KR20040065100A

KR20040065100A - 재생골재콘크리트의 제조방법

Info

Publication number: KR20040065100A
Application number: KR1020030002713A
Authority: KR
Inventors: 오종택; 정도원; 심종우; 이세현; 양승배
Original assignee: 인선이엔티 주식회사; 주식회사 삼표; 한국건설기술연구원
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2004-07-21

Abstract

본 발명은 재생골재콘크리트의 제조방법에 관한 것으로, 특히 한국산업규격 KS F 2573(콘크리트용 재생골재)에서 규정하는 재생골재를 이용하여 재생골재콘크리트를 제조함에 있어서, 일반적으로 사용되는 결합재인 보통포틀랜드시멘트를 플라이애시시멘트 또는 고로슬래그시멘트로 대체하여 사용하거나, 보통포틀랜드시멘트의 일부를 플라이애시나 고로슬래그미분말로 대체하여 재생골재콘크리트를 제조함으로써, 재생골재 사용시 발생될 수 있는 강도 및 수밀성 저하, 알칼리 골재반응에 기인한 균열발생 등의 문제점을 해결하여 일반 천연골재를 사용하여 제조된 콘크리트의 품질수준과 유사한 수준으로 향상시킬 수 있는 기술이다.

Description

재생골재콘크리트의 제조방법{Manufacturing Method of Recycled Aggregate Concrete}

본 발명은 재생골재콘크리트의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 재생골재에 보통 포틀랜드시멘트를 플라이애시시멘트나 고로슬래그시멘트로 대체하거나, 보통 포틀랜드시멘트의 일부를 플라이애시나 고로슬래그로 대체·혼합하여 콘크리트의 제조시에 재생골재의 높은 흡수율과 낮은 강성, 알칼리량의 과다로 나타나는 알칼리골재반응을 억제시키고 콘크리트의 장기적인 압축강도, 휨강도, 수밀성 등이 일반적인 콘크리트와 유사한 재생골재콘크리트의 제조방법에 관한 것이다.

재생골재콘크리트의 제조는 기존에 사용하고 있는 천연골재 및 시멘트를 산업 부산물의 일부 또는 전부로 대체하여 제조하고자 하는 것으로서, 기존의 천연골재를 사용하여 제조한 콘크리트에 비해 유사한 수준의 물리적 특성과 품질저하를 방지하는 재생골재콘크리트를 제조하는 것이다.

일반적으로 콘크리트는 시멘트, 잔골재, 굵은 골재, 물, 혼합재료와의 배합을 적정하게 혼합하여 요구되는 성능을 발휘할 수 있는 재료이나 국토의 보전이나 환경보전의 영향으로 인해 시멘트의 재료인 석회석, 잔골재로 사용되는 강모래, 굵은골재로 사용되는 강자갈 또는 쇄석의 채취가 갈수록 어려워지고 있는 상황이고, 현재 건설 추세가 갈수록 고층화, 대형화되는 것을 감안하면 콘크리트 건축물은 계속적으로 지어져야 하는 상황에서 천연재료를 대체할 수 있는 재료를 사용하여 콘크리트 제조할 수 있는 기술이 절실히 요구되고 있다.

도 1은 일반적인 재생골재의 형태를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 폐콘크리트에서 얻어지는 일반적인 재생골재(50)는 천연골재인 원골재(10)와, 상기 원골재(10)에 부분적으로 부착되어 있는 모르타르(30)로 이루어진다. 또한, 상기 재생골재(50)의 입형 및 입도는 일반 천연골재와 비슷한 크기로 파쇄되어 생산되며, 이 과정에서 상기 원골재(10) 자체에 균열이 발생하게 되고, 이와 더불어 원골재(10)에 붙어있는 모르타르(30)와 시멘트 페이스트(Paste)간의 알칼리골재반응 등으로 인하여 재생골재(50)를 사용한 콘크리트는 천연골재를 사용한 배합보다 일반적으로 낮은 강도를 가지게 되며, 원골재에 균열 등의 품질저하 요인을 가지고 있었다.

