대학교건설공학과공학박사 *** 정회원, 세명대학교건설공학과박사과정 **** 정회원, 세명대학교건설공학과석사과정 ***** 정회원, 칠성건업부장 ****** 정회원, 한국에스지에스 ( 주 ) 건설사업부부장 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

141 3. 실험결과 분석 및 고찰 Fig. 5는 ph 환경에 따른 이끼의 생육 관찰 결과를 나타낸 것으로 이끼 4종은 ph 8 10의 경우 성장하는 데 큰 변화가 없는 것으로 나타났지만 ph 11 이상의 강알칼리 환경에서는 서리이끼, 우산이끼 및 솔이끼의 경우 검은색과 갈색으로 갈변현상이 나타났으며, 모래이끼의 경우에만 갈변현상 없이 성장하는 것으로 관찰되 었다. 이러한 결과는 선태류인 이끼의 경우 다른 수종과는 달리 생존력이 높고 환경변화에 상대적으로 영향을 덜 받기 때문에 ph가 높은 환경에서도 죽지 않고 성장하는데 문제가 없으며, 이에 따라 갈변현상이 발생하지 않은 모래이끼 외의 이끼의 경우에도 성장하는 데 큰 영향은 없는 것으로 판단된다. Fig. 6 및 Fig. 7은 온도에 따른 이끼의 생육 관찰 결과를 나타낸 것으로 50 에서 보관된 이끼의 경우 처 음 1주차는 담채의 보관된 수분증발로 건조된 형태를 보였지만 2주차가 경과하였을 때 우산이끼와 서리이끼는 갈변이 시작되어 성장이 저하하는 것을 관찰할 수 있었다. 그러나 모래이끼와 솔이끼의 경우 3주 이상 경과 하더라도 초기 상태와 비교하여 푸른 빛은 감소하는 것으로 나타났지만 한달 이상 시간이 경과하여도 강한 성 장력을 보이는 것으로 나타났다. 또한 15 환경에서 보관된 이끼의 경우 1주차에서 담채의 보관된 수분의 냉각으로 동결상태를 나타내는 것을 확인하였으며, 4주 경과 후 동결상태의 이끼를 상온에서 해동 후 관찰한 결과 우산이끼를 제외한 서리이끼, 모래이끼 및 솔이끼는 죽지 않고 생존하는 것을 관찰할 수 있었다. Fig. 1 서리이끼 Fig. 2 우산이끼 Fig. 3 모래이끼 Fig. 4 솔이끼 Fig. 5 ph 환경 노출 Fig 환경 노출 Fig. 8 수분 공급 환경 노출 Fig 환경 노출 Fig. 9 수분 미공급 환경 노출 포스터 세션 _ 생물학적 콘크리트 판넬 착근을 위한 이끼의 생육 특성에 관한 실험적 연구 125

142 Table 1. 생물학적콘크리트판넬용이끼선정 구분 서식환경 실험환경 양지음지 ph 환경영향수분공급영향온도변화영향 솔이끼 서리이끼 모래이끼 우산이끼 평가기준 : ( 좋음 ) > ( 보통 ) > ( 기준만족 ) > ( 기준미달 ) Fig. 8 및 Fig. 9 는수분공급에따른이끼생육관찰결과를나타낸것으로우산이끼의경우 1 주일경과후즉시갈변현상이나타났다. 이러한결과는우산이끼는본래성장특성이음지에서성장하기때문에수분이충분하지못한조건에서갈변현상이나타난것으로판단다. 그러나다른 3 종의이끼는 1 주차경과후에는초기상태를유지하는것을확인할수있었다. 4 주차경과후의이끼는수분부족에따라초기상태의모습을모든이끼에서찾아볼수없었으며, 특히우산이끼의경우흑갈색에가까운색상을나타냈다. 또한서리이끼에경우부분적인갈변을확인할수있었으며, 모래이끼와솔이끼에경우갈변현상은발생하지않았지만매우연한녹색빛을띄는것을확인하였다. 그러나우산이끼를제외한나머지이끼는재수분공급이후빠르게본래상태로돌아오는것으로나타났다. Table 1 은자체평가기준에따라정리한것을나타낸것으로극한환경에서상대적으로모래이끼가생육특성이우수하기때문에생물학적콘크리트판넬용이끼종으로적합할것으로판단된다. 4. 결론 본연구에서는생물학적콘크리트판넬에착근이가능한적합한이끼종를선정하기위하여국내환경에적합한이끼를선정하였으며, 서식조건및실험환경에따른이끼의생육특성을평가한결과생물학적콘크리트판넬에착근시키기위한수종으로써이끼류가적합한것으로판단되며, 상대적으로모래이끼가환경조건에영향을덜받는것으로나타남에따라모래이끼가최적의이끼종인것으로판단된다. 감사의글 이논문은 2017 년도국토교통부국토교통기술연구개발사업의연구비지원 (17CTAP-C ) 의하여수행되었습니다. 연구비지원에감사드립니다. 참고문헌 1. Perini K, OttelO M, Haas E, Raiteri R. Greening the Building Envelope, FaOade Greening and Living Wall Systems, Journal of Ecology, pp.1 8, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

143 27) CSA 계촉진재를이용한무시멘트모르타르의응결특성에관한연구 A Study on the Setting Characteristics of Cementless Mortar Using CSA-based Rapid Hardening Binder 김경환 * 박성학 ** 박지현 ** 차윤호 ** 최연왕 *** Kim, Kyung Hwan Park, Sung Hak Park, Ji Hyun, Cha, Yoon Ho, Choi, Yun Wang ABSTRACT In this study, cementless mortar using ground granulated blast furnace slag was prepared and the setting characteristics of CSA based rapid hardening binder were examined. 요약본연구에서는고로슬래그미분말을활용한무시멘트모르타르를제조하였으며, CSA 계촉진재사용에따른응결특성을검토하였다. 1. 서론 건설업계에서가장많이사용되고있는시멘트를만들기위해서는원료의 63% 를차지하는탄산칼슘을도자기처럼소성하여야하며, 이때발생하는이산화탄소는시멘트 1 톤당약 300 kg 의이산화탄소가발생되는것으로알려져있다. 이에따라시멘트제조과정에서이산화탄소를줄이는방법에관한다양한연구가수행되었으며, 많은노력을기울이고있다. 따라서본연구에서는모르타르의주요재료인시멘트를사용하지않는모르타르를개발하기위한일환의기초연구로써시멘트를고로슬래그미분말로전량대체시킨무시멘트모르타르를제조하였다. 고로슬래그미분말을활용한무시멘트모르타르는경화시키기위하여알칼리활성화제를사용되지만더욱응결을촉진하기위하여 CSA 계속경재를사용한무시멘트모르타르의기초물성및응결특성을평가하였다. 2. 실험계획및방법 2.1 실험계획시멘트사용량은고로슬래그미분말로전량대체시킨무시멘트모르타르를제조하기위하여알칼리활성화재를 3%, 6% 및 9% 의 3수준으로설정하여기초물성을평가하였다. 실험결과를통하여 OPC 와동등한유동성이확보되는배합을선정하였으며, 이를기준으로 CSA 계속경재를결합재의 0.5%, 1.0% 및 1.5% 의 3수준에따른기초물성및응결특성을검토하였다. Table 1은실험에사용된분체의화학적성분및물리적특성을나타낸것이다. * 정회원, ( 주 ) 에이치비티대표이사 ** 정회원, ( 주 ) 에이치비티연구원 *** 정회원, 세명대학교토목공학과교수 포스터세션 _ CSA 계촉진재를이용한무시멘트모르타르의응결특성에관한연구 127

144 2.2 사용재료 결합재및혼화제본연구에서사용된시멘트는국내 A 사의 KS L 5201 에규정된보통포틀랜드시멘트 ( 이하 OPC 로약함 ) 를사용하였으며, 고로슬래그미분말은국내 Y 사의 KS L 5105 에규정된 3 종을사용하였다. CSA 계속경재 ( 이하 Ad. 로약함 ) 는보통포틀랜드시멘트에혼합사용하여고강도, 조강성을발현시켜주는특수광물계제품을사용하였다. Table 2 은사용된결합재는 ( 이하 B 로약함 ) 의화학적성분및물리적특성을나타낸것이다. 혼화제는나프탈렌계분말형감수제 ( 이하 SP 로약함 ) 를사용하였다 잔골재본연구에서사용된잔골재는밀도 2.57 g/ cm3의국내 G 광산에서생산되고있는실리카샌드 ( 이하 SS 로약함 ) 를사용하였다. Table 3 은사용된잔골재의물리적성질을나타낸것이다 알칼리활성화제본연구에서사용된알칼리활성화제는분말형의 95% 이상순도를가지는수산화칼슘 (Ca(OH) 2 ) 을사용하였다. Table 1. 배합표 Type W/B (%) W (g) C (g) GGBFs (g) SS (g) Ca(OH) 2 (B %) SP (B %) Ad. (B %) OPC 700-1, CA-1 1, CA-2 1, CA , CA-4 1, CA-5 1, CA-6 1, Table 2. 결합재의화학적성분및물리적특성 Type SiO₂ (%) Al₂O₃ (%) FeO₃ (%) CaO (%) MgO (%) SO₃ (%) specific surface area ( cm2 /g) density (g/ cm3 ) OPC , GGBS , CSA , Table 3. 잔골재물리적특성 Type F.M 흡수율 (%) density (g/ cm3 ) SS 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

145 3. 실험결과분석및고찰 3.1 플로우 플로우시험은전동식모르타르흐름시험기를사용하여 KS L ISO 679 에준하여평가를실시하였다. Fig. 1 은플로우시험결과를나타낸것으로알칼리활성화제의사용량이증가하할수록플로우가감소하는경향이나타났다. 이러한결과는알칼리활성화제가증가할수록고로슬래그미분말의활성화반응이증가되어경화작용이촉진되는것으로판단된다. 본연구에서는적당한작업성을가지기위하여플로우 180 mm이상을목표플로우로하였다. 또한알칼리활성화제사용량이 6% 를넘어갈경우플로우가감소하는경향이나타남에따라알칼리활성화제 6% 를기준으로 CSA 촉진재를첨가하였다. CSA 촉진재사용량 0.5% 및 1.0% 의경우에는 OPC 와동등수준의플로우인것으로나타났지만이상의경우감소하는결과가나타났다. 3.2 압축강도압축강도는 KS L ISO 679 에준하여 mm공시체를제조한다음중앙부를절단한시편을통하여재령 1일, 3일, 7일및 28일의강도를측정하였다. Fig. 2는압축강도실험결과를나타낸그래프이다. 대체적으로 CSA 계촉진재의사용량이증가함에따라강도가증가하는경향이나타났다. 3.3 길이변화길이변화시험은 KS F 2424 에준하여진행하였다. 길이변화는알칼리활성화제사용량에따른변화가없었다. 길이변화는일반적으로팽창및수축으로인하여변화되기때문에알칼리활성화제및 CSA 계촉진재의영향은크지않은것으로나타났다. 3.4 응결응결시험은 KS L 5108 에준하여진행하였다. CSA 계속경재를첨가한 CA-4,5,6 은첨가하지않은 CA-1,2,3 보다약 2배이상초결및종결이촉진되는결과가나타났다. 이러한결과를통하여 CSA 계속경재는고로슬래그미분말의반응성을촉진하여단점중하나인조기강도저하를개선시킬수있을것으로판단된다. Fig. 1 플로우실험결과 Fig. 2 재령별압축강도실험결과 포스터세션 _ CSA 계촉진재를이용한무시멘트모르타르의응결특성에관한연구 129

146 Fig. 3 길이변화실험결과 Fig. 4 응결실험결과 4. 결론 본연구에서는고로슬래그미분말을활용한무시멘트모르타르의응결촉진을위하여 CSA 계속경재를사용한무시멘트모르타르의특성을평가한결과촉진재의사용량증가에응결시간을약 2 배이상촉진할수있는것으로나타났으며, 압축강도가약 1.5 배증가하는결과가나타났다. 그러나 CSA 촉진재의사용량에따라유동성이감소되는경향이있기때문에응결시간및압축강도를고려하여최적사용량을검토할필요가있을것으로판단된다. 참고문헌 1. 문규돈, 김주형, 조형근, 최철, 무수석고함량이고로슬래그미분말을량활용한콘크리트특성에미치는영향, 한국건설순환자원학회학회지, 제 2 권 3 호, 2014, pp 양근혁, 황혜주, 김선영, 송진규, 혼화제 재가무시멘트황토모르타르의유동성및압축강도발현에미치는영향, 콘크리트학회논문집, 제 18 권 6 호, 2006, pp 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

147 28) 규산나트륨혼합 CFBC 인공잔골재의흡수율평가 Evaluation of Water Absorption on Sodium Silicate Mixed Artificial Aggregate Made from Circulating Fluidized Bed Combustion Ash 송태협 * 박지선 ** Song, Tae Hyeob Park, Ji Sun ABSTRACT This study evaluated the water absorption of artificial aggregate made from circulating fluidized bed combustion ash to check the improvement effect of sodium silicate mixing to the aggregate. 요약순환유동층보일러애시를활용한인공잔골재의흡수율을개선하기위하여골재표면에규산나트륨코팅처리를하고그흡수율을평가하였다. 1. 서론 순환유동층보일러에서배출되는애시를활용한인공잔골재는자체흡수율이높아모르타르등에혼합하여사용할경우에유동성확보를위하여다량의혼합수를필요로한다. 이연구에서는인공잔골재의높은흡수율을개선하고자인공잔골재생산시규산나트륨을혼합처리를하고골재의건조전 후의흡수율을비교하여골재자체의흡수율개선여부를확인하고자한다. 2. 실험계획 실험에사용한순환유동층보일러인공잔골재는삼척에서생산되는제품을사용하였다. 흡수율평가를위하여사용한실험체의주결합재와혼합수의비율은 Table 1 과같다. 실험변수는전체혼합수비율을 100% 를기준으로규산나트륨비율 10, 20, 30% 로하였다. 실험체는물과규산나트륨용액을비율별로혼합하고스테인레스바트위에시료를놓은후스프레이를이용하여혼합액을분사하고분사된상태의시료를 Fig. 1 와같이구상의형태로만들었다. 흡수율측정은혼합액을분사하여막제작한구상의시료질량과 85 온도에서 3 시간이상건조한후의질량을비교하여함수율을측정하여성능을비교평가하였다. * 정회원, 한국건설기술연구원연구위원 ** 정회원, 한국건설기술연구원수석연구원 ( 교신저자 : batsun@kict.re.kr) 포스터세션 _ 규산나트륨혼합 CFBC 인공잔골재의흡수율평가 131

148 Table 1. Mixing table Specimen ID CFBC (%) Sodium Silicate (%) Water (%) T T T Fig. 1 Specimen aggregate 3. 실험결과분석및고찰 규산나트륨의혼합비율을각각 10%, 20%, 30% 으로한실험체 T10, T20, T30 의함수율의측정결과 Table 2 와같이각각 0.289%, 0.284%, 0.267% 의함수율분포를나타내었다. 이연구에서실험한규산나트륨의혼합비율내에서는규산나트륨의혼합량이증가할수록함수율이낮아지는경향을확인할수있었다. 따라서적정혼합비율내에서의규산나트륨의혼합은인공잔골재의흡수율개선에효과적인것으로판단된다. Table 2. Water content rate of specimen Specimen ID Aggregate Mass(g) Before dry After dry Water Content Rate (%) T T T 결론 CFBC 인공잔골재의흡수율개선을위하여인공잔골재의혼합수에규산나트륨을 10~30% 첨가하여흡수율을평가한결과인공잔골재의함수율이낮아지는경향이나타났다. 따라서적정비율내에서규산나트륨을혼합하는경우에는인공잔골재의흡수율개선에효과적일것으로판단된다. 감사의글 이논문은 2018 년도한국건설기술연구원중소중견기업수요기반기술사업화지원사업 ( 과제번호 : ) 연구비지원에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. 김태현, 신진현, 이동후, 이상수, 순환유동층연소보일러플라이애시를혼입한무시멘트경화체의강도및 SEM 특성, 대한건축학회추계학술발표대회논문집제 37 권제 2 호, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

149 29) 주택개 보수수요대응 B2C 소비자대상주택자재정보제공방안 Strategies of Housing Part Information Provision for B2C Customers to Housing Repair Demand 박지선 * Park, Ji Sun ABSTRACT This study proposed a method to establish a comprehensive information database of housing parts for the activation of the B2C type making channel of housing parts in response to the increasing demand for housing repair and maintenance of individual residents. 요약이연구에서는증대되고있는개별주택거주자의주택개 보수수요에대응하여 B2C 방식의주택자재유통활성화를위한주택자재종합정보 DB 구축방안을제안하고자한다. 1. 서론 삶의질향상과주거환경개선에대한욕구증대, 주거가성비효과등으로인하여주택자재시장내 B2C 시장의확대가예상된다. 이연구에서는일반소비자가주택의신축, 보수, 리모델링시에필요한자재에대하여기존의시공업체등에서제안하는주택자재만을선택을할수있는수동적인입장에서벗어나자신이원하는가격대, 성능, 디자인, 색상등에대하여보다다양한범위내에서자재를선택할수있는폭을넓힐수있는종합적인주택자재정보제공시스템에대하여제안하고자한다. 2. 주택자재정보시스템구축현황 국내주택자재정보에대한종합적인포털 DB 구축을위하여이전에일부의시도가있었지만아직까지체계적으로 DB 가구축되어있지않은상태이다. 주택자재는통상적으로건설자재군에분류되어기존에산발적으로구축되어있는자재정보시스템에의존해서부분적으로파악이되고있는상태이다. 예를들어친환경건설자재의경우한국환경산업기술원에서운영하는친환경건설자재정보시스템에서관련인증현황및제품목록과카탈로그를제공하고있다. 내화자재의경우에는한국내화건축자재협회에서협회회원사간의제품정보를플랫폼방식으로연결하여제조제품의전자카탈로그를제공하고있는실정이다. 이외에는주로대규모건설회사를중심으로업체별 DB 를구축하여건설회사의시스템에등록되어있는업체를댓아으로필요자재에대한정보를요청하면자재업체는해당자재에대한최신정보를제공하고있다. * 정회원, 한국건설기술연구원수석연구원 ( 교신저자 : batsun@kict.re.kr) 포스터세션 _ 주택개 보수수요대응 B2C 소비자대상주택자재정보제공방안 133

150 3. 주택자재정보 DB 구축방안및사용주체별예상효과 주택자재와관련하여서는적정수준의품질이보장되는제품을대상으로주택자재에대한업계공동의 DB 를구축하여일반소비자뿐만아니라, 시공사, 리모델링사업자, 홈인테리어업자등다양한수요층에대하여정보를제공할수있는방향으로미국의 Sweet.com 또는 Construction Market Data 수준의시스템마련이필요할것으로판단된다. DB 가구축되어야할것으로판단된다. 이러한종합적인주택자재정보시스템은일반소비자에게는주택의신축, 보수, 리모델링시에필요한자재에대하여자신이원하는가격대, 성능, 디자인, 색상등에대하여보다다양한범위내에서자재를선택할수있는정보가제공되어야한다. 주택시공자, 보수및리모델링업자에게는설계도서작성시, 원하는성능에대한적정한자재의정보구득이용이하여야하며시공사례까지포함하여신축뿐만아니라보수, 리모델링을위한교환, 교체시에필요한정보가유용하게제공되어야한다. 주택자재전문판매상의입장에서는시장에서생산되는자재정보를실시간개방적으로이용할수있어신규판매상의시장진입장벽을낮출수있는효과가있으며결과적으로투명한시장경쟁을유도할수있는효과가있을것으로예측된다. 아울러, 주택자재정보와연계하여일반소비자를대상으로주택의보수, 리모델링업자와연계할수있는플랫폼역할을하게된다면새로운사업영역을확장할수있는기회로활용될수있으리라예상된다. 4. 결론 주택자재시장에서의 B2C 시장의수요가증대될것으로예상되며, 개별자재를대상으로한경우에는제품에대한유통마진이 B2C 방식에서오히려높기때문에생산, 판매, 소비자의각주체별원하는정보가종합적인주택자재정보 DB 가구축되고생산자와각소비주체별원하는정보가충분히제공된다면생산, 판매, 소비자의모두의이익에기여가될수있을것으로기대된다. 참고문헌 1. 송종관, 한충한, 주기범, 건설자재통합정보시스템의운영에관한연구, 한국인포디자인학회제 10 권제 2 호, 조정욱, 건축자재산업의유통경로구조와과정에대한분석, 석사학위논문, 서강대학교, 채성태, 정상화, 한충환, 박형근, 건설생산성향상을위한건설자재표준화, 한국건설생활환경시험연구원, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