따라서 상기와 같이 폐콘크리트에서 생산되는 재생골재를 이용하여 콘크리트를 제조할 경우, 일반적인 결합재로 사용되는 보통포틀랜드시멘트를 사용할 경우에는 골재자체의 함수율, 낮은 강성, 골재에 포함된 알칼리량 등이 천연골재와 달라서 알칼리골재반응이나 원골재 내부의 균열과 같은 품질저하 요인이 발생하게 됨으로서 콘크리트의 압축강도, 휨 강도, 내구성 등이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 재생골재의 혼입률에 따른 물리적 성능을 향상시키고, 플라이애시를 혼입한 배합과 플라이애시를 혼입하지 않은 배합을 비교하여 포졸란 성분이 재생골재콘크리트에미치는 영향을 파악하여 보통포틀랜드시멘트를 플라이애시시멘트 또는 고로슬래그시멘트로 대체 사용하여 제조하거나 보통포틀랜드시멘트의 일부를 플라이애시 혹은 고로슬래그미분말로 대체하여 재생골재콘크리트를 제조하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 재생골재의 형태를 도시한 도면,

도 2는 1종과 2종 재생 굵은골재의 입도 분포를 도시한 그래프도,

도 3은 1종 재생골재의 혼입률에 따른 설계압축강도별 재생골재콘크리트의 압축강도의 변화를 도시한 그래프도,

도 4는 2종 재생골재의 혼입률에 따른 설계압축강도별 재생골재콘크리트의 압축강도의 변화를 도시한 그래프도,

도 5는 1종 재생골재의 혼입률에 따른 설계압축강도별 재생골재콘크리트의 인장강도 변화를 도시한 그래프도,

도 6은 2종 재생골재의 혼입률에 따른 재생골재콘크리트의 설계압축강도별 인장강도의 변화를 도시한 그래프도,

도 7은 1종 재생골재의 혼입률에 따른 재생골재콘크리트의 설계압축강도별 휨강도의 변화를 도시한 그래프도,

도 8은 2종 재생골재의 혼입률에 따른 재생골재콘크리트의 휨강도의 변화를 도시한 그래프도임.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 원골재 30 : 모르타르

50 : 재생골재

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 시멘트, 잔골재, 재생 굵은골재, 물을 포함하는 재료들을 배합하여 제조하는 재생골재콘크리트의 제조방법에 있어서, 상기 재생 굵은 골재로 1종 재생골재를 사용하고, 상기 1종 재생골재의 혼입으로 인한 콘크리트 내부 알칼리골재반응을 억제하기 위하여, 상기 재생골재콘크리트에 사용하는 시멘트로 플라이애시시멘트 또는 고로슬래그시멘트를 사용함으로써 일반골재를 사용하여 제조한 콘크리트와 유사한 수준의 품질확보를 할 수 있도록 한다.

상기한 본 발명의 재생골재콘크리트를 제조하는데 사용되는 시멘트는 일반의 보통포틀랜트시멘트의 일부를 플라이애시미분말이나 고로슬래그미분말로 대체한 시멘트로 사용할 수도 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 시멘트, 잔골재, 재생 굵은골재, 물을 포함하는 재료들을 배합하여 재생콘크리트를 제조하는 재생골재콘크리트의 제조방법에 있어서, 상기 재생 굵은 골재로 2종 재생골재를 사용하고, 상기 2종 재생골재의 혼입으로 인한 콘크리트 내부의 알칼리골재반응을 억제하기 위하여, 상기 재생골재콘크리트에 사용하는 시멘트로 플라이애시시멘트나 고로슬래그시멘트를사용하는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 재생골재콘크리트를 제조하기 위해 사용되는 시멘트는 일반의 보통포틀랜트시멘트의 일부를 플라이애시미분말이나 고로슬래그미분말로 대체한 시멘트를 사용할 수도 있다.

참고로, 본 발명에 따른 재생골재를 사용한 콘크리트의 제조기술에 있어서, 기본적으로 적용되는 기술적 사항에 대해 먼저 설명하기로 한다.

폐콘크리트에서 얻은 재생골재를 사용하여 콘크리트를 제조함에 있어서, 가장 중요한 것은 물과 시멘트의 비(W/C)이며, 목표하고자 하는 강도 및 슬럼프에 따라 물시멘트비와 골재량을 조절하고 사용 특성에 따라 공기연행제나 감수제를 사용한다.