151 30) 수축저감제혼입률에따른고성능슬러리압축강도특성 Compressive Strength of High Performance In-fill Slurry with respect to SRA Content 김슬기 * 박상인 * 정해국 ** 김승원 *** 박철우 **** Kim, Seulgi Park, Sangin Jung, Haekook Kim, Seungwon Park, Cheolwoo ABSTRACT In this study, the characteristics of high performance slurry compressive strength were with respect to the mixing ratio of SRA(Shrinkage Reducing Agent). Experimental results show that the compressive strength increases with the increase of SRA. It is judged that the surfactant component reduces the contraction stress of the high-performance slurry, thus suppressing the crack, increasing the compressive strength. 요약이연구에서는수축저감제 (shrinkage reducing agent,sra) 혼입률변화에따른고성능슬러리압축강도특성을분석하였다. 실험결과수축저감제의혼입률이증가할수록압축강도가증가하는경향을나타내었으며, 이는수축저감제의우수한계면활성작용으로고성능슬러리의수축응력을저감시켜균열을억제하여압축강도가증가한것으로판단된다. 1. 서론 콘크리트구조물에발생한균열은구조물의내력, 내구성, 안정성및미관저하에가장큰영향을미치기때문에구조물을설계할때고려해야할가장중요한문제이다. 콘크리트구조물에발생하는소성수축균열은외부로손실되는수분으로인하여균열을초래하며, 이러한수분손실에따라모세관부압력을발생시켜부피를수축시키는원인이된다. 따라서이연구에서는고성능슬러리의수축응력을저감시켜균열을억제하는목적으로수축저감제혼입률에따른압축강도특성을분석하고자한다. 2. 실험개요및사용재료 이연구에서는수축저감제의혼입률에따른고성능슬러리의재령별압축강도특성을분석하였다. 수축저감제혼입률은 Plain(0%) 을비롯하여 0.3%, 0.5% 및 0.7% 총 4 가지변수에대해고려하였으며, KS L 5105 에의거하여재령별압축강도를측정하였다. Table 1 은고성능슬러리의배합구성을나타내고있다. * 정회원, 강원대학교, 토목건설공학과, 석사과정 ** 정회원, 강원대학교, 토목공학과, 박사과정 *** 정회원, 강원대학교, 건설융합학부, 연구교수 **** 정회원, 강원대학교, 건설융합학부, 교수 (tigerpark@kangwon.ac.kr) 포스터세션 _ 수축저감제혼입률에따른고성능슬러리압축강도특성 135

152 Table 1. 고성능슬러리의배합구성 ( 질량비 ) Variables Cement Water Fine Aggregate Silica Fume Superplasticizer SRA Plain(0%) - 0.3% % % 실험결과분석및고찰 Fig. 1 은수축저감제혼입률에따른재령별압축강도실험결과를비교하고있다. 수축저감제혼입률증가에따른재령 3 일압축강도실험결과, 수축저감제 0.5% 이하의혼입률에서는수축저감제에따른압축강도변화는미미한수준으로분석되었다. 하지만수축저감제 0.7% 혼입률에서는약 10MPa 수준증가한압축강도결과를나타내었다. 이는수축저감제혼입으로인하여초기양생시수분증발에의한수축을억제하여초기압축강도에영향을미친것으로판단된다. 또한재령 14 일이후압축강도실험결과, 수축저감제혼입률증가에따른압축강도는증가하는경향을나타내지만, 이는미미한수준으로판단된다. Fig. 1 압축강도실험결과 Fig. 2 수축저감제혼입률에따른수축률 4. 결론 이연구에서는고성능슬러리의균열억제를목적으로수축저감제의혼입률에따른재령별압축강도를실험적연구를통해분석하였다. 이에따른결론은다음과같다. 1) 수축저감제혼입에따른초기압축강도는수축저감제혼입 0.5% 이하에서는비슷한수준의압축강도값을나타내었으나, 수축저감제혼입 0.7% 에서는압축강도가약 10MPa 수준증가하는것을알수있었다. 2) 이는수축저감제혼입률증가에따라초기양생시수분증발로인한수축응력을저감시켜균열억제로인한압축강도증가에기인한것으로판단된다. 감사의글 이논문은국토교통부건설기술연구사업 ( 과제번호 :17SCIP-B ) 의연구비지원에의해수행되었습니다 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

153 참고문헌 1. 김승원, 박철우, 김성욱, 조현명, 전상표, 주민관, 초고성능강섬유보강시멘트복합재료의충전슬러리최적배합도출, 한국건설순환자원학회논문집, Vol.2, No. 3, pp , 한승주, 장석준, 길배수, 최무진, 윤현도, 수축저감제의종류및혼입률에따른변형경화형시멘트복합체의역학적특성, 한국콘크리트학회논문집, Vol 28, No. 1, pp , 포스터세션 _ 수축저감제혼입률에따른고성능슬러리압축강도특성 137

154 31) 화재곡선에따른고성능강섬유보강시멘트복합체의휨강도특성 Flexural Strength of High Performance Steel Fiber Reinforced Cementitious Composite under Temperature and Heating time 박상인 * 정대균 * 김슬기 * 정해국 ** 김승원 *** 박철우 **** Park, sangin Jung, daegyun Kim, seulgi Jung, Haekook Kim, seungwon Park, cheowoo ABSTRACT In this study, the flexural strength of high performance steel fiber reinforced cement composites with and without polymer were analyzed. The fire resistance is based on the ISO 834 fire curve and the fire exposure time is set to 1 hour. The experimental results show that the flexural strength before and after the fire is different by a maximum of 35MPa, but the flexural strength after cooling is about 20MPa. 요약이연구에서는폴리머혼입률에따른고성능강섬유보강시멘트복합체의내화전후의휨강도특성을분석하였다. 내화는 ISO 834 화재곡선을활용하였으며, 내화노출시간은 1 시간으로설정하였다. 실험결과, 내화전후휨강도는최대 35MPa 이상차이가나는것으로나타났으나, 내화후휨강도는 20MPa 전후수준으로고혼입의강섬유로인하여내화노출에도높은휨저항성을나타내고있다. 1. 서론 최근예기치못한화재사고가빈번히발생하고있다. 화재사고가사회기반시설물및토목구조물에발생하였을경우, 인명피해뿐만아니라막대한재산피해를야기시킨다. 이러한화재시콘크리트의강도는급격히감소할뿐만아니라단면손실을발생시키는스폴링에취약하다. 따라서본연구에서는고성능강섬유보강시멘트복합체의내화성능개선을목적으로내화섬유를대체하는폴리머를혼입하여 ISO 834 화재곡선하에서의휨강도특성을분석하고자한다. 2. 실험방법및사용재료 이연구에서폴리머혼입에따른고성능강섬유보강시멘트복합체의내화전후의휨강도특성을분석하였으며, 사용된배합구성은 Table 1 과같다. 폴리머혼입은 Plain 변수인 0% 와 1% 에대해고려하였으며, 휨강도측정은 KS F 2408 에의거하여수행하였다. 또한내화실험에사용한화재곡선은 ISO 834 화재곡선으로 1 시간노출 (Fig.1) 시켰으며, Fig.1 은시험체제작및실험전경을나타내고있다. * 정회원, 강원대학교토목건설공학과석사과정 ** 정회원, 강원대학교토목공학과박사과정 *** 정회원, 강원대학교건설융합학부연구교수 **** 정회원, 강원대학교건설융합학부교수 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

155 Table 1. 고성능강섬유보강시멘트복합체구성배합 ( 질량비 ) Variable(%) Cement Water Fine aggregate Silica Fume Superplasticizer SRA Polymer Steel Fiber ( 체적비,%) 0%(Plain) % 실험결과분석및고찰 Fig. 2 는폴리머혼입에따른고성능강섬유보강시멘트복합체의내화전후의휨강도를비교하고있다. ISO 834 화재곡선에노출하지않은시험체의경우폴리머혼입 0% 및 1% 의휨강도실험결과, 각각약 52.9MPa 및 56.1MPa 의우수한휨강도를나타내었다. 폴리머혼입에따른고성능강섬유보강시멘트복합체의내부가밀실하게되어보다높은휨강도를나타내었다. 반면, ISO 834 화재곡선에노출한시험체의휨강도실험결과, 폴리머혼입 0% 의경우 ISO 834 화재곡선에노출하지않은휨강도의 53% 수준인약 28.0MPa, 폴리머혼입 1% 의경우 ISO 834 화재곡선에노출하지않은휨강도의 33% 수준인약 18.5MPa 로분석되었다. ISO 834 화재곡선에노출한시험체의경우, 폴리머혼입으로인한고온에서의폴리머부분이녹아공극형성으로인하여휨강도저하에영향을미친것으로판단된다. Fig 1. ISO834 화재곡선및실험전경 Fig 2. ISO834 화재곡선에따른휨강도실험결과 4. 결론 이연구에서는고성능강섬유보강시멘트복합체의내화성능개선을위한연구의일환으로, 폴리머혼입에따른 ISO 834 화재곡선하에서의휨강도특성을분석하였다. 이에따른결론은다음과같다. 1) 폴리머혼입에따른고성능강섬유보강시멘트복합체의휨강도는 50MPa 를상회하는우수한휨강도를나타내었다. 반면, ISO 834 화재곡선 1 시간노출휨강도는약 43% 감소한 23.3MPa 수준으로나타났다. 2) ISO 834 화재곡선 1 시간노출휨강도실험결과, 노출하지않은시험체보다최대 67% 수준으로감소하였지만, 노출후휨강도 20MPa 전후수준으로일반콘크리트및섬유보강콘크리트에비해높은휨강도를나타내었다. 이는높은강섬유혼입률로인하여고온의노출에서도여전히우수한휨저항성능을확인할수있었다. 포스터세션 _ 화재곡선에따른고성능강섬유보강시멘트복합체의휨강도특성 139

156 감사의글 이논문은국토교통부건설기술연구사업 ( 과제번호 :17SCIP-B ) 의연구비지원에의해수행되었습니다. 본연구는 2017 년도정부 ( 교육부 ) 의재원으로한국연구재단의지원을받아수행된기초연구사업임 (2017R1A2B ). 참고문헌 1. 김승원, 조현명, 이학용, 박철우, 섬유혼입률에따른고성능충전강섬유보강시멘트복합체의휨성능특성, 한국구조물진단유지관리공학회논문집,Vol.19,No.4,pp , 최순욱, 이규필, 장수호, 박영택, 배규진, 화재곡선과 PET 섬유혼입량에따른고강도세그먼트콘크리트의화재저항성평가에대한연구, 한국터널지하공간학회논문집,Vol.16,No.3, pp , 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

157 32) SCP 모듈충전용저분체고유동콘크리트의 Mock-up 충전성능평가 Evaluation of mock-up charging performance of Low-binder based high fluidity concrete of filling concrete for SCP module 박기준 * 박정준 ** 곽임종 *** 김성욱 **** 이장화 **** Park, Gi Joon Park, Jung Jun Kwahk, Im Jong Kim, Sung Wook Lee, Jang Hwa ABSTRACT In this study, the SCP mock-up specimens were poured using a tremie pipe to evaluate the filling performance of the low-binder based high-fluidity concrete for SCP module charging. Experimental results showed that the change of the concrete properties was small before and after the pumping of the concrete in the concrete pouring and charging was fine. 요약본연구에서는 SCP 모듈충전용저분체고유동콘크리트의충전성능을평가하기위해 SCP mock-up 시험체에대해펌프압송을통하여트레미관을이용하여타설하였다. 실험결과콘크리트타설시펌프압송전후에대해콘크리트의물성의변화는적었으며거푸집탈형후육안관찰을통해부재전체가재료분리없이양호한충전성능을나타내었다. 1. 서론 LNG 저장탱크와같은특수구조물의경량화및공사비, 공사기간의절감을위해강재및콘크리트의합성샌드위치패널인 SCP(Steel Concrete Panel) 모듈의사용을통해오지나극지등에적용하기위한연구가진행되고있다. SCP 모듈은철판과철판사이에콘크리트가채워진구조이며, 철판과콘크리트의일체거동을위해다수의스터드가설치되어있다. 따라서 SCP 모듈에사용되는콘크리트는유동성및충전성이우수해야하며, 본연구에서는저분체기반고유동콘크리트배합을선정하고펌프압송을통한 SCP Mock-up 구조부재에대하여충전성능을평가하고자한다. 2. 사용재료및실험방법 본실험에사용된배합을표 1 에나타내었다. 단위결합재량은 400 kg/m 3 으로설정하였으며, 결합재로는보통포틀랜드시멘트, 플라이애시및고로슬래그미분말의 3 성분계를사용하였다. 물성평가를위해슬럼프플로 (BS EN :2010), J-ring 플로 (BS EN :2010), L-Box(BS EN :2010) 및재령별압축강도 (BS EN :2009) 를측정하였다. 충전성능평가를위한 SCP Mock-up 구조부재 (3,300 1, mm) 의형상과도면을그림 1 에나타내었다. 콘크리트의원활한타설과높이차에따른재료분리를방지하기위해트레미관을통해 Mock-up 구조부재에타설되었다. * 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부전임연구원 ** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부수석연구원 ( 교신저자 : jjpark@kict.re.kr) *** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부연구위원 **** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부선임연구위원 포스터세션 _ SCP 모듈충전용저분체고유동콘크리트의 Mock-up 충전성능평가 141

158 Table 1. Mixing proportion of Low-binder based high fluidity concrete Classification Water Low-binder based high fluidity concrete 180 (a) SCP module & stud Cement Slag (Type 1) (Type 3) (kg/ ) Fly-ash (Type 2) EA Sand Gravel (Gmax10) SP VA SRA (b) Pumping (c) Mock-up specimen Fig. 1 SCP Mock-up 3. 실험결과 분석 및 고찰 저분체 기반 고유동 콘크리트의 펌프압송 전후에 대한 물성 평가 결과를 표 2에 나타내었다. 펌프압송 전 후에 대하여 슬럼프 플로와 J-ring이 다소 감소하는 결과를 나타내었으나 타설에 영향을 미치는 영향이 적을 정도이다. 한편, 저분체 고유동 콘크리트가 실제 구조물에 공극 또는 재료분리 없이 타설되는지 검토하기 위 하여 SCP Mock-up 구조부재를 이용한 충전 성능 평가를 실시결과 그림 2에 나타낸 바와 같이 콘크리트가 타설면 및 양측면 뿐만 아니라 바닥면까지 재료분리와 공극 없이 고르게 타설된 것을 확인하였다. Table 2. Test results Item Before Pumping After Pumping L-box Slump flow T-50 J-ring 500 mm (sec) (mm) reach time h1/h2 (mm) (sec) U-box h1-h2 (mm) Comp. air Strength (%) (MPa) Fig. 2 SCP Mock-up form removal 4. 결 론 본 연구에서는 개발된 저분체 기반 고유동 콘크리트의 펌프압송 전후에 대한 물성을 평가하고, 실제 구조 물에 적용하기 위한 Mock-up 구조부재 충전 성능을 평가한 결과 타설에 영향을 주지 않을 정도로 펌프압송 전후에 따른 물성변화는 적었으며 충전성능 또한 매우 양호한 결과를 나타내었다. 감사의 글 본 연구는 국토교통부/국토교통과학기술진흥원의 지원으로 수행되었음(과제번호 13IFIP-C ). 참고문헌 1. 박기준, 박정준, 김성욱, 이동규 ( ), 증점제를 사용한 저분체 고유동 콘크리트의 특성에 관한 연구, 한국산학기술학회 논문지, Vol. 18, No. 2, pp 한국건설순환자원학회 가을 학술발표 논문집

159 33) 탄소섬유시트보강부재의보강성능분석을위한매립광섬유의 BOTDR 응답분석 BOTDR Response Analysis of Embedded Optical Fiber for Reinforcing Performance Analysis of CFRP 김병철 * 정규산 ** 박준석 *** 박기태 **** Kim, Byeong Cheol Jung, Kyu San Park, Joon-Seok Park, Ki-Tae ABSTRACT Carbon fiber sheet attachment method is a method of reinforcing aged concrete using carbon fiber sheet and hardener. It has been widely applied to reinforced concrete for economical reasons because it does not require large equipment. However, the method have disadvantages in that it is difficult to confirm the reinforcing performance after the reinforcing process and is labor-intensive. The purpose of this study is to estimate the reinforcement performance of the method from the response of the optical fiber embedded carbon fiber sheet developed in the previous research. For this purpose, we designed the response experiments of optical fiber embedded carbon fiber sheets according to deformations of reinforced members. It was confirmed that BOTDR response measured from optical fiber embedded carbon fiber sheet can be used as a basis for judging reinforcement the performance of a reinforced concrete member. 요약탄소섬유시트부착공법은노후화된콘크리트를보강하기위해탄소섬유시트를경화제에함침하여콘크리트표면에부착하는공법으로대형장비가필요없고경제적인이유로콘크리트의보강공사에다수적용되어왔다. 그러나탄소섬유시트부착공법은보강과정이인력집약적이며보강이완료된이후보강성능을확인하기어려운단점이있다. 본연구는기존연구에서개발된광섬유매립탄소섬유시트의응답으로부터탄소섬유시트부착공법의보강성능을추정하는것을목적으로한다. 이를위해광섬유매립탄소섬유시트의변형에따른응답변화실험을설계하고계측된응답을분석하였다. 탄소섬유시트에광섬유를매립하여계측된 BOTDR 응답이보강된부재의보강성능의판단근거로활용될수있음을확인하였다. 1. 서론 탄소섬유시트부착공법은경제적이지만인력집약적이고보강성능을정확히파악하기어려우므로기존에개발된광섬유매립탄소섬유시트를이용한보강성능평가방법의개발을위한기초실험이필요하다. 2. 실험계획 탄소섬유시트의변형에따른광섬유의 BOTDR 응답을계측하기위한센싱보강재실험체는 Fig. 1 과같이선형으로광섬유가배치된실험체로제작하였다. 아크릴판모재에경화제로광섬유를부착하였다. * 한국건설기술연구원노후인프라연구센터전임연구원 ( 발표자 : bckim@kict.re.kr) ** 정회원, 한국건설기술연구원노후인프라연구센터수석연구원 *** 한국건설기술연구원노후인프라연구센터박사후연구원 **** 한국건설기술연구원노후인프라연구센터선임연구위원 포스터세션 _ 탄소섬유시트보강부재의보강성능분석을위한매립광섬유의 BOTDR 응답분석 143

160 Fig. 1 Test specimen of line sensing type 3. 실험결과분석및고찰 제작된실험체에매립된광섬유의길이는 1.5m 에불과하지만계측장비로사용한 BOTDR 장비내부에 100m 정도의광섬유가내장되어있다. 계측구간의절대및상대변형률은 Fig. 2 와같다. 실험체의변형정도에따른 BOTDR 에서계측된상대변형률응답의변화는실험마다약 20 의변형률을나타내었다. 주변잡음은최대 50 정도이므로 3 단계정도의변형률차이인경우계측이가능할것으로판단된다. (a) Absolute strain Fig. 2 Compensate strain of specimens ( (b) Relative strain : range of specimen) 4. 결론 탄소섬유시트에광섬유를매립한형태의센싱보강재는 BOTDR 을이용하는경우탄소섬유시트보강부재의보강수준을판단하는기본적인근거자료로활용될수있음을확인하였다. 감사의글 이연구는국토교통부건설기술연구개발사업의연구비지원 ( 과제번호 : 17SCIP-B ) 에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. 김병철외 3 인, 광섬유매립탄소섬유시트의 Brillouin-OTDR 변형률응답분석, 한국복합신소재구조학회논문집제 2 권제 4 호, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

161 34) 바텀애시미분말을주원료로한지반개량재연구 The Study on the ground improvement material with Coal Bottom Ash fine powder as main source 여동준 * 이병석 ** 이영원 *** Yeo, Dong Jun Lee, Byung Seok Lee, Yeong Won ABSTRACT In this study, the soil improvement material was studied by mixing coal bottom ash and various stimulants with using main material. The ball mill equipment was used to grind the bottom ash, and the soil and stimulate materials were mixed and cured for 7 days, and the optimum mixing ratio was determined by measuring the compressive strength. And the compressive strength of each test specimen was measured using a bottom ash passed through a No. 35 sieve and fine grinding bottom ash, and the effect of improving the strength of the fine grinding bottom ash was analyzed. 요약본연구에서는석탄바텀애시와각종자극제를주재료로혼합한지반개량재를연구하였다. 볼밀장비를사용해바텀애시를분쇄하였고, 토양과자극제들을혼합및 7 일간경화시킨후, 압축강도를측정하여최적혼합비를결정하였다. #35 체를통과한바텀애시및미분쇄된바텀애쉬를각각사용하여각시험편의압축강도를측정하고, 미분쇄된바텀애시의강도증진효과를분석하였다. 1. 서론 바텀애시 (Bottom Ash) 는석탄화력발전소의소각로에서석탄이연소될때입자의크기가큰회성분이미분탄연소보일러의저부에떨어져발생하는석탄회로서, 재활용률이높은플라이애시 (Fly Ash) 에비해재활용률이낮아대부분매립되어왔지만, 회처리장의용량한계및환경문제로이를재활용하는방안이요구된다. 본연구에서는입자의크기가큰바텀애시를미분쇄하여미분말화시켰고, 이상태의바텀애시를여러자극제들과혼합해바텀애시를주원료로한지반개량재를연구하여바텀애시의활용가능성을검토하였다. 2. 실험계획 2.1 실험개요본연구에서는미분말바텀애시를주원료로사용하였고시멘트, 자극제D, 자극제E, 플라이애시와혼합하여, 바텀애시미분말의지반개량로서의활용가능성평가를위해일축압축강도시험을진행및배합비별로비교분석하였다. * 정회원, 전북대학교토목공학과석사과정 ( 교신저자 : bbteutenu@jbnu.ac.kr) ** 정회원, 전북대학교토목공학과교수 *** 정회원, 엔지니어스관리부차장 포스터세션 _ 바텀애시미분말을주원료로한지반개량재연구 145