콘크리트에 재생 굵은골재를 사용하기 위해서는 우선 배합설계를 실시하여야 하며, 일반적인 배합설계는 다음과 같은 요소를 구비한다.

① 강도 및 내구성을 고려한 W/C의 결정

② 최대골재 크기의 결정

③ 물-시멘트비, 최대골재 크기를 고려한 슬럼프

④ 공기량, 잔골재, 단위수량의 수정

⑤ 배합조건에 따른 잔골재율, 단위수량의 수정

⑥ 시멘트 및 혼합재료의 양 결정

⑦ 굵은골재 및 잔골재량 결정

⑧ 실내시험결과 분석 및 현장배합 설계

상기와 같은 요소들을 모두 고려하여 배합설계를 실시하되, 배합설계 실시전에 각 재료에 대한 성질을 알고 있어야 한다.

일반적으로 콘크리트에 사용되는 재료는 대부분 동일한 재료를 사용하기 때문에 기존에 사용하였던 데이터를 기준으로 설계가 이루어지나 엄밀하게 말하면 매 배합설계마다 직접 시험한 결과를 바탕으로 배합설계를 하여야 한다.

예를 들어, 시멘트의 비중은 3.14, 굵은골재의 비중은 2.6 등으로 일반적인 결과치를 가지고 배합을 실시한 재생 굵은골재와 같이, 비중이나 흡수율과 같이 물성이 상이한 재료를 사용하기 위해서는 반드시 사용재료의 정확한 특성을 파악해야 한다.

또한 사용되는 재료가 사용되는 환경에 대한 악영향을 미치는 것이 없어야 하며, 장기적으로 보았을 때에도 콘크리트에 악영향을 미치지 않아야 한다.

재생골재 콘크리트를 제조함에 있어 사용되는 재생굵은골재의 이러한 문제점을 해결하기 위해서 사용되는 재료의 모든 특성을 검토하여 배합설계를 실시하였다.

다음 [표 1]은 플라이애시와 고로슬래그미분말, 보통포틀랜드시멘트의 화학성분이다.

[표 1]

플라이애시, 고로슬래그미분말, 보통포틀랜드시멘트의 화학성분

	SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	Fe₂O₃	Na₂O	K₂O	분말도(㎠/g)
플라이애시	52.6	33.4	0.7	0.7	4.6	0.06	0.6	3,096
고로슬래그미분말	33.1	13.8	42.4	6.1	0.29	0.23	0.31	4,000
보통포틀랜드시멘트	21.5	5.2	64.0	1.6	2.9	0.26	0.47	3,320

시멘트는 콘크리트에 있어서 가장 중요한 결합재이다.

일반적으로 널리 사용되는 시멘트는 일반 보통포틀랜드시멘트지만 알칼리량이 많은 골재와 같이 사용할 경우는 골재에 섞여 있는 활성 실리카와 반응하여 균열이 발생되고 콘크리트의 수명이 급격히 저하된다.

이를 속칭 알칼리골재반응이라고 하며 알칼리 골재반응이 일어나게 되면 콘크리트에 팽창성 균열이 발생된다.

이를 막기 위해서는 시멘트의 전 알칼리량 [(Na₂O)%+0.68×(K₂O)%]을 0.6% 이하가 되도록 하여 사용하거나, 적절한 품질의 인공 또는 천연포졸란이나 슬래그를 혼합 사용한다.

상기 [표 1]에서 보는 바와 같이, 플라이애시나 고로슬래그미분말은 일반보통포틀랜드시멘트보다 산화나트륨(Na₂O)이나 산화칼륨(KaO)의 함량이 적어 전알칼리량이 플라이애시의 경우 0.45%, 고로슬래그미분말의 경우 0.43%로서 포틀랜드 시멘트의 0.57%에 비해 전 알칼리 양이 낮다.

따라서 일반 보통포틀랜드시멘트에 플라이애시 또는 고로슬래그미분말을 재생골재콘크리트에 사용할 경우 콘크리트 자체의 전 알칼리양이 낮아지게 되며 그로 인해 알칼리골재반응의 발생이 적어지게 된다.

재생골재와 같이 알칼리량이 많이 유입될 것으로 예상되는 골재를 사용할 때 특히 고로슬래그시멘트 또는 플라이애시시멘트의 사용을 고려해야 한다.

또한, 플라이애시나 고로슬래그미분말을 콘크리트에 사용할 경우 콘크리트 경화시 저발열현상으로 인한 온도균열의 발생을 방지하고, 콘크리트의 슬럼프와 같은 굳지않은 성질을 개선시키며, 콘크리트의 장기강도 증진에 효과가 있다.

KS L 5405에서는 플라이애시의 규격을 아래의 [표 2]에서와 같이 규정하고 있고, KS F 2563에서는 콘크리트용 고로슬래그 미분말의 규격을 [표 3]과 같이 규정하고 있다.

[표 2]

플라이애시의 규격

항목	규정치
화학 성분	이산화규소 %	45 이상
	습분 %	1 이하
	강열감량 %	5 이하
물리적 성질	비중	1.95 이상
	분말도 비표면적(브레인방법) ㎠/g	2400 이상
	단위수량비 %	102 이하
	압축강도비 %	28일	60 이상

[표 3]

고로슬래그 미분말의 규격

종류품질	고로슬래그 미분말1종	고로슬래그 미분말2종	고로슬래그 미분말3종
비중	2.80 이상	2.80 이상	2.80 이상
비표면적 (㎠/g)	3,000∼5,000	5,000∼7,000	3,000∼5,000
활성도지수(%)	재령 7일	55 이상	75 이상	105 이상
	재령 28일	75 이상	95 이상	105 이상
	재령 91일	95 이상	105 이상	95 이상
플로값비 (%)	95 이상	95 이상	90 이상
산화마그네슘(MgO) (%)	10.0 이하	10.0 이하	10.0 이하
삼산화황 (SO₃)	4.0 이하	4.0 이하	4.0 이하
강열감량 (%)	3.0 이하	3.0 이하	3.0 이하
염화물 이온 (%)	0.02 이하	0.02 이하	0.02 이하

현재 KS L 5211에서 규정하고 있는 플라이애시시멘트는 포함된 플라이애시의 함량에 따라 다음의 [표 4]와 같이 3종류로 나누어지며, 플라이애시시멘트의 품질규정은 [표 5]와 같다.

[표 4]

플라이애시시멘트의 종류와 함량

종류	플라이애시의 함량(무게%)
A종	5초과 10이하
B종	10초과 20이하
C종	20초과 30이하

[표 5]

플라이애시시멘트의 품질

종류항목	A종	B종	C종
비표면적(㎠/g)	2500 이상	2500 이상	2500 이상
응결	초결 min	60 이상	60 이상	60 이상
응결	종결 h	10 이하	10 이하	10 이하
안정도(오토클레이브 팽창도 또는 수축도)	±0.5 이하	±0.5 이하	±0.5 이하
압축강도(㎏f/㎠)	3일	80 이상	70 이상	60 이상
	7일	140 이상	120 이상	100 이상
	28일	240 이상	220 이상	200 이상
화학성분	산화마그네슘 %	5.0 이하	5.0 이하	5.0 이하
	삼산화황 %	3.0 이하	3.0 이하	3.0 이하
	강열감량 %	3.0 이하	-	-

또한, KS L 5211에서 규정하고 있는 고로슬래그시멘트에서 고로슬래그미분말이 차지하는 비율은 25∼65% 정도이며 고로슬래그시멘트의 품질은 [표 6]과 같다.