162 2.2 사용재료 바텀애시본실험에서사용한바텀애시는여수에있는 A 사에서 30 시간동안특수분쇄하여미분말화시킨바텀애시를사용하였고화학성분은 Table 1 과, 분쇄시간에따른바텀애시분말도는 Table 2 와같다. Table 1. Chemical composition(%) of bottom ash SiO 2 Al 2O 3 Fe2O3 CaO MgO Na 2O K 2O TiO 2 ZrO 2 P 2O 5 LOI Table 2. Bottom ash fineness of grinding time Grinding Time (hr) Fineness ( cm2 /g) ,470 3,250 5,110 6, 시멘트본실험에서사용한시멘트는 KS L 5201 에규정된 B 사일반포틀랜드시멘트로화학적성분은 Table 3 과같다. Table 3. Chemical composition(%) of cement CaO SiO 2 Al 2O 3 MgO Fe 2O 3 SO 3 Ig. loss Free CaO insoluble residue 자극제본실험에서사용한자극제들은 D 사에서사용하는자극제 D, E 사에서사용하는자극제 E 그리고플라이애시가사용되었으며각자극제의화학적성분은 Table 4 와같다. Table 4. Chemical composition(%) of Activator and Fly Ash Sample Chemical composition (%) SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Cl K2O TiO2 Na2O P2O5 Activator D Activator E Fly Ash 실험방법개량재는원지반토의 6% 만첨가하였고, 바텀애시의최적사용량을찾아내기위해개량재에바텀애시 : 시멘트의비를 5:5, 6:4, 7:3, 8:2, 9:1, 10:0 으로배합하여원추형몰드 (D = 5cm, H = 10cm) 를이용해공시체를제작및 7일간양생후일축압축시험을진행해최대압축강도가나온시편의바텀애시의함유율을추후시험군에도균일하게사용하였다. 앞선시험의결과를통해, 모든시험군배합비에바텀애시미분말을 60% 균일하게사용하였으며, 40% 에는시멘트 : 자극제D, 시멘트 : 자극제E, 시멘트 : 플라이애시 3종류의실험군을각각 3:1, 2:2, 1:3, 0:4로배합하여공시체제작및 7일간양생후일축압축시험을진행및최대압축강도를나타내는시험군의배합비를 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

163 Model Polynomial Adj. R-Square Value Standard Error L Intercept L B L B Model Polynomial Adj. R-Square Value Standard Error G Intercept G B G B Model Polynomial Adj. R-Square Value Standard Error B Intercept B B B B 최적의배합비로선정하였다. 또한, 이최적의배합비를원지반토와기존에사용하고있는지반개량재및분쇄전의바텀애시와비교해미분말바텀애시를사용한지반개량재의효율을분석하였다. 3. 실험결과분석및고찰 3.1 바텀애시최적사용량도출바텀애시와시멘트만을혼합한개량재의배합비에따른압축강도결과는 Table 5와같다. Table 5. Maximum compressive strength of mixing with bottom ash and cement Bottom Ash : Cement (%) 50 : : : : : 10 Maximum compressive strength (kpa) 시험결과, 바텀애시와시멘트의비가 60 : 40 일때의압축강도가 457.4kPa 로가장높게나왔으며, 이실험결과에따라바텀애시의함유량은추후시험군에서도 60% 로균일하게사용하였다. 3.2 지반개량재의최적배합비도출모든개량재배합비에바텀애시 60% 와, 40% 의시멘트 : 자극제D, 시멘트 : 자극제E, 시멘트 : 플라이애시 3종류의시험군배합비에따른압축강도결과는 Fig 1, Fig 2 그리고 Fig 3에나타내었다. UCS(kPa) B(60):C(30):D(10) B(60):C(10):D(30) B(60):C(20):D(20) B(60):D(40) Fig. 1 Cement : Act. D UCS(kPa) B(60):C(30):E(10) B(60):C(10):E(30) B(60):C(20):E(20) B(60):E(40) Fig. 2 Cement : Act. E UCS(kPa) B(60):C(30):F(10) B(60):C(10):F(30) B(60):C(20):F(20) B(60):F(40) Fig. 3 Cement : Fly Ash 시험결과바텀애시 60% : 시멘트 20% : 자극제 D 20% 의최대일축압축강도가다른시료군에비해높은강도를나타내어최적배합비로선정하였다. 3.3 미분쇄바텀애시의강도증진효과분석 3.2 의최적배합비와다른시험군들의 7일압축강도를비교한결과를 Fig 4 ~ Fig 7에나타내었다. 시험결과, 바텀애시를사용한지반개량재를이용해원지반에대해지반개량시 2배이상의강도증진효과가나타났으며, 기존에사용되고있는지반개량재대비 78 ~ 83% 의효율을나타내었다. 또한, 분쇄전바텀애시를사용하였을때보다약 1.24 배증가한압축강도결과를나타내었다. UCS(kPa) Natural ground 500 test1 test2 450 test kPa 169.9kPa kPa axial strain(%) Fig. 4 Natural ground UCS(kPa) kPa kPa kPa Ground improvement 250 material 200 test1 150 test2 100 test axial strain(%) Fig. 5 Ground improvement material 포스터세션 _ 바텀애시미분말을주원료로한지반개량재연구 147

164 UCS(kPa) A2(Bottom Ash) 700 test1 650 test2 600 test kPa kPa kPa axial strain(%) Fig. 6 Before grinding bottom ash UCS(kPa) kPa kPa kPa A2(Fine Grinding 250 Bottom ASh) 200 test1 150 test2 100 test axial strain(%) Fig. 7 After grinding bottom ash 4. 결론 1) 바텀애시를주원료로사용한지반개량재를연구한결과, 기존에사용하는지반개량재대비약 80% 의강도증진효율을나타내어지반개량재로서의바텀애시재활용가능성이충분하다고판단되며, 분말도가높은바텀애시를사용할시, 낮은분말도에비해높은강도증진효과를보였다. 2) 미분쇄된바텀애시의높은분말도를활용해슬러리화시켜유동성및결합성이강한지반개량재를개발한다면, 적은비용으로토양개량및다방면으로활용할수있을것으로판단된다. 3) 장기적인양생및압축강도측정을통해바텀애시미분말의강도증진효과분석이필요하며, 다양한자극제를사용해보다높은강도증진을유도하며활용하는연구가필요하다. 감사의글 이논문은 2018 년도중소기업청기술개발지원사업에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. 국길근, 김혜양, 천병식 (2010), 화력발전소부산물인석탄회의공학적특성에관한연구, 한국지반환경공학회, 11(5), Chai Jaturapitakkul, Raungrut Cheerarot, Development of Bottom Ash as Pozzolanic Material, Journal of Materials in Civil Engineering, 2003, 15(1): 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

165 35) 섬유혼입량이섬유보강콘크리트재료특성에미치는영향 Effect of Varying Contents of Fibers on the Material Properties of Fiber-Reinforced Concrete 양인환 * 박지훈 ** 최정선 *** 부이광테 *** Yang, In Hwan Park, Ji Hun Choi, Jeong Seon Bui, Quang The ABSTRACT The purpose of this study is to investigate the effect of various fiber contents on the material properties of fiber reinforced concrete (FRC). The fiber contents of 1%, 1.5%, and 2% were used. The compressive strength test was carried out by using a hydraulic compression testing machine with a capacity of 2000 kn and the CMOD test was conducted by 3-point load method. 요약이연구는섬유혼입량이섬유보강콘크리트재료특성에미치는영향에대하여파악하고자하였다. 1%, 1.5%, 2% 의강섬유혼입률을실험변수로설정하였다 kn 용량의콘크리트압축강도강도시험기를사용하여압축강도실험을수행하였고, 3 점하중재하방법에의해균열개구변위 (CMOD) 측정실험을수행한후재료특성을파악하였다. 1. 서론 섬유보강콘크리트는보통강도콘크리트 (NSC) 와고강도콘크리트 (HSC) 의역학적물리적특성을개선하기위하여강섬유를혼입시켜제작된콘크리트이다. 본연구에서는강섬유를 1, 1.5, 2% 혼입한원주형시편및프리즘시편을제작하여재료특성을분석하였다. 2. 재료및배합 본연구에서의사용된콘크리트는잔골재만포함한다. 바인더로써 OPC 와반응성분체로지르코늄, 실리카퓸, 필러를사용하였다. 배합에사용된 w/b 는 0.22 이다. 사용된강섬유의직경은 0.2 mm 이고길이는 16.5 mm 이다. 3. 실험방법 강섬유혼입률실험변수에따라원주형시편과사각단면을갖는프리즘시편을제작하였다. 사각단면시편크기는 mm 이다. 3 점하중재하법에의해 COMD 시험을수행하였으며, 노치의깊이는 10 mm 이고, 폭은 3.44 mm 이다. 시편하면의노치끝단에 5 mm 용량의균열게이지를설치하여노치의개구부균열변위즉, CMOD 를측정하였다. * 정회원, 군산대학교, 토목공학과, 교수 ** 정회원, 군산대학교, 토목공학과, 박사과정 *** 정회원, 군산대학교, 토목공학과, 석사과정 포스터세션 _ 섬유혼입량이섬유보강콘크리트재료특성에미치는영향 149

166 4. 실험결과 강섬유혼입률이 1.0% 에서 1.5% 로증가할때압축강도및탄성계수, 극한변형률은증가하는경향을나타낸다. 또한, 강섬유량이 1.0% 에서 1.5% 로증가함에따라 CMOD 최대하중, 인장강도가증가하지만, 강섬유량이 1.5 및 2.0% 일때 CMOD 최대하중과인장강도는뚜렷한차이가나타나지않는다. Compressive Stress (MPa) Specimen 1 40 Specimen 2 Specimen 3 20 Specimen 4 Specimen Strain (m/m) Fig. 1 압축응력-변형률관계곡선 ( 강섬유량 =1.0%) Tensile stress (MPa) Specimen 1 Specimen 2 Specimen 3 Specimen 4 Specimen 5 Specimen 6 Specimen 7 Specimen CMOD (mm) Fig. 2 인장응력 -CMOD 곡선 ( 강섬유량 =1.0%) 5. 결론 본연구에서는압축강도및 3 점하중재하실험을통하여섬유보강콘크리트의재료특성을파악하였다. 강섬유혼입량이 1.5% 및 2.0% 일때 CMOD 최대하중, 인장강도는뚜렷하게증가하지않으며, 이는강섬유량이어느정도이상일때섬유의방향과분산성에영향을미치기때문이다. 감사의글 본연구는국토교통부 / 국토교통과학기술진흥원건설기술연구사업의연구비지원 (13 건설연구 A02) 에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. 양인환, 김경철, 박지훈, 최정선, 부이광테, " 인장강도특성을고려한 UHPC 보의휨모멘트 - 곡률관계해석 ", 한국콘크리트학회봄학술대회논문집제 30 권제 1 호, 2018, pp Kim, K. C., Yang, I. H., Joh, C. B., "Effects of Single and Hybrid Steel Fiber Lengths and Fiber Contents on the Mechanical Properties of High-Strength Fiber-Reinforced Concrete", Advances in Civil Engineering, Vol. 2018, Artcle ID , pp 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

167 36) 초고성능콘크리트의균열보수성능평가 Evaluation on Performance of Cracking Repair of Ultra High Performance Concrete 고경택 * 안기홍 ** 류금성 *** 김병석 **** Koh, Kyung Taek An, Ki Hong Ryu, Gum Sung Kim, Byung Suk ABSTRACT The direct tensile performance of the ultra high-performance concrete(uhpc) was evaluated by cracking injection repairs according to the width of the crack, assuming that the crack occurred at the stage of construction or service. It was found that the tensile strength of the high-performance concrete exceeded the tensile strength of the original ultra-high-performance concrete without cracking. 요약초고성능콘크리트가시공또는사용단계에서균열이발생하는경우를상정하여균열폭에따라균열주입보수를한다음직접인장성능을평가하였다. 그결과, 균열주입공법으로보수된초고성능콘크리트는균열이발생하지않은원래의초고성능콘크리트의인장강도를상회하는것으로나타났다. 1. 서론 초고성능콘크리트 (UHPC) 는압축강도가 120 MPa 이상의초고강도이면서단섬유단독또는장 단섬유를혼합하여높은직접인장특성을보유하고있으며, 또한시멘트경화체의조직이매우밀실하여열화인자의침입이어려워수밀성과내구성이매우뛰어난특징을갖고있다. UHPC 는전세계적으로교량, 건축, 내 외장재및국방시설물등다양한시설물에적용되고있으며, 국내에서도마찬가지로다양하게적용되고있다. UHPC 도콘크리트의일종이므로시공또는사용단계에서예상하지못한상황에서균열이발생할수있다. 그러나균열이발생한 UHPC 의보수방법등에대해검토가되어있지않는실정이다. 따라서본논문에서 UHPC 가균열이발생하는경우를상정하여일정한폭으로균열을유도한시험체에균열주입보수를실시한다음에따라직접인장시험을실시하여균열보수성능을평가하였다. 2. 실험계획 2.1 UHPC 본연구에서는적용한 UHPC 는압축강도 120MPa 이상, 인장강도 7MPa 이상이고, 전체수축은 이하이다. 사용한강섬유는직경 0.2mm, 길이 20mm 이고, 혼입률은 1%(V f ) 이다. 2.2 보수공법적용된보수공법은건설신기술 822 호로 V-cut 공정없이 T-PORT 를균열부에부착시킨후 1차로기계에 * 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부연구위원 ( 교신저자 : ktgo@kict.re.kr) ** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부전임연구원 *** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부수석연구원 **** 비회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부선임연구위원 포스터세션 _ 초고성능콘크리트의균열보수성능평가 151

168 서직접주입하고, 2 차로탄성저장관에저장된보수액 ( 에폭시 ) 이수축팽창을통해내부압력이증가하면서자동주입되는공법이다. 또한균열내부공기배출이가능하고, 재주입이용이하여미세균열 (0.1 mm) 까지보수가가능한특징을갖고있다. 2.3 균열시험방법 UHPC 로제작된직접인장시험체에대해직접인장시험을통해일정한폭 (0.15, 0.2, 0.5, 1.0mm) 으로균열을유도한다음, 상기건설신기술 822 호의시공절차에따라균열보수를실시하였다. 보수된시험체는일정양생기간을걸치고난다음직접인장시험을실시하였다. Fig.1 은균열보수 UHPC 시험체의직접인장시험개요이고, Fig.2 는균열보수된직접인장시험체모습이다. Fig. 1 균열보수시험체의직접인장시험개요 Fig. 2 균열보수된 UHPC 직접인장시험체 3. 실험결과및고찰 Fig.3 은균열보수전후의 UHPC 의직접인장강도결과이고, Fig.4 는균열보수직접인장시험체의균열모습이다. 직접인장시험체중앙에직접인장강도시험으로 0.15 mm, 0.2 mm, 0.5 mm, 1.0 mm 의균열폭을유도하고균열부위에에폭시주입후직접인장시험을실시한결과, 균열폭과관계없이보수전보다보수후의직접인장강도가모두증가하는것으로나타났다. 균열보수 UHPC 시험체의직접인장력에대한균열발생위치는균열보수부위에서발생되지않고새로운곳에서균열이발생하였다. 이것은에폭시주입에의한균열보수한부위의부착강도가 UHPC 의인장강도보다높기때문에기존균열보수부위가아닌새로운곳에서균 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

169 열이발생되는것으로분석된다. 따라서 UHPC 타설과정또는구조물사용기간중에균열이발생하더라도에폭시주입등으로균열을보수할경우에는구조물안전성에별다른문제가없을것으로판단된다. Fig. 3 균열보수전 후 UHPC 시험체의인장강도비교 (a) 0.15 mm (b) 0.2mm (c) 0.5 mm (d) 1.0 mm Fig. 4 균열보수인장성능시험체의균열모습 4. 결론 이연구에서는 UHPC 가시공또는사용단계에서균열이발생하는경우를상정하여균열폭에따라균열주입보수를한다음직접인장성능을평가하였다. 그결과, 에폭시주입공법으로보수된 UHPC 는균열이발생하지않은원래의 UHPC 의인장강도를상회하는것으로나타났다. 따라서 UHPC 타설과정또는구조물사용기간중에균열이발생하더라도에폭시주입등으로균열을보수할경우에는구조물안전성에별다른문제가없을것으로판단된다. 감사의글 본연구는국토교통부 / 국토교통과학기술진흥원건설기술연구사업 (13 건설연구 A02) 의연구비지원에의해수행되었습니다. 포스터세션 _ 초고성능콘크리트의균열보수성능평가 153

170 참고문헌 1. 고경택, 안기홍, 박승훈, 류금성, 초고성능콘크리트에서순환재료의활용, 한국건설순환자원학회지 Vol.13, No.1, pp.8-13, 한국건설기술연구원, 국토교통과학기술진흥원, 80MPa~180MPa 급맞춤형 SUPER Concrete 의제조기술및재료모델 지침개발, 케이피지, 건설신기술 822 호기술자료집 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

171 37) 슈퍼콘크리트의수밀성평가 Evaluation on Air Permeability of SUPER Concrete 안기홍 * 고경택 ** 류금성 *** 김병석 **** An, Ki Hong Koh, Kyung Taek Ryu, Gum Sung Kim, Byung Suk ABSTRACT In this study, to evaluate the water-tightness of SUPER Concrete, we evaluated air permeability of high strength concrete with 80 MPa and ultra-high performance concrete with 120 MPa and 180 MPa, It was found that the water-tightness of SUPER Concrete was about 200 times to 1,200 times better than normal concrete with 40 MPa. Therefore, SUPER Concrete is very likely to be applied to structures requiring air tightness. 요약본연구에서슈퍼콘크리트의수밀성을평가하기위해압축강도 80MPa 굵은골재사용고강도콘크리트, 120MPa 와 180MPa 섬유보강초고성능콘크리트의투기성을평가하였다. 그결과, 슈퍼콘크리트는 40MPa 급콘크리트에비해 200 배에서 1,200 배정도수밀성이우수한것으로나타났다. 따라서슈퍼콘크리트는기밀성을요구되는구조물에적용가능성이매우높은것으로분석된다. 1. 서론 최근전세계적으로 ( 초 ) 고강도콘크리트, 초고성능콘크리트기술이개발되어구조물에적용실적이증가하고있다. 국내에서도이런콘크리트강도를포함한 SUPER Concrete 기술이개발되고있으며, 국내 외에서현장적용실적을갖고있다. SUPER Concrete 는크게굵은골재사용 80~120MPa 급 SUPER Concrete 와섬유보강 120~180MPa 급 SUPER Concrete 로구별된다. 여기서굵은골재사용 SUPER Concrete 는고강도콘크리트 (High Strength Concrete, HSC), 섬유보강 SUPER Concrete 는초고성능콘크리트 (Ultra High Performance Concrete, UHPC) 를대응한다. SUPER Concrete 의적용범위를다양하기위해다양한성능평가및검증이필요하다. 본연구에서 SUPER Concrete 의수밀성에초점을맞추어압축강도 80MPa 굵은골재사용고강도콘크리트, 120MPa 와 180MPa 섬유보강초고성능콘크리트의투기성을평가하였다. 그리고비교를위해압축강도 40MPa 에대해서도동일한시험을수행하였다. 2. 실험계획 2.1 SUPER Concrete 본연구에서는적용한 SUPER Concrete 는압축강도 80MPa 급굵은골재사용 SUPER Concrete(SC80) 과압축강도 120MPa 급, 180MPa 급섬유보강 SUPER Concrete(SC120f, SC180f) 이다. 그리고비교를위해압축강도 40MPa 급보통콘크리트 (NC40) 를제조하였다. * 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부전임연구원 ( 교신저자 : agh0530@kict.re.kr) ** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부연구위원 *** 정회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부수석연구원 **** 비회원, 한국건설기술연구원인프라안전연구본부선임연구위원 포스터세션 _ 슈퍼콘크리트의수밀성평가 155

172 2.2 투기성시험방법 투기성시험은 mm의크기를갖는직육면체공시체를제작하여수중양생과정을거친후도포한한후항온항습실 (23±2, 65±10% R.H) 에서 7 일간기건양생을실시한다음실시하였다. 투기성시험은 Torrent 가제안한직접가업장치를사용하였다. 이장비는 Fig. 1 과같이이중으로되어있는진공실에서콘크리트내부의공기가표면의수직방향으로빨려들어가내측진공실의기압에변화를주는것을 720 초동안측정함으로써콘크리트의투기성을평가하는것이다. Fig. 1 직접가압장치에의한콘크리트투기성시험 3. 실험결과및고찰 표 1 은압축강도와인장강도그리고투기성시험결과이다. 콘크리트의강도에따라투기계수는크게작아지는경향을하고있다. NC40 의투기계수는 m2으로비교적크게나타났고, SC80 은 m2으로작게나타났다. 그리고 SC120f 와 SC180f 는각각 과 m2으로매우작게나타났다. 이런결과는콘크리트의강도가커지면서내부조직의치밀해진결과로분석된다. 그리고 SC120f 와 SC180f 는최밀층이론에의해배합설계되었고, 강섬유사용으로수축에의한미세한균열등을방지되었다. 이상과같이콘크리트의강도에따라투기성을평가한결과, SC80 은 NC40 에비해 200 배이상투기성능이향상되고, SC120f 와 SC180f 는각각 500 배와 1200 배정도투기성능이향상되는것으로나타났다. 따라서슈퍼콘크리트는기밀성이요구되는구조물에적용할경우에는그효과가매우높을것으로판단된다. Table 1 Test results Types Compressive strength(mpa) Splitting Tensile strength (MPa) Direct Coefficient of air permeability ( m 2 ) NC SC SC120f SC180f 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