[표 6]

고로슬래그시멘트의 화학적 성분 및 특징

등급항목	특급	1급
화학성분	무수황산(SO₃)	3.0 이하	4.5 이하
	강열감량	3.0 이하	3.0 이하
	황분(S)	2.0 이하
분말도	비표면적(㎠/g)	각각 2600 이상평균 2800 이상	각각 2600 이상평균 2800 이상
안정도	오토클레이브 팽창도 또는 수축도(%)	0.20 이하	0.20 이하
응결시간	길모아 시험	초결(분)	60 이상	60 이상
	길모아 시험	종결(시간)	10 이하	10 이하
	비카 시험	초결(분)	45 이상	60 이상
	비카 시험	종결(시간)	7 이하	10 이하
압축강도(㎏f/㎠)	3일	130 이상	100 이상
	7일	200 이상	160 이상
	28일	250 이상	250 이상
수화열(cal/g)	7일	70 이하	70 이하
수화열(cal/g)	28일	80 이하	80 이하
모르타르의 공기함유량	12 이하	-

본 발명에 사용된 재생 굵은골재의 물리적 성질은 아래의 [표 7]과 같다.

[표 7]

재생 굵은골재의 물리적 성질

시 험 항 목	재생굵은골재(1종)	재생굵은골재(2종)	천연골재(쇄석)	비 고
단위용적중량(㎏/㎥)	1,579	1,406	1,607	KS F 2573
공 극 율(%)	40	42	39
입자모양 판정 실적율(%)	60	58	60.8
절대건조비중	2.62	2.43	2.64
흡 수 율(%)	1.12	3.12	1.13
마 모 율(%)	21.5	29.7	24.1

① 흡수율(Absorption)

일반적으로 골재의 흡수율이 높으면 콘크리트의 배합시 수분을 흡수하므로서시공연도(Workability)를 저하시키고 그에 따라 배합 및 품질에 악영향을 미치는 요인이 되며, 일반 쇄석이나 강자갈과 같은 굵은골재보다 높은 흡수율을 가지고 있는 재생 굵은골재는 흡수율이 재생골재의 품질을 평가하는 가장 큰 기준이 된다.

현재 아래의 [표 8]과 같이 KS F 2573(콘크리트용 재생골재)에서는 재생골재 흡수율을 기준으로 1종(흡수율 3% 이하), 2종(흡수율 3∼5%), 3종(흡수율 5∼7%)으로 분류하고 있으며 그 중 본 발명에서 사용된 재생골재는 KS F 2503(굵은골재의 비중 및 흡수율시험방법)에 의하여 5∼20mm 입도 범위를 가지는 재생골재를 대상으로 흡수율 시험을 실시한 결과 위와 같이 흡수율 1.12의 1종 재생골재와 3.12의 2종 재생골재인 것으로 나타났다.

[표 8]

KS F 2573 (콘크리트용 재생골재)

	재생 굵은골재
	1종	2종	3종
흡수율(%)	3 이하	5 이하	7 이하
비 중	2.2 이상
마모감량(%)	40 이하
입자모양판정실적률(%)	55 이상

② 비중(Specific Gravity)

본 발명에 사용된 재생 굵은골재의 비중은 시험결과 2.62와 2.43으로 나타나 KS F 2573(콘크리트용 재생골재) 규정에 적합한 1종 및 2종 재생 굵은골재로 판명되었다.

③ 마모율

굵은골재의 마모율은 마모저항성이 요구되는 콘크리트에 사용되는 것으로서 KS F 2508(로스엔젤레스 시험기에 의한 굵은 골재의 마모시험방법)에 의해 시험한 결과, 1종 및 2종 재생 굵은골재 모두 각각 2.15%와 29.7%의 마모율을 보여 KS F 2573(콘크리트용 재생골재)에서 규정하는 마모율 40% 이하를 무난하게 만족시키는 것으로 나타났다.

④ 입자모양판정실적률

골재의 실적률이라는 것은 일정 용기 안에 골재가 차지하고 있는 골재의 용적을 말하며, 이는 입자의 형태가 좋고 나쁨에 따라 변화하게 되는 것이다.

한국산업규격인 KS F 2573(콘크리트용 재생골재)에서는 55% 이상으로 규정하고 있는데 본 발명에 사용된 재생 굵은골재의 실적률은 각각 60%와 58%로 측정되어 일반적으로 사용되고 있는 쇄석(55∼60%)과 강자갈(63.5%)과 거의 유사한 실적률을 보이고 있다.