173 4. 결론 SUPER Concrete 의수밀성에초점을맞추어압축강도 80MPa 굵은골재사용고강도콘크리트, 120MPa 와 180MPa 섬유보강초고성능콘크리트의투기성을평가하였다. 그리고비교를위해압축강도 40MPa 에대해서도동일한시험을수행하였다. 그결과, SC80 은 NC40 에비해 200 배이상투기성능이향상되고, SC120f 와 SC180f 는각각 500 배와 1200 배정도투기성능이향상되는것으로나타났다. 따라서슈퍼콘크리트는기밀성이요구되는구조물에적용할경우에는그효과가매우높을것으로판단된다. 감사의글 본연구는국토교통부 / 국토교통과학기술진흥원건설기술연구사업 (13 건설연구 A02) 의연구비지원에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. 고경택, 안기홍, 박승훈, 류금성, 초고성능콘크리트에서순환재료의활용, 한국건설순환자원학회지 Vol.13, No.1, pp.8-13, 한국건설기술연구원, 국토교통과학기술진흥원, 80MPa~180MPa 급맞춤형 SUPER Concrete 의제조기술및재료모델 지침개발, 포스터세션 _ 슈퍼콘크리트의수밀성평가 157

174 38) 전기로산화슬래그잔골재혼입량에따른콘크리트의염화물확산계수의평가 Evaluation of Chloride Diffusion Coefficient of Concrete According to Mixing Amount of Electric Arc Furnace Oxidizing slag Fine Aggregate 임희섭 * 윤용식 ** 조성준 ** 권성준 *** Lim, Hee Seob Yoon, Yong Sik Cho, Sung Jun Kwon, Seong Jun ABSTRACT In this paper, the accelerated chloride diffusion test was carried out by replacing 0%, 30%, and 50% of fine aggregate with electric arc furnace slag with concrete. As a result of this study, chloride diffusion coefficient according to mixing amount of electric furnace oxidizing slag did not show much difference compared to OPC concrete. 요약본논문은전기로산화슬래그잔골재를 0%, 30%, 50% 로치환하여콘크리트를제작하여촉진염화물확산시험을진행하였다. 본연구의실험결과전기로산화슬래그의혼입량에따른염화물확산계수는 OPC 콘크리트와비교하여큰차이를나타내고있지않았다. 1. 서론 인류문명의발전으로인하여산업부산물은지속적으로발생함에따라재활용에대한연구가활발히진행되고있다. 특히건설산업에서천연자원고갈로대체재료에대한연구가진행되고있다. 본연구에서는철강산업으로발생되는전기로산화슬래그를대상으로건설재료의사용가능성을검토하기위하여전기로산화슬래그잔골재를혼입한콘크리트의염해내구성을평가하였다. 2. 사용재료및실험방법 본연구에서는물 - 시멘트비를 60% 로고정하고전기로산화슬래그잔골재를 0%, 30%, 50% 로치환하여콘크리트를제작하였고다음 Table 1 에배합사항을나타냈다. 제작된콘크리트를대상으로재령 28 일에서 Tang s method 에의거하여촉진염화물확산시험을진행하였다. 촉진염화물확산시험은각배합에대하여 3 개의시편을제조하였으며염화물침투깊이를측정하여, 그평균값을결과로사용하였으며, 염소이온침투깊이로부터콘크리트의염화물확산계수를도출하였다. * 정회원, 한남대학교토목환경공학과박사후연구원 ( 교신저자 : heesubjm@naver.com) ** 정회원, 한남대학교토목환경공학과대학원 *** 정회원, 한남대학교토목환경공학과교수 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

175 Table 1. Mixing design of concrete Sample W/C (%) W C Unit weight (kg/m 3 ) Fine aggregate Sand EOS Coarse aggregate Ad. (%) Unit volume weight (ton/m 3 ) OPC 732-1, OPC-E , OPC-E , W: Water C: Cement EOS: Electric arc furnace oxidizing slag 3. 실험결과분석및고찰 전기로산화슬래그잔골재의혼입량에따른콘크리트의염화물확산계수에대한결과를다음 Table 2 에나타냈다. 전기로산화슬래그잔골재혼입량이 30% 에서 m 2 /s 로 OPC 콘크리트에비해소량증가하였지만, 전기로산화슬래그잔골재혼입량이 50% 에서는소량감소하는것으로나타났다. Table 2. Test result of chloride diffusion coefficient Chloride penetration depth (mm) Apparent chloride coefficient ( m 2 /s) OPC OPC-E OPC-E 결론 본연구에서는전기로산화슬래그를혼입한콘크리트의염화물확산계수를평가하였다. 전기로산화슬래그잔골재의혼입량에따른촉진염화물확산시험결과 OPC 콘크리트와비교하여염화물확산계수가큰차이를나타내지않았다. 감사의글 이논문은 2015 년도한국연구재단연구비지원에의해수행되었습니다. 저자는이에감사드립니다. (NRF- 2015R1A5A ) 참고문헌 1. Yoon Y. S., Kwon S. J., Evaluation of time-dependent chloride resistance in HPC containing fly ash cured for 1 year, Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, Vol.22, No.4, pp.52-59, Kwon, S. J., Effect of Time-dependent Diffusion and Exterior Conditions on Service Life Considering Deterministic and Probabilistic Method, Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, Vol.20, No.6, pp.65-72, (2016) 포스터세션 _ 전기로산화슬래그잔골재혼입량에따른콘크리트의염화물확산계수의평가 159

176 39) 전기로환원슬래그의기초성질평가연구 A Study on the Basic Performance Evaluation of Electric Arc Furnace Reduction Slag 임희섭 * 윤용식 ** 황상현 ** 권성준 *** Lim, Hee Seob Yoon, Yong Sik Hwang, Sang Hyeon Kwon, Seong Jun ABSTRACT In this paper, electric arc furnace reduction slag is generally present in the form of powder, but it crystallizes due to the water processing to form an aggregate. As a result, it was confirmed that the chemical properties of the electric arc furnace reduction slag differed. 요약본논문은전기로환원슬래그발생업체 2 곳을선정하여물리적, 화학적성질을평가하였다. 전기로환원슬래그는일반적으로분말형태로존재하지만, 살수처리로인하여수화반응으로인하여결정화되어골재형태를형성한다. 이에따라전기로환원슬래그의화학적성질이상이하다는것을확인하였다. 1. 서론 철강부산물은매년 2 천만톤이발생함에따라정부에서는 철강슬래그및석탄재배출사업자의재활용지침 을마련하여철강부산물을유효자원으로사용하고자다양한연구가진행되고있다. 특히고로슬래그는건설산업의주요재료로사용됨에따라고부가가치로활용되고있다. 하지만, 철강부산물중전기로환원슬래그는불안정물질을함유함에따라성토용등으로저부가가치로재활용되고있는실정이다. 본연구에서는전기로환원슬래그의물리적및화학적성질에대하여평가하였다. 2. 사용재료및실험방법 본연구에서는전기로환원슬래그발생업체 2 곳을선정하여전기로환원슬래그의물리적및화학적성능평가를진행하였다. 물리적성능평가는밀도, 흡수율, 입도등에대한평가를진행하였으며, 화학적분석은 XRF 측정및 Free CaO 의정량평가를진행하였다. Free CaO 정량평가는에틸렌글리콜법을이용하여전기로환원슬래그입경에따라평가를진행하였다. 3. 실험결과분석및고찰 전기로환원슬래그의물리적성질에대하여다음 Table 1 에나타냈다. 전기로환원슬래그는밀도는 1.16, 1.24 ton/m 3 로나타났으며, 흡수율은약 1.65% 로나타났다. 발생업체에따른물리적성질에대한차이는크게나타나지않았다. 전기로환원슬래그의입도에대하여다음 Fig 1 에나타냈다. 전기로환원슬래그는골재형태와분말형태로분류되었다. * 정회원, 한남대학교토목환경공학과박사후연구원 ( 교신저자 : heesubjm@naver.com) ** 정회원, 한남대학교토목환경공학과대학원 *** 정회원, 한남대학교토목환경공학과교수 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

177 전기로환원슬래그는전기로포트에서배출시분말형태와골재형태로배출된다. 일반적으로전기로환원슬래그는서냉되면 CaO 반응에의해미분화되어분말형태가되지만, 야적시분진으로인하여살수처리를하게된다. 이에따라물과전기로환원슬래그내반응성물질이결합하여수화반응으로결정화하여골재형태를형성된다. Table 1. Physical properties of ERS Company A B Density (ton/m 3 ) Absorption (%) (a) Aggregate Fig 1. Type of ERS (b) Powder 다음 Table 2 는전기로환원슬래그의화학적분석결과를나타낸것이다. 전기로환원슬래그발생업체 2 곳에서골재형태및분말형태의전기로환원슬래그를분류하여실험을진행하였다. 분석결과업체에따라 Fe 2 O 3, Al 2 O 3, CaO 의차이가나타남을확인할수있었다. 이는철강생산재료의차이로나타난것으로사료된다. 또한입경에따라화학성분의차이가나타남을확인하였다. 전기로환원슬래그의 Free CaO 함량평가결과 A 업체에서는 1.1%, 1.7% 로나타났으며, B 업체에서는 0.8%, 1.3% 로나타났다. Free CaO 는비정질물질로야적조건에따라큰차이를나타낼것으로사료된다. Table 2. Chemical properties of ERS (XRF measurement) Content (%) CaO SiO 2 Al 2O 3 MgO Fe 2O 3 MnO Other Free CaO A (a 1 ) A (p 2 ) B (a 1 ) B (p 2 ) a 1 : Aggregate form p 2 : Powder form 4. 결론 본연구에서는전기로환원슬래그발생업체에따른물리적, 화학적성질에대하여평가하였다. 전기로환원슬래그발생업체의생산재료에따라전기로환원슬래그의화학성분이큰차이를나타냄을확인할수있었으며, 야적시살수처리에따른전기로환원슬래그입경에따라화학적성질이상이함을확인하였다. 물리적성질은업체에따라큰차이를나타내고있지않았다. 추후전기로환원슬래그를대상으로건설재료활용시발생업체및야적조건에따른분류가필요할것으로사료된다. 포스터세션 _ 전기로환원슬래그의기초성질평가연구 161

178 감사의글 이논문은 2015 년도한국연구재단연구비지원에의해수행되었습니다. 저자는이에감사드립니다. (NRF- 2015R1A5A ) 참고문헌 1. Kwon S.J., Lim H.S., Lee H.S., Quantitative evaluation of free CaO in electric arc furnace reduction slag using the ethylene glycol method, Journal of the Korea Institute of Building Construction, Vol.18, No.4, pp , Lee H.S., Lim H.S., Ismail M.A., Quantitative evaluation of free CaO in electric furnace slag using the ethylene glycol method. Construction and Building Materials. Vol.131, pp , Chalasani D., Cartlendge F.K.,, Eaton H.C., Tittlebau M.E., Walsh M.B., The effects of ethylene glycol on a cement based solidification process. Hazardous waste and Hazardous Materials Vol.3, pp , N. Faraone, G. Tonello, E. Furlani, S. Maschio, Steelmaking slag as aggregate for mortars: Effects of particle dimension on compression strength, Chemosphere Vol.77, pp , G. Wang, Determination of the expansion force of coarse steel slag aggregate, Construction and Building Materials Vol.24, pp , 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

179 40) 결합재와증점제사용량에따른레올로지특성평가 Evaluation of Rheological Characteristics according to the Amount of Binder and Viscosity Agent 김원우 * 이호재 * 문재흠 ** 서은아 * Kim, Won Woo Lee, Ho Jae Moon, Jae Heum Seo, Eun A ABSTRACT In this study, a material properties test was performed on the effects of the binder and viscosity agents on the rheological properties. When using silica fume rather than fly-ash, yield stress and viscosity reduction were noticeable, while the viscosity and yield stresses were significantly increased in small doses of viscosity agent. 요약본연구에서는페이스트를활용하여결합재와점도조절제가유변학적특성에미치는영향에대한기초적인물성평가를수행하였다. 플라이애시사용할경우보다실리카흄을사용할경우항복응력과점도저하가두드러지게나타났으며, 점도조절제는소량사용에도점도와항복응력이대폭증가하였다. 1. 서론 고유동콘크리트, 수중불분리콘크리트등유동성의제어가필요한콘크리트의개발로인해콘크리트의유동성을정량적으로평가하고자하는연구가수행되고있다. 유동성의정량적평가방법은유변학적특성평가기법을통해수행되고있다, 본연구에서는콘크리트의구성재료, 점도조절제의사용에따라콘크리트의유변학적특성변화경향을평가하고자하였다. 2. 실험계획 2.1 실험개요본연구에서는플라이애시와실리카흄을점도조절제를사용하여사용량에따른페이스트의점도변화에대한기초적인연구를수행하였다. 2.2 사용재료 결합재본실험에서사용한시멘트는국내 A사의보통포틀랜드시멘트 (OPC), Fly Ash(FA) 는 S사의제품, Silica Fume(SF) 은 E사의제품을사용하였다 점도조절제점도조절제 (Viscosity Agent, VA) 는 D 사의셀룰로오스계재료를사용하여점도를조절하였다. * 정회원, 한국건설기술연구원전임연구원 ( 교신저자 : h.lee@kict.re.kr) ** 정회원, 한국건설기술연구원수석연구원 포스터세션 _ 결합재와증점제사용량에따른레올로지특성평가 163

180 3. 실험결과분석및고찰 3.1 결합재별레올로지특성 FA 를사용한배합의경우, FA 치환율과관계없이항복응력은거의차이를보이지않았으나, 점도의경우 10% 치환시소폭감소후에 20-30% 적용시점도가증가하는경향을보였다. SF 의경우 5-10% 치환시항복응력이 50% 정도감소하였으며점도의경우에도감소하였는데 5% 치환시와비교하여 10% 치환시소폭증가하는경향을보였다. Fig. 1 Rheological properties curve(binder) Fig. 2 Rheological properties curve(va) 3.2 점도조절제사용에따른레올로지특성 점도조절제의경우, 결합재대비 0.2, 0.4% 사용했는데소량사용했음에도불구하고항복응력과점도가인상적으로향상됨을확인할수있었다. 4. 결론 고유동, 고점도등의콘크리트의유동성제어를위해서는결합재의치환율에따른기초적인유변학적특성을평가가필요하며, 결합재보다점도조절제가유변학적특성에미치는영향이큰것을확인할수있었다. 감사의글 본연구는국토교통부도시건축연구사업연구비지원 (17AUDP-B ) 에의해수행되었습니다. 이에감사드립니다. 참고문헌 1. 권승희, 장경필, 콘크리트레올로지및펌핑성능예측기술, 콘크리트학회지제 30 권제 2 호, pp.41-48, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

181 41) 섬유보강콘크리트보수재료의성능평가 Water-tightness of fiber reinforced concrete repair materials 김경태 * 강철현 ** 유성원 *** 최영철 **** Kim, Gyeong Tae Kang, Chul Hyun Yoo, Sung Won Choi, Young Cheol ABSTRACT This study investigated the water-tightness of concrete repair materials. For this end, repair mortar with nylon fiber or basalt fiber were manufactured. And compressive strength test and chloride Ion penetration resistance were performed. 요약본연구는콘크리트하수관보수재료의수밀성능을평가하기위해나일론섬유또는바살트섬유를첨가한섬유보강된보수재를제작하였고, 압축강도및염소이온침투저항성실험을수행하였다. 1. 서론 2016 년기준으로우리나라전국하수관로 132,680km 중콘크리트관이 6,296km(45.4%) 에해당하며, 그중 33% 가 20 년이상매설된노후된관으로파악되며, 이러한이유로본연구에서는휨강도를보강할수있는섬유보강이된콘크리트보수재료의성능을평가하였다. 2. 실험계획 2. 실험개요보수재료의성능평가을위하여기존보수재료에분말수지및나일론섬유를첨가한섬유보강보수재료의배합상세는 Table 1과같다. 보수후수밀성평가하기위해모체에노치를만든후보수재료를보강하였고 Fig 3에나타냈으며, 그후 NT-Build 492 에따라염소이온침투저항성를측정하였다. Fig 1. RC member Fig 2. RC-BF0.03 member * 정회원, 가천대학교일반대학원건축공학과박사과정 ** 정회원, 가천대학교일반대학원토목환경공학과석사과정 *** 정회원, 가천대학교토목환경공학과교수 **** 정회원, 가천대학교토목환경공학과부교수 포스터세션 _ 섬유보강콘크리트보수재료의성능평가 165

182 Table 1. Repair material Mixing Design ID W/B (%) Unit mass(kg/m 3 ) C RP NF BF S W SR (g/m 3 ) RC RC-NF RC-NF RC-BF RC-BF Fig 3. Test design Fig 4. Compressive strength 3. 실험결과분석및고찰 3. 실험결과압축강도성능평가결과는 Fig 4에나타냈으며, 기존보수재와강도발현성의큰차이점이없이유사한값으로나타났다. 염소이온침투저항성평가에서는 Fig 1~2 처럼모든시험체에서모체와유사한침투깊이가나타났으며, 분말수지사용량이증가할수록염소이온침투저항성이높게나타났다. 4. 결론 분말수지사용량이증가할수록염소이온침투저항이높게나타났으며, RC 시험체를제외한나머지시험체들은모체와유사한침투깊이를나타냈다. 압축강도평가에서는섬유보강에따른시험체의강도발현성은큰차이점없이유사한성능이나타났다. 감사의글 본연구는환경산업선진화기술개발사업에서지원받았습니다 (No ). 참고문헌 1. EPA (1999), "Trenchless Sewer Rehabilitation", Collection Systems O&M Fact Sheet, pp 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

183 42) 초음파측정을이용한모르타르응결시점평가 Setting Time Evaluation of mortar Using Ultrasonic wave 이정수 * 최현석 * 유성원 ** 최영철 *** Lee, Jung Su Choi, Hyoen Seok Yoo, Sung Won Choi, Young Cheol ABSTRACT This study investigate a setting time of mortar specimens with water-cement ratio of 0.3 ~ 0.5 using an IP-8 measuring system to measure the initial and final results of mortar. 요약본연구는자동응결측정시험장치를이용해물 - 시멘트비 (W/C) 가 0.3~0.5 인모르타르를배합후응결시험을수행하였다. 1. 서론 모르타르는시멘트와잔골재, 물로이루어져있으며, 시멘트의수화작용에의해페이스트가점차유동성을잃어응결현상이일어난다. 이전에는비카침시험과관입저항시험으로초결과종결을측정하였지만최근에는초음파속도를측정하여응결을추정한다. 이러한이유로본연구에서는모르타르응결측정을자동응결측정장치를활용하여초결과종결을평가하였다. 2. 실험계획 2.1 실험개요모르타르응결을평가하기위하여물- 시멘트비 (W/C) 가 30%, 40%, 50% 인모르타르를각각제작하였다. 자동응결측정시험장치와모르타르의배합표는표1과같으며, 배합직후 24시간동안초음파속도를측정하여응결의초결과종결을측정하였다. Fig 1. Close up of on Ultra sonic wave transmission Fig 2. IP-8 measuring system * 정회원, 가천대학교토목환경공학과학사과정 ** 정회원, 가천대학교토목환경공학과교수 *** 정회원, 가천대학교토목환경공학과부교수 포스터세션 _ 초음파측정을이용한모르타르응결시점평가 167

184 Table 1. Mixture proportions of Mortar ID W/C(%) Water(g) Cement(g) fine aggregate(g) Mortar Mortar Mortar Fig 3. Ultrasonic pulse velocity graph Fig 4. Development rate of Ultrasonic pulse velocity graph 3. 실험결과분석및고찰 3.1 실험결과초음파측정결과를 Fig 3에나타냈으며, 초결과종결을확인하기위해가속도그래프를 Fig4 에나타냈다. 초음파속도의변화율이증가하기시작하는시점을초결로보고비교하여보면 30% 모르타르가 40% 모르타르보다초결이 7분빨랐다. 초음파속도의미분치가극대가되는지점을종결로보고비교하여보면 30% 모르타르가 40% 모르타르보다종결이 109 분늦었다. 50% 와비교해보아도비슷한경향을보인다. 4. 결론 물 - 시멘트비 (W/C) 가높아지면초결과종결은점점더느려지는데실험을통해알아본결과는물 - 시멘트비 (W/C) 가높을수록초결은늦어졌지만종결은빨랐다. 감사의글 본연구는환경산업선진화기술개발사업에서지원받았습니다 (No ). 참고문헌 1. 이회근, 이광명, " 초음파속도모니터링에의한고강도콘크리트의응결평가," 한국콘크리트학회 2002 년도콘크리트학회논문집제 14 권제 6 호, 973~981(9page) 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

185 43) 연결접합조건에따른철도일탈방호시설물 (DCP) 의충돌해석변수연구 The Study on Impact Analysis of Railway Derailment Containment Provision(DCP) according to Contact Condition 이나현 * 김지환 ** 강윤석 ** Yi, Na Hyun Kim, Ji Hwan Kang, Yun Suk ABSTRACT In recent years, numerous train derailment accidents caused by deterioration and high speed technology of railways are increased. After railway derailment, human and material damage caused by railway vehicle collapse, outer wall collision, falling, turnover, etc. are increasing. Therefore, a Derailment Containment Provision(DCP) within track was developed to prevent derailment. In order to review developed DCP impact resistance performance, variable study was conducted according to contact condition of DCP and concrete track. 요약전세계적으로철도의노후화및고속화등으로인해열차탈선사고가증가하고있으며, 선로내탈선후철도차량의추락및외벽충돌, 전도등철도차량의일탈에의한인적 물적피해가증가하고있는실정이다. 그러므로본연구에서는철도차량의일탈을방지할수있는일탈방호시설물 (DCP, Derailment Containment Provisions) 을주행레일사이에설치하여탈선에의한일탈을방지할있는시설물을개발하였다. 개발된 DCP 의충돌저항성능을해석적으로검토하기위하여, DCP 와콘크리트궤도의 contact 조건에따라변수연구를수행하였다. 1. 서론 철도차륜의노후화및교량, 토공등철도인프라시설의시공및유지관리의불량, 운행규정미준수, 철도의고속화등으로인해열차탈선에의한사고들이지속적으로발생하고있는실정이다. 선로내탈선에비해탈선후차량의추락및외벽충돌, 전도등에의한인명등사고피해가큰것으로보고되고있다. 그러므로본연구에서는철도차량의일탈을방호할수있는일탈방호시설물 (DCP, Derailment Containment Provisions) 을주행레일사이에설치하여차륜높이에서탈선에의한일탈을방지할수있도록개발하였으며, 개발된 DCP 의충돌저항성능을검토하기위하여, LS-Dyna 유한요소해석프로그램을통해 DCP 에가해지는충돌위치및 DCP/DCP-TCL 의접합 (contact) 조건을변화하며변수연구를해석적으로수행하였다. 2. DCP 충돌해석모델구축 2.1 충돌해석모델및해석변수본연구에서는 Rheda 2000 콘크리트궤도교량구간의 TCL 과 PCL 7m 제원을바탕으로하여 Fig 1와같이 DCP는도상콘크리트층 (TCL) 에 SS41, M24 250mm 길이의셋트앵커로체결한다. Fig.2 에서보는것과같 * 정회원, 한국철도기술연구원첨단궤도토목본부선임연구원 ( 교신저자 : nahyunyi@krri.re.kr) ** 비회원, 한국철도기술연구원첨단궤도토목본부 포스터세션 _ 연결접합조건에따른철도일탈방호시설물 (DCP) 의충돌해석변수연구 169

186 이, DCP-DCP 연결부는 크게 두 가지 종류로 나뉘는데, TCL 연속부에서의 DCP-DCP 연결부의 경우에는 30mm의 두께로 연결재와 함께 마페그라우트로 접합된다. TCL 분리부에서는 DCP는 연성적 거동을 통한 연 속성을 위하여, DCP-DCP 연결부에서는 100mm의 탄성폴리머로 접합하였다 Contact조건을 확인하기 위하여, fail조건에 따라 거동하는 *CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE _TIEBREAK와 완전부착으로 가정한 *CONTACT_TIED_NODES_TO_SURFACE을 적용하여 비교 검토하였다. 또한 Fig. 2에서 보는 것과 같이, 충돌하중의 위치는 Table 1과 같이 정리할 수 있다. Fig. 1 Analysis modeling DCP Fig. 2 Analysis parameter Table 1. Analysis parameter condition Tiebreak Contact Condition Perfect bond Impact Loading Point DTC-A2-C DTC-IC-C DTC-A3-C DTC-DC-C DTD-A5-C DTD-IC-C DTC-A2-P DTC-IC-P DTC-A3-P DTC-DC-P DTD-A5-P DTD-IC-P T7-2 left anchor (275) DCP-DCP Interface (TCL T7-3 left anchor (350) DCP center part T7-1 left anchor (500) DCP-DCP Interface (TCL continuous part) dis-continuous part) 3. 충돌해석결과 3.1 충돌하중을 받는 DCP의 변위 본 연구에서는 개발한 열차일탈방호시설의 일탈방호성능을 차량충돌위치 및 DCP 접합부의 contact조건에 따라 해석적으로 검토하였으며, Fig. 3과 같이 각 충돌위치의 배변에서의 변위를 측정한 결과, Tiebreak contact에서 Perfect bond contact에 비하여 3.28~6.51배 크게 발생하는 것을 확인할 수 있다. 최대 처짐이 발생한 DCP는 Tiebreak contact의 DTD-IC-C으로 TCL불연속 구간의 탄성폴리머 접합구간에서 가장 큰 변 위가 발생하였으며, 충돌위치에 따라 Tiebreak contact으로 접합된 DCP의 변위는 TCL 불연속 구간에서 탄성 폴리머로 접합된 구간인 DTD-IC-C에서 제일 큰 변위가 발생하였으며, Perfect bond contact의 경우에는 마 페그라우트로 이루어진 DCP 앵커 주변의 접합부인 DTC-IC-P에서 가장 큰 변위가 발생하였다. 4. 결 론 본 연구에서는 열차의 탈선에 의한 일탈을 방지하기 위한 일탈방호시설물(DCP, Derailment Containment Provision)을 개발하여, 기존 철도교량에 개발된 DCP를 적용하여 일탈방호 성능을 확보가능한지 해석적으로 검토하였다. 실제 충돌하중에 대한 DCP의 거동을 파악하기 위해서는 접합재료의 물성치에 따라 끊어짐을 모 사하는 Tiebreak contact을 사용하는 것이 적절하다고 판단된다. 그러나, Tiebreak contact의 경우, 앵커에 의한 파괴가 발생하였으며, 프라이아웃 파괴가 발생 가능한 것을 확인할 수 있음으로 DCP 연결 앵커에 대한 재설계 및 검토가 필요하다고 판단된다 한국건설순환자원학회 가을 학술발표 논문집

187 (a) Tiebreak Contact (b) Perfect Bond Contact Fig. 3 DCP displacement-time history 감사의글 이논문은 2018 년도국토교통부의재원으로철도기술연구사업 철도차량일탈방호를위한시설개발및성능기준연구 의지원에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. John O. Hallquist(2006), LS-DYNA Theory Manual, Livermore Software Technology Corporation. 포스터세션 _ 연결접합조건에따른철도일탈방호시설물 (DCP) 의충돌해석변수연구 171

188 44) 페로니켈슬래그미분말과혼화재사용에따른강도특성 Strength Properties of Ferronickel Slag Fine Powders and Admixtures 유정환 ** 남상구 ** 정태준 ** 조설아 ** 박상순 * Yoo, Jeong Hwan Nam, Sang Koo Chung, Tae Jun Jo, Seol Ah Park, Sang Soon ABSTRACT In order to overcome the result that the initial strength is lower than that of OPC through previous researches, the specimens were made to investigate the strength enhancement rate by using the other admixture when using the ferroelast powder as the admixture. 요약선행연구를통해 OPC 보다초기강도가낮게나오는결과를보완하기위하여페로니켈슬래그미분말을혼화재로사용시에다른혼화재를복합사용하여장기적으로강도증진율을알아보기위해시편을제작하여강도특성을고찰하였다. 1. 서론 본연구에서는산업부산물인페로니켈슬래그미분말를혼화재로사용할경우 OPC 보다초기강도가낮게나오는결과를선행연구를통해알수있었다. 이를보안하기위하여페로니켈슬래그미분말을혼화재로사용시에다른혼화재를복합사용하여초기강도를개선하고장기적으로강도증진율을알아보기위해연구하였다. 시멘트질량대비 20% 혼화재로치환하였으며각 Case 별다른비율의혼화재를복합사용하여모르타르시편에대하여강도특성을고찰하였다. 2. 사용재료및시험방법 본실험에서국내 H 사의보통포틀랜드시멘트 (OPC) 와 P 사의페로니켈슬래그 (FNS) 를분쇄밀에 1 차분쇄하여사용하였다. OPC 보다높은강도를위하여 OPC 기준 FNS 를시멘트중량비로 20% 치환배합하였고, 치환된 FNS 중일부를 20% 비율에따라생석회, 염화칼슘, 석고, 등을이용하여다양한배합을해보았다. 또한 A 사의부순모래, 8mm 정도의석분, 혼화제는고성능 AE 감수제, 물 - 결합재비 38% 사용하였다. 실험에는휨강도및압축강도를재령 3,7,28 일의강도를분석하였고, 분석후나온시편파편으로 SEM(Scanning electron microscope) 으로미시적분석을통하여강도의발현과수화생성물의상관관계를고찰하였다. * 정회원, 상명대학교건설시스템공학과교수 ** 정회원, 상명대학교대학원 ( 교신저자 : lasteternity@naver.com) 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

189 3. 실험결과 분석 및 고찰 Fig. 1 Flexural strength graph (Replacement rate 20%) Fig. 2 Compressive strength graph (Replacement rate 20%) (a) (b) Fig.3 The microstructure of OPC (a) 28day Fig. 4 The microstructure of G20 (b) 28day 4. 결 론 OPC 기준 FNS를 20% 치환한 경우와 치환된 FNS 중 일부를 20% 비율에 따라 CaO(C), CaCl₂ 2H₂O(L), CaSO₄(G)을 치환 사용한 결과 휨, 압축강도에서 재령 28일에 경우에서는 모두 OPC보다 높은 강도를 확인하 였으며, SEM에서 초기 재령을 볼때 구조물이 조밀해 보이지 않았고 그로 인해 강도가 낮아 보였다. 특히 재 령 28일에서 G20는 OPC와 대비 했을 때 구조가 훨씬 더 조밀한 모습을 보이고 있다. 그로 인하여 강도가 OPC 보다 더 뛰어난 것으로 보인다. 감사의 글 이 논문은 2018년도 국토교통기술지역특성화사업(18RDRP-B ) 연구비 지원에 의해 수행되었습 니다. 참고문헌 1. Lim Bub Kyu (2017), A Study on The Mechanical Properties and Durability for the Mortar Using Modified Ferronickel slag fines, 석사학위논문, 상명대학교 2. Sang-koo Nam (2018), A Study on the Strength Development Performance of Ferronickel Slag Fine Powders and Admixtures, 논문, 한국건설순환자원학회 포스터 세션 _ 페로니켈슬래그 미분말과 혼화재 사용에 따른 강도 특성 173

190 45) SCD 처리에따른순환골재의 ph 저감효과분석 Analysis of ph Reduction Effect of Recycled Aggregate by using the Supercritical Carbon Dioxide Treatment 김지현 * 박정원 ** 이민희 *** 정철우 **** Kim, Ji Hyun Park, Jeong Won Lee, Min Hee Chung, Chul Woo ABSTRACT Recently, Interest in using recycled aggregate have been increasing because of lack of aggregate in the construction industry. However, recycled aggregate has high ph and causes various problems such as environmental problems caused by runoff. Various methods for reducing the ph of recycled aggregates have been proposed, but this has the problem that the ph rises over time. Therefore, a method for permanently reducing the ph of the recycled aggregate is required. In this study, we propose a method of ph reduction of recycled aggregate using supercritical carbon dioxide to solve these problems. 요약최근건설산업분야에서는골재의부족으로인해순환골재의활용을증대시키기위한관심이증대되고있다. 하지만순환골재는높은 ph 를가지며, 이는유출수로인한환경문제와같은다양한문제들이야기한다. 현재순환골재의 ph 를저감하기위한다양한방법들이제안되고있으나, 이는시간경과에따라 ph 가재상승되는문제를가지고있어영구적으로순환골재의 ph 를저감시킬수있는방법이요구된다. 따라서본연구에서는이러한문제점을해결하기위해초임계이산화탄소를이용한순환골재의 ph 저감방법을제안하고자한다. 1. 서론 최근건설산업분야에서는골재생산량의부족으로인해많은어려움을겪고있다. 이에정부에서는대량으로발생하는폐콘크리트를재활용한순환골재의사용을권장하고있다. 하지만국내에서활용되고있는순환골재의경우, 생산과정에서의품질관리가체계적이지못하며높은 ph 로인해단순매립용으로활용되고있는실정이다. 순환골재를콘크리트골재로의재사용과같은경제적가치가높은형태로활용하기위해서는골재자체의 ph 를저감할수있는추가적인처리가요구된다. 이에관한대안으로이산화탄소를활용하여순환골재의 ph 를저감하고자하는연구가진행되기도하였으나, 이는시간경과에따라순환골재의 ph 가회복되어재상승하는문제점을가지고있다. 따라서본연구에서는초임계이산화탄소 (Supercritical Carbon Dioxide, 이하 SCD) 를활용하여순환골재의적극적인중성화를촉진유도하고영구적으로 ph 를저감할수있는방법을제안하고자한다. 2. 실험계획 2.1 실험개요본연구에서는 SCD 에따른순환골재의 ph 저감효과를분석하기위해순환골재의중성화반응을촉진유도하였다. 그리고 SCD 로중성화처리한순환골재의 ph 저감효과가비평형 (non-equilibrium) 조건에서도구현 * 정회원, 부경대학교공학연구원융복합인프라기술연구소, 전임연구교수, 공학박사 ** 부경대학교건축공학과, 학사과정 *** 부경대학교지구환경과학과정교수, 공학박사 **** 정회원, 부경대학교건축공학과부교수, 공학박사 ( 교신저자 : cwchung@pknu.ac.kr) 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

191 되는지 검증하고자 kinetic 효과를 고려한 대형 연속 칼럼 용출실험을 계획하였다. 이는 실제 현장의 수계(강 우 포함) 용출 환경과 유사한 조건에서 실행하였다. 본 실험에 사용된 순환골재는 Table 1과 같으며, ph 저감 및 그 효과를 검증하기 위한 실험은 2단계로 구성하였다. 우선 2종류의 순환골재를 SCD 처리하여 ph 변화를 확인하고, 이후 SCD 처리된 순환골재를 칼럼 형태로 충진하고 증류수를 칼럼 내부로 주입하여 발생되는 용출 수를 분석하였다. Table 1. Recycled Aggregate types Recycled aggregate Type 10 Type 20 Particle size 5~10mm 13~20mm Image The cross section of concrete waste including aggregates 2.2 실험방법 SCD 처리 본 연구에서는 순환골재의 SCD 반응을 위해 Fig.1과 같은 원형 스테인레스 강철 고압탱크(내부직경 40cm, 높이 60cm, 내부용량 75L) 내부를 순환골재와 증류수로 채우고(SCD의 적극적 반응을 위해 습식 중성화 선 택) 압력 100bar, 온도 50 조건에서 SCD를 주입하여 24시간 동안 반응을 유도하였다. 24시간 반응 후, 순 환골재는 50 의 오븐에서 약 7일간 건조하였다 대형 칼럼을 이용한 용출시험 SCD 처리 후 약 7일간 건조시킨 순환골재는 용출실험을 위해 Fig.2와 같이 아크릴로 제작된 대형 칼럼(내 부직경 16cm, 높이 1m) 내부에 60cm 높이(약 12L)까지 충진하였다. 이후 칼럼의 상부에 설치된 스프레이 주 입부를 통해 증류수가 15ml/min으로 일정하게 주입되게 하였으며, 이때 주입되는 수량은 총 220L로 연평균 강수량(1,500~1,900mm)을 기준으로 약 6년치 강수량에 해당된다. 이후 하부로 유출되는 유출액을 일정 시간 간격으로 채취하여 용출수의 ph와 양이온(Ca2+)농도를 측정하였다. (a) High Pressurized Tank(75L of Capacity) (b) Inside of the Tank with Aggregates (c) Recycled Aggregate Drying Fig. 1 SCD Treatment Process 포스터 세션 _ SCD 처리에 따른 순환골재의 ph 저감 효과 분석 175

192 Fig. 2 The Schematic of the Column Dissolution Experiment 3. 실험결과 SCD 로중성화처리한순환골재를약 7 일간건조시킨후대형칼럼을이용하여용출실험한결과 Fig.3 과같은결과를도출하였다. Fig.3 (a) 에나타난바와같이 SCD 로중성화전 Type 10, 20 순환골재의 ph 는대부분 10.9~12.2 의범위로측정되었으나, SCD 와반응후 8.1~9.1 범위로낮게측정되었다. 이는순환골재의 ph 기준인 9.8 보다낮은수치로써 SCD 처리에따른순환골재의 ph 저감효과가있는것으로확인되었다. 이때 SCD 중성화처리에따른순환골재의입자크기에따른차이는크지않은것으로나타났다. 이를보다명확히검토하기위해대형칼럼실험에서순환골재와접촉한유출수의 Ca 2+ 농도를확인한결과, SCD 처리를하지않은순환골재의용출수내 Ca 2+ 농도는 20~60 mg/l 범위를유지하며비교적높은농도를나타내었다, 반면 SCD 와반응한순환골재의경우, 유출수의 Ca 2+ 농도는반응초기를제외하고 15 mg/l 이하를유지 ( 최저농도 : 9.8 mg/l) 하는것으로측정되었다. 이는순환골재에포함된콘크리트주성분인 Ca(OH) 2 의용출에의한 Ca 2+ 농도가 SCD 중성화처리에따라감소된다는것을의미하며, SCD 처리에의해생성된 Ca(CO) 3 나다른규산염광물에의해순환골재의 ph 가저감된다는것을나타낸결과이다. ph Type 20 without the treatment Type 10 without the treatment Type 20 with the treatment Type 10 with the treatment The Ca 2+ Concentration (mg/l) Type 10 without the treatment Type 10 with the treatment Flushed Volume (l) Flushed Volume (l) (a) The ph of Drained Water (b) The Ca 2+ Concentration in drained Water from the Type 10 Aggregates Fig. 3 The Result of Colume Dissolution Experiment after SCD Treatment 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

193 4. 결론 SCD 에따른순환골재의중성화반응을촉진유도하여 ph 저감효과를분석한결과다음과같은결론을도출하였다. 1) SCD 처리에따른순환골재의 ph 는중성화반응전의 ph 10.9~12.2 대비 8.1~9.1 범위로저감되었으며, 이는 ph 9.8 이하로유지되어 SCD 를이용한순환골재의중성화처리는효과적인것으로판단된다. 2) 또한대형칼럼을이용한용출실험결과로부터, SCD 를이용한순환골재의중성화처리는비평형반응조건에서도순환골재의 ph 를효과적으로저감시킬수있는것으로나타났다. 따라서실제현장에서순환골재가대량으로처리될시외기및강우등과접촉하여발생될수있는용출수의 ph 를제도적기준인 9.8 이하로유지할수있을것으로판단된다. 감사의글 본연구는국토교통부국토교통기술촉진연구사업의연구비지원 (17CTAP-C ) 에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. Baur I., Keller P., Mavrocordatos D., Wehrli B., and Johnson C. A., Dissolution-precipitation behaviour of ettringite, monosulfate, and calcium silicate hydrate, Cement and Concrete Research, Vol. 34, No. 2, pp.341~348, Park, J. Y., Baek, K. B., Lee, M. H., Chung, C. W., and Wang, S. K., The Use of the Surface Roughness Value to Quantify the Extent of Supercritical CO 2 Involved Geochemical Reaction at a CO 2 Sequestration Site, Applied Science, Vol. 7, No. 6, pp , 2017 포스터세션 _ SCD 처리에따른순환골재의 ph 저감효과분석 177

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195 Korean Recycled Construction Resources Institute 특별세션제 6 차골재수급기본계획수립연구 좌장 : 박선규 ( 목원대학교 ) 11월 2일 ( 금 ) 09:20~10:50 1. 제5차골재수급기본계획의평가김진만, 이도헌, 강기웅 2. 중 장기골재수급계획및개발방향김진만, 이도헌, 강기웅 3. 국내의순환골재공급현황분석이도헌, 김진만, 강기웅 4. 부순모래공급량확대필요성에따른환경친화적개발방안강석표, 강혜주 5. 골재채취통계의현실화방안에관한연구박선규 6. 골재생산 유통과정에서의골재품질확보및외부점검강화방안최세진, 김혜정, 김영욱, 이경수, 최민수

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197 제 5 차골재수급기본계획의평가 The Evaluation of 5 th Master Plan for Aggregate Demand-supply 김진만 * 이도헌 ** 강기웅 *** Kim, Jin Man Lee, Do Heun Kang, Ki Woong ABSTRACT Mid and long term master plan for aggregate demand-supply is required to be established every 5 years, and it is an important plan that is the basis of annual demand-supply plan. Through the evaluation of the 5 th master plan, we will present the direction of the 6 th master plan. 요약중장기골재수급계획은매 5 년마다수립하도록규정되어있으며, 년도별골재수급계획의기본이되는중요계획이다. 제 5 차골재수급기본계획평가를통하여다음차기본계획수립의기본방향으로제시하고자한다. 1. 서론 골재수급안정과체계적인골재자원의개발을도모하기위한중장기골재수급계획수립은 골재채취법 제 5 조에의거하여매 5 년마다수립하도록규정되어있으며, 년도별골재수급계획의기본이되는중요계획이다. 본연구에서는제 5 차골재수급기본계획 ( 년 ) 평가를통하여각지역별수급실태및주요골재원별개발여건등을파악하여관련동향이시사하는바를제 6 차골재수급기본계획 ( 년 ) 수립의기본방향으로제시하고자한다. 2. 제 5 차계획기간의건설투자실적 제 5 차골재수급기본계획에서는계획기간의연평균건설투자액 (2010 년불변가격기준 ) 을 조원, 연평균증가율을 2.1% 로전망하였으나, 동기간의연평균건설투자실적은 조원, 연평균증가율 4.8% 로나타나, 전망치보다연평균약 2.7% 증가된건설투자가이루어졌다. 이러한건설투자실적증가추이는골재수요증가에영향을미쳤을것으로예상할수있다. Table 1. 제 5 차계획기간 ( 년 ) 건설투자전망및실적 구분 2014년 2015년 2016년 2017년 2018년 연평균 건설투자 총건설 179, , , , , ,106 전망 ( 증감율 ) (1.8%) (2.4%) (2.3%) (1.6%) (2.3%) (2.1%) 건설투자실적 총건설 198, , , , , ,199 ( 증감율 ) (1.1%) (6.6%) (10.3%) (7.6%) (-1.8%) (4.8%) * 정회원, 공주대학교건축공학과교수, 공학박사 ( 교신저자 : jmkim@kongju.ac.kr) ** 정회원, 공주대학교교수, 공학박사 *** 정회원, 공주대학교친환경콘크리트연구소, 책임연구원 특별세션 _ 제 5 차골재수급기본계획의평가 181

198 3. 제 5 차계획기간의골재수급실적 제 5 차계획기간의골재공급계획은연평균 2 억 1,840 만m3이었으나지자체에서집계된골재허가채취및신고실적은공급계획량의 79.7% 인연평균 1 억 7,409 만m3로나타났으며, 도시화로골재원이부족한서울, 대전, 광주, 대구, 울산, 부산등은 EEZ 와인접시 도에서골재공급이이루어졌다. Table 1. 골재원별공급실적 구분 2014년 2015년 2016년 2017년 2018년 평균 구성비 공급계획 214, , , , , , % 공급실적 1) 145, , , , , , % 소계 84,701 92, ,230 98, ,105 97, % 하천 3,851 1,315 2,952 2,708 2,660 2, % 허가 바다 ( 연안 ) 12,972 13,761 12,772 7, , % 바다 (EEZ) 11,930 13,717 16,092 11,678 8,260 12, % 산림 51,955 58,774 78,143 60,538 73,425 64, % 육상 3,993 4,437 4,271 16,046 15,760 8, % 신고 선별파쇄 60,391 65,931 83,668 84,038 87,173 76, % 기타 2) 57,334 57,832 40,135 73,829 64,212 58, % 주1) 기초지자체의허가 신고물량을집계한것임, 주2) 순환골재등기타골재원 Table 2. 지역별공급실적 수도권 대전충남세종 광주전남 대구경북 동남권 구분 2014 년 2015 년 2016 년 2017 년 2018 년평균구성비 전체 145, , , , , , % 잔골재 56,498 64,004 78,590 77,948 70,007 69, % 굵은골재 88,594 93, , , , , % 소계 44,330 39,367 59,599 51,690 47,093 48, % 서울 % 인천 13,737 12,097 13,892 12,490 5,496 11, % 경기 30,529 27,028 45,383 38,745 41,151 36, % 강원 9,670 13,504 14,100 13,969 15,644 13, % 충북 7,289 7,259 12,739 24,997 27,738 16, % 소계 18,939 18,932 20,229 13,171 14,748 17, % 대전 % 충남 14,378 15,345 16,666 10,716 12,088 13, % 세종 4,513 3,457 3,495 2,392 2,595 3, % 전북 9,225 11,887 13,810 9,712 10,977 11, % 소계 5,767 9,064 10,112 9,437 10,607 8, % 광주 ,007 6,073 2, % 전남 5,754 9,060 10,092 4,430 4,534 6, % 소계 17,709 12,301 16,203 20,188 22,203 17, % 대구 ,179 8,540 3, % 경북 17,050 11,909 15,711 13,009 13,662 14, % 소계 17,469 24,796 31,682 26,576 29,131 25, % 부산 2,269 3,210 5,166 13,578 15,366 7, % 울산 3,252 5,065 6,251 3,163 3,498 4, % 경남 11,948 16,521 20,265 9,835 10,267 13, % 제주 2,764 7,108 3, , % 서해 EEZ 3,128 3,723 4,420 11,371 8,260 6, % 남해 EEZ 8,802 9,994 11, , % 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

199 4. 결론 제 5 차골재수급기본계획의분석결과를바탕으로제 6 차계획에서는개선된추정방법을통해골재수요예측의정확성을높이고자하며, 천연골재원의감소및채취여건변화에따른골재원별 지역별공급추이를반영하여중장기공급계획을수립하고자한다. 감사의글 이논문은 2018 년국토교통부의재원으로수행된 제 6 차골재수급기본계획수립연구 의일환으로수행된결과임을밝히며이에감사를드립니다. 참고문헌 1. 국토교통부, 제 5 차 ( ) 골재수급계획, 특별세션 _ 제 5 차골재수급기본계획의평가 183

200 중 장기골재수급계획및개발방향 Mid and long term Master Plan and Development Guidelines for Aggregate Demand-supply 김진만 * 이도헌 ** 강기웅 *** Kim, Jin Man Lee, Do Heun Kang, Ki Woong ABSTRACT Recently, aggregate mining has been unstable due to the consistently decrease in nature aggregate resources and the strengthening of environmental regulations. This study suggest aggregate demand-supply plan that reflect resources and regional supply trends and seek to promote the stable development of the construction industry. 요약최근천연골재원의지속적인감소와환경규제강화로골재채취는어려운여건에직면하고있다. 본연구는골재원별 지역별공급추이를반영한골재수급계획을제시하고건설산업의안정적인발전을도모하고자한다. 1. 서론 최근하천 육상등천연골재원의지속적인감소와더불어환경규제강화및민원등의이유로골재채취는어려운여건에직면하고있다. 이에국가차원의중장기골재수급계획수립은골재의수급불균형에따른공급부족을사전에예방할수있도록다각적인골재수급안정화방안을마련할필요가있다고판단된다. 따라서본연구에서는채취여건변화에따른골재원별 지역별공급추이를반영한골재수급계획을제시하고건설산업의안정적인발전을도모하고자한다. 2. 골재수요전망 골재수요는건설투자에비례하여증가되며, 국내건설투자전망치에 10 억원당레미콘투입원단위기준으로골재수요를산정하였으며, 잔골재및굵은골재의소요비중은모래 48%, 자갈 52% 를적용하였다. 10 억원당골재투입원단위 : 612 m3 (10 억원당레미콘투입소요량 ) 1.2( 레미콘소요골재투입비중 ) 1/0.72( 골재의레미콘비중 ) = 1,020 천m3 - 잔골재비중 : 0.72( 골재의레미콘비중 ) 52% ( 골재의기타비중 ) 37.5% = 48% - 레미콘외의골재의소요비중은잔골재 [35 40%], 굵은골재 [60 65%] 가정 * 정회원, 공주대학교건축공학과교수, 공학박사 ( 교신저자 : jmkim@kongju.ac.kr) ** 정회원, 공주대학교교수, 공학박사 *** 정회원, 공주대학교친환경콘크리트연구소, 책임연구원 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

201 표 1. 제 6 차계획기간 ( 년 ) 골재수요전망 구분 건설투자 ( 십억원, 2010 년불변가격 ) 레미콘수요 ( 천m3 ) 골재수요 ( 천m3 ) 전년비 (%) 잔골재 굵은골재 2019 년 248, , , , , 년 247, , , , , 년 249, , , , , 년 254, , , , , 년 260, , , , ,329.9 평균 252, , , , , 중장기골재공급계획 중장기골재공급계획은광역시 도가제출한설문조사결과및 EEZ 공급능력등을기준으로지역별수급여건을고려하여협의 조정하였으며, 허가공급계획량은기간평균전체공급량의 58.5%, 신고등기타공급계량은 41.5% 로수립하였다. 표 2. 골재원별공급계획 허가 구분 2019 년 2020 년 2021 년 2022 년 2023 년평균구성비 수요 253, , , , , ,124 공급 265, , , , , , % 소계 152, , , , , , % 하천 4,736 4,203 3,625 3,487 3,499 3, % 바다 ( 연안 ) 8,600 7,900 6,700 5,600 5,550 6, % 바다 (EEZ) 13,000 12,000 10,100 8,000 8,400 10, % 산림 110, , , , , , % 육상 16,115 16,161 16,107 16,163 16,254 16, % 신고등기타 112, , , , , , % 표 3. 지역별공급계획 구분 평균구성비 공급량 265, , , , , , % 잔골재 127, , , , , , % 굵은골재 138, , , , , , % 계 90,490 89,430 89,330 91,110 92,210 90, % 수도권 서울 % 인천 15,100 14,490 13,630 13,210 13,400 13, % 경기 74,750 74,300 75,040 77,190 78,090 75, % 강원 14,225 14,420 14,895 15,691 16,400 15, % 충북 13,630 13,920 14,480 15,420 16,160 14, % 대전충남세종 광주전남 대구경북 계 35,232 35,558 36,150 36,641 37,376 36, % 대전 % 충남 30,612 30,928 31,480 31,801 32,466 31, % 세종 4,470 4,490 4,520 4,690 4,760 4, % 전북 11,370 11,730 12,130 12,860 13,550 12, % 계 18,150 18,450 18,850 19,620 20,280 19, % 광주 % 전남 18,150 18,450 18,850 19,620 20,280 19, % 계 29,270 29,155 29,374 30,280 31,055 29, % 대구 1,100 1,060 1,030 1,020 1,040 1, % 경북 28,170 28,095 28,344 29,260 30,015 28, % 계 36,290 36,620 37,380 38,690 39,780 37, % 동남권 부산 4,950 4,760 4,630 4,660 4,640 4, % 울산 4,600 4,730 4,960 5,380 5,800 5, % 경남 26,740 27,130 27,790 28,650 29,340 27, % 제주 4,040 4,150 4,340 4,110 4,110 4, % 서해EEZ 9,000 8,300 7,100 5,600 5,800 7, % 남해EEZ 4,000 3,700 3,000 2,400 2,600 3, % 특별세션 _ 중 장기골재수급계획및개발방향 185

202 4. 결론 중장기골재수급계획은채취여건을고려하여하천, 육상및바다골재의비중을줄이고, 산림골재와신고등기타골재 ( 선별파쇄, 순환골재등 ) 물량을확대적용하였으며, 자체골재원확보가어려운지역은지역간반출 입을통해수급량조절추진하고자한다. 감사의글 이논문은 2018 년국토교통부의재원으로수행된 제 6 차골재수급기본계획수립연구 ) 의일환으로수행된결과임을밝히며이에감사를드립니다 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

203 국내의순환골재공급현황분석 Analysis of the supply of recycled aggregate in domestic 이도헌 * 김진만 * 강기웅 ** Lee, Do Heun Kim, Jin Man Kang, Ki Woong ABSTRACT Recycling of recycled aggregate can contribute to facilitating the supply of aggregate. However, there is no accurate statistical data on the production of recycled aggregate in Korea, it causes disruption to the establishment of relevant government policies. In this paper, it is estimated the amount of recycled aggregate, and analyzed the supply status of recycled aggregate in Korea. 요약순환골재의재활용촉진은국내의골재수급원활화에크게기여할수있다. 그러나, 현재순환골재의생산량에대한정확한통계자료가없으므로, 정부의관련정책수립에지장을초래하고있다. 본논문에서는순환골재생산량을추정하고, 이를통하여국내의순환골재공급현황을분석하였다. 1. 서론 2016 년도에우리나라에서발생된건설폐기물 74.5 백만톤이다. 그중에서폐콘크리트및폐아스팔트콘크리트를파쇄가공한순환골재를건설용골재로재활용함으로써, 국내의골재수급원활화에크게기여할수있다. 그러나, 국내의순환골재생산량에대한정확한통계자료가없으므로, 순환골재재활용정책및골재수급계획수립에지장을초래하고있다. 따라서, 본논문에서는건설폐기물중에서폐콘크리트를파쇄가공하여순환골재를제조하는과정에서발생되는물질수지에관한기존의데이터를분석하여순환골재생산량을추정하였으며, 이를통하여국내의순환골재공급현황을분석하고자한다. 2. 분석방법 순환골재생산량에대한분석기간은국토부의제 5 차골재수급계획기간 ( ) 과제 6 차계획기간 ( ) 을포함한 10 개년으로하였다. 분석절차는우선건설폐기물발생량중에서순환골재의원재료가되는폐콘크리트및폐아스팔트콘크리트의량을도출하였다. 또한건설폐기물중간처리업체에반입되는폐콘크리트및폐아스팔트콘크리트는성상이다양하여순환골재를생산할때의물질수지에큰차이가있다. 그러므로, 최근 3 년간에취득한 10 건의환경신기술검증기술자료를바탕으로물질수지를분석하여, 원재료투입량대비순환골재생산량을도출하였다. * 정회원, 공주대학교교수 ** 정회원, 공주대학교친환경콘크리트연구소책임연구원 특별세션 _ 국내의순환골재공급현황분석 187

204 3. 분석결과 2016 년도국내건설폐기물발생량중의폐콘크리트및폐아스팔트콘크리트발생량점유율은약 81.55% 였으며 ( 환경부, 2016 년도건설폐기물재활용통계조사보고서 참조 ), 순환골재생산시의물질수지 ( 환경산업기술원, 환경신기술검증보고서 ( ) 참조 ) 를분석한결과순환골재생산을위한원재료중에서순환골재로생산되는물질이아닌토분및기타이물질배출량의점유율은 23.64% 로나타났다. 각연차별순환골재의생산량 (RA) 은다음의식으로계산하여도출하였으며, 년도데이터는 2016 년 2018 년데이터를회귀분석하여구하였다. 또한 2019 년 2023 년데이터는한국은행의건설투자중기전망치를고려하여도출하였다. 표 1 은순환골재의연도별, 종류별공급량추이를나타내며, 표 2 는국내골재총공급량을예측하여그중에서순환골재공급량이차지하는비율을계산하여나타낸것이다. 순환골재생산량 = 건설폐기물발생량 표 1. 순환골재연도별, 종류별공급량추이 구분 순환골재공급량 ( 천톤 / 년 ) 42,170 45,012 46,398 45,724 46,374 45,909 45,863 46,139 47,071 48,262 순환굵은골재공급량 ( 천톤 / 년 ) 40,593 42,915 43,662 42,790 43,228 42,328 41,827 41,617 41,987 42,567 순환잔골재공급량 ( 천톤 / 년 ) 1,578 2,098 2,736 2,934 3,145 3,581 4,036 4,522 5,084 5,695 표 2. 국내골재총공급량대비순환골재의공급량비교 구분 국내골재총공급량 ( 천톤 ) 순환골재공급량점유율 (%) 공급실적 ( 천톤 / 년 ) 공급실적 ( 천톤 / 년 ) 평균 평균 371, , , , , , , , , , , ,969 42,170 (11.4) 45,012 (11.1) 46,398 (9.2) 45,724 (9.8) 46,374 (9.7) 45,136 (10.1) 45,909 (10.8) 45,863 (10.8) 46,139 (10.8) 47,071 (10.8) 48,262 (10.8) 46,649 (10.8) 4. 결론 (1) 순환골재의총공급량중에서 85 90% 는순환굵은골재로공급되고, 10 15% 만이순환잔골재로공급될것으로예상된다. (2) 순환골재의총공급량은다소증가하는추세이나, 순환굵은골재는큰변화가없는반면에순환잔골재의공급량은증가할것으로판단된다. (3) 순환골재는국내총골재공급량의 10% 이상을점유할것으로예상된다. 감사의글 이논문은 2018 년국토교통부의재원으로수행된 제 6 차골재수급기본계획수립연구 의일환으로수행된결과임을밝히며이에감사를드립니다 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

205 부순모래공급량확대필요성에따른환경친화적개발방안 Environment-Friendly Development of Crushed Sand due to Increased Supply 강석표 * 강혜주 ** Kang, Suk Pyo Kang, Hye Ju ABSTRACT In the case of Japan, it was suggested that crushed sand as a substitute for sea sand in 1999 was the most likely. The dry production method is recommended to solve the problem of waste sludge generated in crushed sand production. 요약일본의경우 1999 년에바닷모래대체재로서부순모래가가장가능성이높은것으로제안하였다. 부순모래공급량확대장애요인인부순모래제조시발생하는폐슬러지문제를해결하기위하여부순모래의건식생산을제시하였다. 1. 서론 국내잔골재공급은 5 차골재수급계획기간인 년사이에산림골재와선별파쇄골재로분류되는석분이전체골재의약 44.8% 를점유하였으며, 바닷골재 ( 연안 +EEZ) 가 34.4% 를점유하였고, 이외에준설토, 육상골재, 하천골재가각각 8.3, 7.7, 4.8%, 합계 20.8% 를차지하였다. 그러나 2017 년 1 월남해 EEZ 골재채취중단에이어 2017 년 12 월 28 일국무조정실에서바다골재채취량을 5% 까지줄이기로결정하였다. 특히남해 EEZ 골재의 80% 정도를소비하였던동남권지역의경우바닷모래를제외한잔골재원확보가시급하게필요하고, 국가적인측면에서도골재수급대책을강구하여야하는시점이다. 따라서본논문에서는일본사례를통하여바닷모래대체재로서부순모래의확대필요성을살펴보고부순모래의공급량을확대하기위한환경친화적개발방안에관하여살펴보고자한다. 2. 부순골재공급량확대필요성 2.1 과거일본의골재수급동향조사일본의경우 1999 년에주요건축자재의하나인골재는바닷모래, 강자갈등양질의천연골재가감소하여지역적인골재부족이우려됨에따라일본국토교통성과경제산업성이공동으로일본전역을대상으로 골재수급동향조사 를실시했다. 여기에서골재안정성확보를위한과제로서골재공급의양적인유지 확대골재수급의지역적불균형완화, 골재규격의재검토적절한품질관리, 효과적인환경대책등을검토하였다. 2.2 바닷모래대체재로서부순모래의가능성바닷모래채취감소로인한모래공급부족의해결방안으로서바닷모래대체재로서가장가능성있는것은 * 정회원, 우석대학교건축학과교수 ( 교신저자 : ksp0404@woosuk.ac.kr) ** 정회원, 우석대학교건설공학과박사과정 특별세션 _ 부순모래공급량확대필요성에따른환경친화적개발방안 189

206 부순모래인것으로보고하였다. 부순모래의경우모든지역에서공급실적이있고앞으로도증가추세에있지만슬러지, 석분의재자원화, 제조설비의개선, 제조비용저감등의당면과제를제시하고있다. 3. 부순골재의환경친화적개발방안 부순모래는천연모래와달리암석을인공적으로세립화하는것이기때문에제조설비의선정이품질을변화시킨다. 이중에서도큰영향을미치는설비는파쇄기 ( 입도조정기 ) 와분급기이다. 최근의부순모래품질개선과수요증가에따라서부순모래설비도수많은제조회사에의하여기술이개선되어진기계가다종판매되어지고있으며, 생산형태가다양화하여선택의폭이확대되었다. 제조설비의선정은부순모래원료의암종, 원석사이즈, 성상, 요구품질및가격을고려하여선정하기때문에각사업소에따라선정기종은다종다양하다. 국내에서는현재기술적인측면과생산량등을고려하여대부분습식시스템을채용하고있다. 건식공정부순모래의대표적인제조설비의형상은파쇄기, 분급기, 미립분집진기등으로구성되어있다. 습식공정에서는수처리시설과슬러지처리설비가있으나, 건식공정에서는집진기에의해서만미립분을처리한다는것이가장큰특징이다. 향후에는폐수처리문제로막대한비용이소요되고, 파쇄, 분급기술이발달하여건식공정으로도어느정도부순모래의품질향상및대량생산도가능해져폐수와슬러지처리문제해결과협소한부지에서도생산이가능한건식공정을채택하는회사가늘어날것으로전망된다. 4. 결론 일본의경우 1999 년에우리나라와유사하게바닷모래채취감소로인한골재수급대책을마련하기위하여국가적인차원에서 골재수급동향조사 를실시하였으며그결과바닷모래대체재로서부순모래가가장가능성이높은것으로제안하였다. 또한부순모래공급량을확대하기위한당면과제로서제조시발생하는폐슬러지발생량을감소시키기위해서는부순모래의건식생산방식을권장하였다 년일본의골재수급문제는현재국내와유사하기때문에국내골재수급계획수립에있어참고자료로서의미가있을것으로사료된다. 감사의글 이논문은 2018 년국토교통부의재원으로수행된 제 6 차골재수급기본계획수립연구 ) 의일환으로수행된결과임을밝히며이에감사를드립니다. 참고문헌 1. 国土交通省総合政策局建設振興課労働資材対策室, " 骨材需給動向調査 - 西日本の砂需給動向とその対応 -" 建設マネジメント技術, , pp 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

207 골재채취통계의현실화방안에관한연구 Study on the Statistic Realization of Aggregate Mining 박선규 * Park, Sun Gyu ABSTRACT The basic plan for aggregate supply and demand take a role as criterion of aggregate mining permission. However, there is a difference between planning and supply according to the aggregate supply and demand plan, and the aggregate supply is not being accurately measured. In this study, our research team analyzed the structure of aggregate distribution and the error cause of aggregate usage and collection results in korea. Also, we suggested the realization method of aggregate distribution process. 요약골재수급기본계획은골재수급관련최상위계획으로서중장기 (5 년 ) 계획과연도별골재수급계획으로이루어져있으며, 골재채취허가의기준이된다. 그러나이러한골재수급계획에따른계획과공급의차이가발생하고있으며, 골재공급량에있어서도골재통계가정확하게이루어지고있지않다. 따라서본연구에서는골재유통구조를분석하고골재사용량과채취실적의오차발생원인을분석한후골재유통과정의현실화방안을제시하였다. 1. 서론 우리나라의골재수급기본계획은 골재채취법 제 5 조 ( 골재수급기본계획 ) 에근거하여실시하도록규정되어있다. 정부에서는골재의원활한수급을위하여 1994 년부터 5 년마다 골재수급기본계획 을수립 시행하고있으며, 골재수급기본계획은골재수급관련최상위계획으로서골재채취허가의기준이된다. 국토교통부는현재까지 5 차에걸쳐중장기골재수급계획을수립하여운영하고있다. 그러나실제운용단계에서골재수급계획과골재허가량과는다소차이가있다는것을알수있다 년의경우, 2017 년골재공급계획은 224,917 천m3로계획하였으나, 실제공급량는 228,179 천m3을공급하였다. 또한 2017 년도골재공급량의 50% 이상을선별파쇄골재가공급을담당하고있는데, 골재수급계획단계에서선별파쇄골재의신고방식을보면, 기존에확보하고있는원암에익년도공급량을예상하여신고를하게되며, 골재업계에서신고된물량만을가지고골재수급계획을작성하고향후반입될수있는원암은신고대상에서누락되는사례가많게되어, 골재공급의정확한통계를작성하기어려운상황이다. 따라서본연구에서는골재수급기본계획의수립에있어서가장중요하다고할수있는골재통계에대한문제점을파악하고개선하고자하는연구를수행하였다. 2. 골재수급및유통구조분석 국내에유통되는골재는허가및신고에의하여근거하고유통되고있다. 허가에의하여유통되어지는골 * 정회원, 목원대학교건축공학과교수 (psg@mokwon.ac.kr) 특별세션 _ 골재채취통계의현실화방안에관한연구 191

208 재는산림골재, 육상골재, 하천골재, 바다골재가대상이다. 골재를채취하고자하는자는관한시장, 군수또는구청장에게허가를받아야하며, EEZ 에서바다골재를채취하고자하는경우에는국토교통부장관에게, 인근바다에서골재를채취하고자하는경우에는시 도지사에게등단지관리자에게허가를받아야한다. 신고에의한골재는주로선별파쇄골재를말하는것으로, 선별파쇄골재 ( 발파석골재 ) 는건설현장등에서발생하는부수적골재등을원석으로사용해제조한골재로서골재수급불안정및도심권에가까이위치한거리적이점, 손쉬운신고방법등으로인해최근몇년사이유통량이증가하고있는실정이다. 선별파쇄골재는시, 군, 구청장에게허가를받은업체가공사현장에서발생하는골재를낙찰등의방법으로암석을구입한후, 골재협회로부터받은능력평가범위내에서골재를생산하고, 생산된골재를레미콘공장등의수요처에골재를판매하는과정으로시중에유통되어지고있다. 3. 골재사용량과채취실적의오차발생원인분석 골재사용량과채취실적간의오차발생원인으로는골재유통이부피 ( m3 ) 단위로유통되기때문인것으로판단된다. 부피단위방식에의존하다보니골재의반출이나반입에있어서공급자와소비자모두육안으로판단하여물량을체크하는수준에머물고있는것이현실이다. 즉, 현재와같이부피단위로공급하다보면, 골재를차량으로운반하는과정에서다짐현상으로밀도가높아져부피가축소될수있으며, 골재업체에서는이를감안하여여유량을추가적재하는것이일반적인관행으로받아들여지고있는실정이다. 골재통계업무는지방자치단체건설과에서담당하고있으며, 일부지방자치단체에서는하천과에서담당하는경우가있는것으로조사되었다. 산림골재의경우에는산림과에서허가업무를담당하고있으나, 생산량이나반출량같은통계업무는건설과에서실시하고있는것으로조사되었다. 더욱이골재의채취량및반출량등에대한통계자료를수집하는데있어서, 지방자치단체에서는허가를내준업체에서보고한자료를근거로산출하고있는실정이다. 이러한경우, 골재채취업자는많은이득을남기기위해서허가량을넘어서채취한골재량은신고하지않고누락시키는것은당연히예상할수있을것이다. 현재골재채취업자가신고나허가물량을다르게보고하더라도이러한사항에대한처벌이너무약하므로정확한신고가이루어지고있지않으며, 기존의연구자료 1) 에의하면실제공급량에비하여대략 30 40% 가누락되고있는것으로추정되고있는실정이다. 감사의글 이논문은 2018 년국토교통부의재원으로수행된 제 6 차골재수급기본계획수립연구 의일환으로수행된결과임을밝히며이에감사를드립니다. 참고문헌 1. 국토해양부, 골재의수급안정및품질향상방안연구, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

209 골재생산 유통과정에서의골재품질확보및외부점검강화방안 Securing Quality and Strengthening Plan of External Inspection of Aggregate During Production and Distribution Process of Aggregate 최세진 * 김혜정 ** 김영욱 *** 이경수 *** 최민수 **** Choi, Se Jin Kim, Hye Jeong Kim, Young Uk Lee, Kyung Soo Choi, Min Soo ABSTRACT Recently, supply and demand of aggregate has been unstable due to the consistently decrease in aggregate resources and the strengthening of environmental regulations. This study estimated the production and distribution process of aggregate to solve the quality problem of aggregate. 요약최근골재부존량이지속적으로감소하고있는가운데환경관련규제도강화되고있어골재수급상황은불안정한상황이다. 본연구는골재품질문제를해결하기위해골재생산 유통과정을검토하였다. 1. 서론 국내골재공급시장은 1990 년대초반까지만해도하천모래의공급이매우풍부하였으나대형건설사업이지속되면서양질의하천골재자원이대부분고갈된실정이다. 특히 2017 년 1 월남해 EEZ 골재채취단지채취중단으로인한바다모래공급감소로일부지역에서는골재수급에차질이발생하고있는실정으로부족한골재를품질이불량한마사토및석분토로더하여사용하거나불법모래채취등을야기하면서아파트와 SOC 시설공사부실우려가증폭되고있다. 본연구는골재생산 유통과정에서의골재품질관리현황등을비교 분석하고골재품질확보를위한다양한방안을검토하고자하였다. 2. 골재생산 유통과정에서의골재품질관리현황 Table 1 은골재의품질에관한주요골재관련법규를나타낸것으로건설기술진흥법제 57 조 ( 건설자재 부재의품질확보등 ) 에는 한국산업표준 또는 국토교통부장관이적합하다고인정한건설자재부재 를사용하도록규정하고있다. 이중 한국산업표준 은 KS F 2527( 콘크리트용골재 ) 규격을의미하는것이며두번째항은골재채취법제 22 조의 4( 골재의품질기준 ) 와관련되어 골재의용도별품질기준에적합한골재 를사용하는것이적합하다고나타나있다. 골재의용도별품질기준 의경우산림, 선별 파쇄골재에대한점토덩어리, 조립율기준이빠져있는등 KS 기준에비해상대적으로완화된기준값을제시하고있어대부분의업체가 KS 기준을따르지않고 골재의용도별품질기준 을따르고있는실정으로골재품질저하의요인이되고있다. 또한선별 파쇄골재관리의경우골재채취법제 22 조 ( 골재채취의허가 ) 에나타낸바와같이암석, * 정회원, 원광대학교건축공학과교수 공학박사 ** 정회원, 원광대학교건축공학과연구생 *** 정회원, 원광대학교건축공학과석사과정 **** 정회원, 한국건설산업연구원선임연구위원 공학박사 특별세션 _ 골재생산 유통과정에서의골재품질확보및외부점검강화방안 193

210 Table 1. 골재품질관련주요법규 관련법규세부기준내용 건설기술진흥법 골재채취법 골재채취법 제 57 조 2 항 ( 건설자재 부재의품질확보등 ) 제 22 조의 4 ( 골재의품질기준 ) 제 22 조 ( 골재채취의허가 ) 1. 산업표준화법 제 12 조에따른한국산업표준에적합하다는인증을받은건설자재부재 2. 그밖에대통령령으로정하는바에따라국토교통부장관이적합하다고인정한건설자재부재 1 골재채취업자또는골재를판매하는자는다음각호의어느하나에해당하는골재를공급하거나판매하여야한다. 1. 산업표준화법 에따른한국산업표준에적합하다는인증을받은골재 2. 대통령령으로정하는골재의용도별품질기준에적합한골재 1 골재를채취하려는자는대통령령으로정하는바에따라관할시장 군수또는구청장의허가를받아야한다. 다만, 다음각호의어느하나에해당하는경우에는그러하지아니하다. 1. 다른법령에따라시행하는사업에서발생하는암석 ( 쇄석용에한정한다 ), 모래또는자갈을선별 세척또는파쇄하기위하여제 32 조에따라골재의선별 세척등의신고를하는경우 모래또는자갈을선별 세척또는파쇄하기위해골재의선별 세척등의신고를하는경우는허가예외로되어있어품질검증에한계가있으며영세업체난립및골재의품질신뢰성을저하시키고있다. 3. 골재품질확보및외부점검강화방안 골재채취법제 21 조 ( 지도 감독 ) 에골재의품질조사는해당지자체에서관리하고있으나 2 년마다담당자가바뀌고있는실정으로골재업체를모두관리한다는것은현실성이떨어진다할수있다. 또한골재의유통과관련하여통계관리나품질관리측면에서도골재유통시장의관리가필요하며불량골재를유통한자에대한처벌기준을제시할필요가있다. 따라서이러한골재품질과관련하여전담할수있는전문공공기관의설립이필요하며정기조사및비정기조사등을수행하여품질불합격시패녈티를부여하는등의조치가필요할것으로판단된다. 이러한전문공공기관의초기규모는공단수준이적절할것으로판단되며석유, LPG 등의품질관리를담당하는한국석유관리원의경우한국석유품질검사소로시작을했으나현재는규모가커져한국석유관리원으로바뀐사례를볼수있듯이담당업무도골재품질관리업무와유사하게되어있어골재품질관련전문기업도 한국골재품질검사소 와같은형태로시작하는것이적합할것으로판단된다. 4. 결론 본연구는골재생산 유통과정에서의골재품질관리현황등을비교 분석하고골재품질확보를위한다양한방안을검토한것으로최근골재수급상황의불안정으로인한골재품질문제가대두됨에따라품질기준이최우선이되는뚜렷한법적규정마련이필요할것으로판단되며골재품질을관리할수있는전문공공기관의설립이필요할것으로판단된다. 감사의글 본논문은 2018 년국토교통부의재원으로수행된 제 6 차골재수급기본계획수립연구 의일환으로수행된결과임을밝히며이에감사를드립니다. 참고문헌 1. 한국건설산업연구원, 골재의수급안정및품질향상방안연구, 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

211 Korean Recycled Construction Resources Institute 특별세션자기치유친환경콘크리트연구센터 좌장 : 박병선 (( 재 ) 한국건설생활환경시험연구원 ) 11월 2일 ( 금 ) 13:40~15:10 1. 팽창재와 SCMs 을활용한시멘트페이스트의자연치유잠재성평가박병선, 최영철 2. 고흡수율폴리머를포함한 early-age 시멘트페이스트의자기치유성능에대한분석심예원, 홍근태, 송치원, 김지영, 최성철 3. 비파괴시험을활용한이성분계시멘트를포함한유황복합체의자기치유성능평가안은종, 권성우, 신명수 4. 박테리아고정화재료변화에따른생태학적코팅모르타르의내황산특성윤현섭, 양근혁 5. 균열자기치유를위한액상무기재료의마이크로캡슐화및기초특성에관한실험적연구최연왕, 오성록, 김철규, 김지훈, 남은준, 정우용 6. 이온흡착다공성재료를혼입한치유소재가보수모르타르의치유성능에미치는영향이웅종, 이현호, 이광명

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213 팽창재와 SCMs 을활용한시멘트페이스트의자연치유잠재성평가 Evaluation of Autogenous Healing Potential of Cement Paste with SCMs and CSA Expansion Agents 박병선 * 최영철 ** Park, Byoungsun Choi, Young Cheol ABSTRACT In this study, autogenous healing potential of cement paste with supplementary cementitious materials (SCMs) such as ground granulated blast-furnace slag (GGBS), fly ash (FA), and calcium sulfur aluminate (CSA) expansion agents was investigated. 요약본연구에서는고로슬래그미분말, 플라이애시와같은시멘트대체재료와 CSA 팽창제로 OPC 를일부치환한시멘트페이스트시편의자연치유잠재성에대해조사하였다. 1. 서론 시멘트계재료는균열을스스로치유할수있는 autogenous healing 특성을가지고있다. Autogenous healing 은균열에존재하는미반응물의 further hydration 에의한수화물침전과페이스트내부에서용출된 Ca 2+ 이온과균열로유입된물속의 CO 3 2- 가반응하여생성되는 Calcite 의침전에의해발생한다. 이중미반응물의 further hydration 은시멘트계재료의종류에따라그특성이변화하기때문에 autogenous healing 을예측하기위해서는이에대한검토가필요하다. 본연구에서는고로슬래그미분말및플라이애시및 CSA 팽창제를혼입한페이스트시편의자기치유잠재성을조사하였다. 자기치유잠재성을평가하기위해 Isothermal calorimetry 를이용하여재령및배합비따라페이스트내부에존재하는미반응결합재의 further hydration 에의해발생하는발열량을측정하였다. 2. 실험계획 2.1 사용재료본연구에서는무기바인더로 OPC 외에고로슬래그미분말, 플라이애시, CSA 팽창재와결정촉진제를이용하였다. Table 1은배합비이며, W/B 비 0.4 인페이스트시편을제작하였다. * 정회원, ( 재 ) 한국건설생활환경시험연구원건설기술연구센터주임연구원 ( 교신저자 : pbs0927@kcl.re.kr) ** 정회원, 가천대학교토목환경공학과부교수 특별세션 _ 팽창재와 SCMs 을활용한시멘트페이스트의자연치유잠재성평가 197

214 Table 1. Mixture proportion Labels OPC FA GGBS CSA Na 2SO 4 Crystalline admixture Plain 100 Mix Mix Mix 실험방법자기치유잠재성을평가하기위해 10 mm 크기의 cubic 시편을제작하였다. 배합이후 24시간동안 20±3 C, RH 100% 챔버에서양생하였으며, 목표재령까지 20±3 C의수조에서수중양생하였다. 목표재령 ( 재령 7일과 91일 ) 까지양생시킨시편은분쇄하고 200 μm크기의체로걸러배합에사용할시료를준비하였다. 분말시료 10g 과 4g의 tap water 를 mixing 한후미소수화열측정은 48시간동안수행하였다. 3. 실험결과분석및고찰 3.1 미소수화열량측정결과그림 1은재령 7일시편의 further hydration 에의한발열량측정결과를나타낸다. 그래프로부터플라이애시를혼입한 Mix 1의경우누적발열량이감소하는것을확인할수있는데, 특히 12시이후발열량이일정하게유지되는것으로나타났다., 이는플라이애시의수화반응에필요한 Ca(OH) 2 가의공급이제대로이루어지지않아플라이애시의 further hydration 이충분히이루어지지않았기때문으로판단된다. 고로슬래그미분말과 CSA 팽창재를혼입한 Mix2 와 Mix3 의경우 Plain 에비해발열량이증가하는것으로확인되었다. 특히고로슬래그미분말을혼입한 Mix2 의경우 48 시간에도지속적으로누적발열량이증가하는거승로나타나자기치유잠재성이가장높은것으로판단된다. Fig. 1. Cumulative heat production after 7 days curing. 4. 결론 본연구에서는 Isothermal calorimetry 를활용하여다양한무기계혼합재료를사용한페이스트의자기치유 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

215 잠재성에대해조사하였다. 1) 플라이애시혼입시누적발열량이감소하였으며, 이는플라이애시의반응에필요한 Ca(OH) 2 의공급이부족하였기때문으로판단된다. 2) 고로슬래그미분말혼입시자기치유잠재성이가능높았으며, 48 시간이후에도지속적인반응에의한 autogenous healing 을기대할수있을것으로판단된다. 감사의글 본연구는국토교통부건설기술연구사업의연구비지원 (18SCIP-B ) 에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. Tittelboom K.V., Gruyaert E., Rahier H., Belie N.D., Influence of mix composition on the extent of autogenous crack healing by continued hydration or calcium carbonate formation, Constr. Build. Mater. Vol. 37, pp , 특별세션 _ 팽창재와 SCMs 을활용한시멘트페이스트의자연치유잠재성평가 199

216 고흡수율폴리머를포함한 early-age 시멘트페이스트의자기치유성능에대한분석 Analysis of self-healing performance of early-age cement pastes incorporating superabsorbent polymers 심예원 * 홍근태 ** 송치원 ** 김지영 ** 최성철 *** Shim, Ye Won Hong, Geun Tae Song, Chi Won Kim, Ji Young Choi, Seong Cheol ABSTRACT The purpose of this study is to experimentally and quantitatively analysis of self-healing performance of early-age cement pastes incorporating superabsorbent polymers. 요약본연구는건조 / 습윤반복조건에서고흡수율폴리머 (SAP) 가함유된 early-age 시멘트페이스트의자기치유성능을실험적및정량적으로분석하는데그목적을두었다. 1. 서론 실제토목구조물은건조 / 습윤조건이반복되는환경에노출될가능성이높으므로이러한환경에노출된시멘트계재료의자기치유성능을분석하는연구가필요하다. 따라서본연구에서는고흡수율폴리머 (SAP) 를포함한 early-age 시멘트페이스트가건조 / 습윤조건에반복하여노출되었을때균열자기치유성능을실험적및정량적으로분석하고그결과를비교하였다. 2. 실험 2.1 실험개요본연구에서는흡수율실험과 X-ray micro CT를이용하여 early-age 시멘트페이스트의자기치유성능을두가지방법으로분석하고그결과를비교하였다. 동일한조건의건조 / 습윤반복에따른흡수율변화와치유생성물의양을치유전균열부피백분율로구한균열충진율을통해치유물생성에따른균열충진률을통해자기치유성능을구하였다. 2.2 실험방법흡수율실험을위해프리즘시편 (40 mm 40mm 160mm ) 에 μm의휨균열을유발하였고, 건조조건 (25, RH 50%) 47시간습윤조건 (3mm 침지 ) 1시간을 8번반복하였으며, 습윤조건동안흡수율실험을진행하였다. 또한치유물의정량화를위한 X-ray micro CT 용실린더형시편 (ϕ10 11mm) 에약 300 μm의균열을유발하여동일한건조. 습윤조건을반복하였으며반복전, 후에 X-ray micro CT 촬영을진행한후치유 * 중앙대학교토목공학과석사과정 ** 중앙대학교토목공학과박사과정 *** 중앙대학교건설환경플랜트공학과부교수 ( 교신저자 : schoi@cau.ac.kr) 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

217 생성물을정량화하였다. 3. 실험결과분석및고찰 3.1 미소수화열량측정결과 CSA 를첨가한배합과제지애쉬를첨가한배합의경우 Fig 2 와같이 4 시간이후부터 - 중략 CSA 및제지애쉬혼입에따른수화생성물관찰 CSA 를첨가한플라이애쉬시멘트경화체의미세구조를살펴보기위해주사전자현미경관찰을실시한결과 Fig. 3 에서와같이플라이애쉬 30% 치환혼합한경화체는재령 1 일, 3 일에서는전체적으로 - 중략 Reduction ratio of initial sorptivity (%) Reduction ratio of initial sorptivity Crack healing ratio REF S-0.5 S-1.0 S-1.5 Specimen Crack healing ratio (%) Fig 1. 건조 / 습윤반복조건에서 SAP 함량에따른흡수율과균열충진률의변화 감사의글 이논문은국토교통부건설기술연구사업의연구비지원 (18SCIP-B ) 에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. Alghamri R, Kanellopoulos A, Al-Tabbaa A. Impregnation and encapsulation of lightweight aggregates for self-healing concrete. Constr Build Mater 2016;124: 특별세션 _ 고흡수율폴리머를포함한 early-age 시멘트페이스트의자기치유성능에대한분석 201

218 비파괴시험을활용한이성분계시멘트를포함한유황복합체의자기치유성능평가 Evaluation of self-healing performance of sulfur composites using non-destructive tests 안은종 * 권성우 ** 신명수 *** Ahn, Eun Jong Gwon, Seong Woo Shin, Myoung Su ABSTRACT The main objective of this research is to evaluate self-healing performance of sulfur composites using non-destructive tests. Transmission of elastic waves are measured three times (i.e., Uncracked, cracked and healed conditions) for each specimens, and results are discussed based on the change of spectral energy transmission ratios. 요약본연구의목표는비파괴시험을통한이성분계시멘트를포함한유황복합체의자기치유성능을평가하는데있다. 탄성파투과실험은각실험체에서 3 번 ( 무균열상태, 균열생성후, 자기치유후 ) 씩실시하였다. 탄성파투과실험결과를토대로계산한스펙트럼에너지투과비로서로다른배합비를가지는유황복합체의자기치유성능평가를비교하였다. 1. 서론 최근, 콘크리트구조물의사용성증대를위하여자기치유형친환경콘크리트기술개발이활발히이루어지고있으며, 콘크리트의자기치유성능평가를위하여다양한초음파기반의성능평가가활발히연구되고있다 [1]. 자기치유에따른콘크리트외부의균열채움은현미경등육안검사로확인이가능하지만, 콘크리트내부균열의채움은육안검사로평가가어려워비파괴시험을통한평가가필요한실정이다. 2. 실험계획 2.1 실험체준비본연구에서는이성분계시멘트 25% 를포함한유황복합체를제작하였고, 이성분계시멘트는 CSA 팽창제와포틀랜드시멘트를비율을변경하며서로다른자기치유성능을갖는 4가지배합의실험체를제작하였다. 100 mm 지름과 50 mm 높이를크기를가지는디스크모양의실험체를제작후, UTM 을활용하여관통균열을생성하였다. 관통균열생성후 0.1 mm 지름의실리콘패드를양끝단에부착하였고실험체를호스밴드로결합시켰다. 실험체표면의균열폭은광학현미경으로측정하였고, 0.2 mm 로계측되었다. * 정회원, 울산과학기술원도시환경공학부박사과정 ** 정회원, 울산과학기술원도시환경공학부박사후연구원 *** 울산과학기술원도시환경공학부부교수 ( 교신저자 : msshin@unist.or.kr) 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

219 2.2 탄성파투과실험 균열로부터 30 mm 떨어진위치에탐촉자를부착한후, 임의파형발생기와파워앰프를통하여 150-V 크기의 50 khz 펄스신호를가진하였다. 신호의계측은균열전 / 후투과계수를비교하기위하여초소형가속도계를균열전후에 10 mm 간격으로부착한후, 신호처리기에서 10 배증폭하여디지털신호로변환하였다. 이때, 적절한시간분해능을갖기위하여디지타이저의샘플링레이트는 2.5 MHz 로설정하였다. 탄성파신호의투과계수를구하기위하여, 처음 100 us 신호를추출하여기존문헌에따라신호처리를수행하였다 [2]. 탄성파투과실험은각실험체마다 5 번씩반복하여측정하였으며, 이를토대로신호일관성계수를산정하였다. 높은신호일관성계수를가지는 khz 범위의신호로스펙트럼에너지투과비를계산하였고, 이를토대로무균열상태, 균열유도후, 자기치유후스펙트럼에너지투과비를비교하였다. Fig. 1. 유황복합체의자기치유에따른투과계수의변화 3. 실험결과분석및고찰 본연구에서는탄성파투과실험을통하여, 이성분계시멘트복합체의자기치유성능평가를수행하였고, 포틀랜드시멘트를 CSA 팽창제로 100% 치환한실험체에서가장높은스펙트럼에너지투과비회복을확인하였다. 반면에, CSA 팽창제를혼입하지않은실험체에서는자기치유성능을확인하기어려웠다. 감사의글 본연구는국토교통부건설기술연구사업의연구비지원 (18SCIP-B ) 에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. Ahn, E.; Kim, H.; Sim, S.-H.; Shin, S.W.; Shin, M.Principles and Applications of Ultrasonic- Based Nondestructive Methods for Self-Healing in Cementitious Materials. Materials 2017, 10, Ahn, E.; Kim, H.; Sim, S.-H.; Shin, S.W.; Popovics, J.S.; Shin, M. Surface-Wave Based Model for Estimation of Discontinuity Depth in Concrete. Sensors 2018, 18, 특별세션 _ 비파괴시험을활용한이성분계시멘트를포함한유황복합체의자기치유성능평가 203

220 박테리아고정화재료변화에따른생태학적코팅모르타르의내황산특성 Sulfuric Resistance of Biomimetic Coating Mortars with Different Bacterial Immobilization Materials 윤현섭 * 양근혁 ** Yoon, Hyun-Sub Yang, Keun-Hyeok ABSTRACT The present study examined the effect of bacterial immobilization materials on the sulfuric resistance of biomimetic coating mortars. Test results indicated a good practical potential of the expanded vermiculite as a bacterial immobilization, indicating that the variation of the compressive strength and unit weight of the mortars after the immersion into 5% sulfuric acid solution were 1.02 and 2%, respectively. 요약이연구에서는글라이코캘릭스형성박테리아의고정화재료변화가생태학적코팅모르타르의내황산특성에미치는영향을평가하였다. 박테리아고정화재료로서팽창질석이혼합된코팅모르타르는황산 5% 수용액침지재령 28 일에서압축강도비및질량변화율이각각 1.02 및 2% 로우수한열화저항성능을보였다. 1. 서론 이연구에서는글라이코캘릭스 (glycocalyx) 형성박테리아혼입된생태학적코팅모르타르를제작하였으며, 박테리아생장성확보를위한고정화재료의변화가모르타르의내황산특성에미치는영향을평가하였다. 2. 실험계획 2.1 실험방법고정화재료의변화에따른생태학적코팅모르타르의내황산특성평가를위한배합상세는 Table 1과같다. 모르타르제작을위한결합재로서는 OPC, GGBS 및 FA가이용되었다. GGBS 와 FA는전체결합재질량의 45% 및 20% 로하였다. 물-결합재비 (W/B) 및잔골재- 결합재비 (S/B) 는각각 35% 및 2로하였다. 고정화재료는 Rhodobacter capsulatus 가 10 9 cell/ml 농도로배양된배양액에 72시간동안침지하여흡착을유도하였으며, 이를모르타르배합시골재부피의 30% 를치환하여투입하였다. 제작이완료된코팅모르타르는재령 28일에서 JSTM C 7401 에따라황산 5% 수용액에침지하여재령별압축강도비및질량변화율을측정하였다. 2.2 사용재료박테리아고정화를위한재료로서는밀도 0.25 g/cm 3 및 0.97 g/cm 3 의팽창질석및고흡수성수지를 * 정회원, 경기대학교일반대학원건축공학과 ** 정회원, 경기대학교건축공학과교수 ( 교신저자 : yangkh@kgu.ac.kr) 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

221 Table 1. Mixing conditions of biomimetic coating mortar specimens W/B (%) S/B Replacement of immobilization materials (sand vol %) Strain Rhodobacter capsulatus Type of immobilizing materials - Expanded vermiculite SAP Binder composition (wt. %) OPC GGBS FA 이용하였다. 코팅모르타르의결합재로서보통포틀랜드시멘트 (OPC) 와함께밀도가각각 2.8 g/cm 3 및 2.4 g/cm 3 의고로슬래그 (GGBS) 와플라이애시 (FA) 를이용하였다. 3. 실험결과분석및고찰 박테리아혼입코팅모르타르의내황산성평가결과압축강도비및질량변화율측정결과를그림 1 및그림 2 에나타내었다. 박테리아무혼입시험체및고흡수성수지를고정화재료로서사용한시험체의압축강도저하는재령 28 일에서 0.88 로및 0.98 로나타났다. 반면, 고정화재료인팽창질석과함께박테리아를혼입한시험체는침지재령 28 일에서압축강도비는 1.02 로우수한열화저항성능을보였다. 질량감소의결과또한팽창질석을혼입한시험체가 2% 로가장작았다. ( ))/( (0) Non-bacteria E.V immobilizing bacteria SAP immobilizing bacteria Immersion time (day) Fig. 1. Compressive strength variation of coating mortars Mass change ratio (%) Non-bacteria 85 E.V immobilizing bacteria SAP immobilizing bacteria Immersion time (day) Fig. 2. Mass variation of coating mortars 4. 결론 박테리아고정화재료로서팽창질석이이용된코팅모르타르의내황산성평가결과압축강도비및질량변화율은각각 1.02 및 2% 로우수한열화저항성능을보였다. 감사의글 본연구는국토교통부건설기술연구사업의연구비지원 (18SCIP-B ) 에의하여수행되었습니다. 참고문헌 1. 윤현섭, 양근혁, 이상섭, 콘크리트보호용생태학적코팅재개발을위한박테리아고정화기술, 한국콘크리트학회논문집제 30 권제 2 호, 특별세션 _ 박테리아고정화재료변화에따른생태학적코팅모르타르의내황산특성 205

222 균열자기치유를위한액상무기재료의마이크로캡슐화및기초특성에관한실험적연구 The Experimental Study on Microencapsulation and Basic Quality Properties of Liquid Inorganic Materials for Crack Self Healing 최연왕 * 오성록 ** 김철규 *** 김지훈 *** 남은준 **** 정우용 ***** Choi, Yun Wang Oh, Sung Rok Kim, Cheol Gyu Kim, Ji Hun Nam, Eun Joon Jung, Woo Yong ABSTRACT In this study, liquid inorganic material was microencapsulated for crack self healing, the basic quality properties of the microcapsules were evaluated. 요약본연구에서는균열자기치유를위하여액상무기재료를마이크로캡슐화하였으며, 마이크로캡슐의기초품질특성을평가하였다. 1. 서론 자기치유마이크로캡슐은종래에는자기치유재료로서주로유기계재료를활용하여적용되어왔지만무기계재료인콘크리트의균열치유에있어서는자기치유재료가동일한특성을가질경우보다효과적인균열치유성능을기대할수있다. 따라서본논문에서는자기치유마이크로캡슐의자기치유재료로써액상무기재료를활용하여마이크로사이즈로캡슐화하였으며, 마이크로캡슐의기초품질특성을평가하였다. 2. 실험계획 2.1 사용재료및실험방법액상무기재료는 ph 인규산염계재료와기타첨가물을 1차증류수와혼합한혼합물을사용하였으며, 막은 1차 polyurethane], 2차 Urea-Formaldehyde 를적용하여 In-situ 방법에의하여캡슐화하였다. 또한캡슐막의강화를위하여 TEOS(tetraethyl orthosilicate) 를사용하여코팅하였다. 캡슐화효율을증대를위하여 Sodium Hydroxide, Hydrochloric Acid, Octanol 및 Ammonium Chloride 을사용하였다. Fig. 1은액상무기재료의캡슐화과정을나타낸것이다. 자기치유마이크로캡슐의제조는교반속도 50 RPM 에서 2번의캡슐화 (W/O/W) 및 1번의코팅을실시하였다. 제조된마이크로캡슐은화상현미경및 SEM 을통하여캡슐의입형을관찰하였으며, 입도및 FT/IR 분석을수행하였다. * 정회원, 세명대학교토목공학과교수 ( 교신저자 : crete77@semyung.ac.kr) ** 정회원, 세명대학교건설공학과공학박사 *** 정회원, 세명대학교건설공학과박사과정 **** 정회원, 세명대학교건설공학과석사과정 ***** 정회원, 뉴저스트기술연구소장 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

223 Fig. 2. 캡슐의화상현미경이미지 Fig. 3. 캡슐의 SEM 이미지 Fig. 1. 캡슐의제조과정 Fig. 4. 캡슐의입도분석결과 Fig. 5. 캡슐의 FT/IR 분석결과 3. 실험결과분석및고찰 Fig. 2 및 Fig.3 은제조된마이크로캡슐의화상현미경이미지및 SEM 이미지를나타낸것으로둥근형태의자기치유마이크로캡슐을제조하였다. Fig. 4 는마이크로캡슐의입도분석결과를나타낸것으로입도는 3 µm 800 µm 의범위로나타났으며, 90% 이상이약 µm 로나타났다. Fig. 5 는마이크로캡슐의 FT/IT 성분분석을실시한결과를나타낸것으로액상무기재료재료와마이크로캡슐내부의액상무기재료의스펙트럼은 750 1,000 cm -1, 1,000 cm -1, 1,650 cm -1 에서신축진동피크가동일한패턴으로나타남에따라마이크로캡슐내부의액상무기재료재료는캡슐화이전의재료와동일한것임을확인할수있었다. 4. 결론 본논문에서는자기치유마이크로캡슐의자기치유재료로써액상무기재료를활용하여마이크로사이즈로캡슐화하였으며, 마이크로캡슐의기초품질특성을평가한결과다음과같은결론을얻을수있었다. (1) 액상무기재료는 W/O/W 상에서 2 번의합성과 1 번의코팅을통하여제조할수있었으며, 교반속도 RPM 50 에서약 µm 사이즈의자기치유마이크로캡슐을제조할수있었다. (2) 액상무기재료를활용한자기치유마이크로캡슐은둥근형태를띄는것으로나타났으며, FT/IR 분석을통하여마이크로캡슐내부의액상무기재료의유효성을평가한결과동일재료인것으로검증되었다. 감사의글 이논문은국토교통부연구비지원 (18SCIP-B ) 에의하여수행되었습니다. 연구비지원에감사드립니다. 참고문헌 1. YunWang Choi, SungRok Oh, ByungKeol Choi, CheolGyu Kim, A Fundamental Study on the Influence of Performance of Cementitious Composites of Inorganic Core Material for Self-Healing Capsule of Cracks, Journal of K.S.M.I, 21(1) pp.74-82, 특별세션 _ 균열자기치유를위한액상무기재료의마이크로캡슐화및기초특성에관한실험적연구 207

224 이온흡착다공성재료를혼입한치유소재가보수모르타르의치유성능에미치는영향 Influence of Healing Materials Containing Ion-absorbed Porous Materials on Healing Performance of Repair Mortars 이웅종 * 이현호 ** 이광명 *** Lee, Woong Jong Lee, Hyun Ho Lee, Kwang Myong ABSTRACT The healing performance of repair mortar with healing materials containing ion-adsorbed porous materials was evaluated by a water permeability test with a 250 mm water head. As a result, the healing performance of self-healing repair mortar after 28 days of healing duration was improved by 23% compared with ordinary repair mortar. 요약이온흡착다공성재료를혼입한치유소재를사용한보수모르타르에대해, 250mm 수두를갖는정수위투수시험을통해치유성능을평가한결과, 치유기간 28 일후에치유성능은일반보수모르타르대비 23% 향상된결과를얻었다. 1. 서론 최근, 일반콘크리트혹은보수모르타르에자기치유재료를첨가하여, 치유성능을향상시키는연구가활발히진행되고있다 (1),(2). 투수시험에의한균열자기치유성능평가시, 치유성능에미치는영향인자는치유소재의물성이외에도균열유도시기, 초기투수량, 균열면노출상태등이있다. 이온흡착다공성재료를혼입한유무기하이브리드치유소재를사용한보수모르타르를대상으로재령 7 일에균열유도한경우치유성능을평가한연구결과가보고된바있지만 (1), 재령 28 일에서균열유도한자기치유보수모르타르시편의치유성능을평가한결과는아직보고된바없다. 본연구에서는균열면에서치유물질의생성및촉진기능이있는팽윤재및결정촉진제, 이온흡착용다공성물질등의유무기소재들로구성되어있는하이브리드치유소재를사용한자기치유형보수모르타르시편에대해, 재령 28 일에서균열을유도하여 28 일동안수중양생을실시하면서투수시험을통해자기치유성능을조사하였으며, 그결과를일반보수모르타르의치유성능과비교평가하였다. 2. 실험연구 2.1 재료및배합유무기하이브리드치유소재를첨가한보수모르타르의치유성능을평가하기위한모르타르배합비는 Table 1과같다. Water-Premixed dry 모르타르비 (W/M) 은 18% 이며, 자기치유소재는 Premixed dry 모르타르질량대비 2.75% 를첨가하였다. * 정회원, 성균관대학교자기치유친환경콘크리트연구센터, 연구개발실장 (woojon94@naver.com) ** 정회원, 성균관대학교건설환경시스템공학과, 석사과정 *** 정회원, 성균관대학교건설환경시스템공학과, 교수 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

225 Table 1. Mix proportion of self-healing repair mortar Mix Water Pre-mixed dry repair mortar (M) Self-healing material (M %) RM SHRM 투수시험 투수시험에필요한시험체 (Φ100 50mm) 을쪼갬인장강도시험에의해둘로분할한다음합체시, 균열면사이에실리콘시트를삽입하여균열폭을조절하였다. 이렇게제작한모르타르균열시편에대해 250mm 수두를갖는정수위투수시험방법 (3) 에의해자기치유성능평가시험을실시하였다. 이때균열유도시기는몰드성형후 28 일로정하였다. 균열시편제작후 300 배율의광학현미경을이용하여상하면 12 포인트의표면균열폭으로부터평균균열폭을측정한이후에바로초기투수량을측정하였고, 이후수중양생을실시하면서 7 일간격으로투수량을측정하였다. 3. 실험결과및분석 재령 28 일에균열을유도하여제작한균열시편에대해측정한초기투수량, 표면균열폭그리고, 치유기간증가에따른투수감소율의변화를 Table 2 에나타냈었다. RM 시편의초기투수량 (ml/min-mm) 이 1.32 에서 1.73 으로증가함에따라치유기간 28 일에서의투수감소율은 74% 에서 65% 로감소하여, 초기투수량이증가할수록치유성능이감소하는경향을나타냈다. SHRM 시편도동일한경향을나타내어, 치유성능비교평가는초기균열폭이아닌동등의초기투수량을기준으로하였다. 초기투수량이 의범위를갖는 RM 과 SHRM 시편에대해, 치유기간증가에따른투수량변화와투수감소율의변화를 Fig. 1 에나타내었다. SHRM 시편의투수감소율은치유기간 7 일및 28 일에서 RM 대비각각 3%, 23% 증가하여, 치유기간이초기보다는재령이경과할수록치유성능이향상되는결과를얻었다. Table 2. Change in water flow reduction rate with healing duration after cracking 28 days Specimen RM SHRM *) Healing duration Initial water flow rate (ml/min-mm) Surface Crack width (mm) Water flow reduction rate (%) 7 days* 14 days 21 days 28 days 특별세션 _ 이온흡착다공성재료를혼입한치유소재가보수모르타르의치유성능에미치는영향 209

226 (a) Water flow rate (b) Water flow reduction rate Fig. 1. Comparison of healing performance for repair mortar with or without shelf-healing material 4. 결론 투수시험에의한자기치유성능비교평가는동등의초기투수량을기준으로하였으며, 이온흡착다공성재료를혼입한치유소재를사용한자기치유형보수모르타르의치유성능은무첨가대비 23% 향상된결과를얻었다. 향후치유성능을더욱향상시키기위한치유소재의가공기술및배합비의최적화등의연구를지속추진할예정이다. 감사의글 본연구는국토교통부건설기술연구사업의연구비지원 (18SCIP-B ) 에의해수행되었습니다. 참고문헌 1. 이웅종, 이현호, 이광명, 안상욱, 자기치유재료가보수모르타르의투수성능에미치는영향, 한국콘크리트학회학술대회논문집, Vol. 30, No. 1, pp , 이웅종, 이현호, 이광명, 균열발생시기가자기치유형보수모르타르의투수성능에미치는영향, 2018 한국건설순환자원학회봄학술발표논문집, 최슬우, 배원호, 이광명, 신경준, 정수위투수시험에의해측정된균열모르타르시편의유출수량과균열폭의상관관계, 한국콘크리트학회논문집, Vol. 298, No.3, pp , 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

227 Korean Recycled Construction Resources Institute 건설순환자원 Digital Poster 경진대회수상작 행사개요국가자원의절약과유효이용, 재활용에의해 21세기자원및에너지위기와환경문제를극복하고지속가능한사회의구현을위하여한국건설순환자원학회의친환경적이며미래지향적인이미지를국민들에게홍보하고자함. 아울러건설순환자원의사회적인공감대를형성하고자원개발과환경보전의책무와사회적합의를통해자원순환사회로의전환의필요성을국민에전파하고자함.

228

229 건설순환자원 Digital Poster 경진대회수상작 213

230 <금상> 청운대학교 - 성백영 <은상> 조선대학교 - 윤가엘, 원광대학교 - 이남경 한국건설순환자원학회 가을 학술발표 논문집

231 <은상> 원광대학교 - 윤선영, 임재훈 <은상> 경기대학교 - 이재욱, 윤건 건설순환자원 Digital Poster 경진대회 수상작 215

232 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집

233 <동상> 대전대학교 - 이준재 <동상> 상명대학교 - 김나정 건설순환자원 Digital Poster 경진대회 수상작 217

234 한국건설순환자원학회가을학술발표논문집