⑤ 입도

상기 재생 굵은 골재의 입도는 콘크리트의 배합과 유동성에 영향을 미치는 요인이다. 콘크리트용 재생골재의 규격을 규정해 놓은 KS F 2573에서는 20mm 이하의 재생골재 입도분포에 관해 도 2에서와 같이 규정해 놓고 있다.

즉, 1종과 2종 재생 굵은 골재의 입도분포를 도시한 그래프도인 상기 도 2에 있어서, 점선으로 도시된 그래프는 KS F 2573 에서의 콘크리트 재생골재의 규격을 정의하고 있으며, 실선으로 도시된 그래프(1종 및 2종 재생골재)는 본 발명에 적용된 재생골재의 입도 분포를 도시하고 있다. 상기 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 적용되는 1종 및 2종 재생골재는 상기 KS F 2573 의 재생골재 규격내에 들어가 있음을 알 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예에 대해 설명하기로 한다.

본 발명에서는 흡수율 3%이하의 1종 재생골재와 흡수율 3∼5%의 2종 재생골재를 사용하여 설계압축강도에 따른 재생골재 콘크리트의 배합실험을 실시하였다.

재생 굵은골재는 천연쇄석의 0%, 30%, 60% 대체하는 것으로 하여 실험체를 제작하였으며, 플라이애시를 시멘트 대체재로 사용하여 아래의 [표 9]와 같은 배합인자 및 수준에 따른 공시체를 제작하여 물리적 특성 시험을 한 결과 [표 10]과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

[표 9]

배합인자 및 수준

요인	재생골재종류	혼입률(%)	Slump(cm)	설계기준강도(kgf/cm²)	Fly-Ash(%)	AE감수제(%)	골재최대치수(mm)
인자	1종, 2종	0,30,60	12,18	150,180,210,240	0, 10	0.5	20
수준	2	3	2	4	2	1	1
기호	Ⅰ,Ⅱ	1, 2, 3	a, b	A, B, C, D	N, F	-	-

[표 10] 배합실험 결과

또한, 본 발명의 도 3 내지 도 8 은 상기 [표 10]에 나타난 결과를 그래프로 도시한 것이다.

도 3은 1종 재생골재의 혼입률에 따른 설계압축강도별 재생골재콘크리트의 압축강도의 변화를 도시한 그래프도이고, 도 4는 2종 재생골재의 혼입률에 따른 설계압축강도별 재생골재콘크리트의 압축강도의 변화를 도시한 그래프도이며, 도 5는 1종 재생골재의 혼입률에 따른 설계압축강도별 재생골재콘크리트의 인장강도 변화를 도시한 그래프도이고, 도 6은 2종 재생골재의 혼입률에 따른 재생골재콘크리트의 설계압축강도별 인장강도의 변화를 도시한 그래프도이고, 도 7은 1종 재생골재의 혼입률에 따른 재생골재콘크리트의 설계압축강도별 휨강도의 변화를 도시한 그래프도이며, 도 8은 2종 재생골재의 혼입률에 따른 재생골재콘크리트의 휨강도의 변화를 도시한 그래프도이다.

도 3을 참조하면, 1종 재생골재를 혼입한 재생골재콘크리트의 압축강도 추이는 재생골재의 혼입률이 증가함에 따라 압축강도가 점차 증가하는 것을 볼 수 있는데, 이는 1종 재생골재가 천연골재와 거의 유사한 비중과 흡수율을 가지기 때문이며, 원골재가 강자갈이었던 것으로 인해 입도의 개선효과가 나타나 강도가 증가하였던 것으로 나타났다. 상기 도 3의 (a)∼(d)는 설계압착강도가 150kgf/㎠, 180kgf/㎠, 210kgf/㎠, 240kgf/㎠ 인 경우의 재생골재콘크리트의 압축강도를 각각 도시한 그래프도이다.

도 4를 참조하면, 2종 재생골재 혼입률에 따른 압축강도의 추이는 재생골재의 혼입률이 0%, 30%, 60%로 증가함에 따라 압축강도도 전반적으로 감소하는 것으로 나타났으나 재생골재 혼입률 60(중량비)% 까지는 강도 감소현상이 크게 나타나지 않음을 알 수 있다.

또한, 재생골재의 종류와는 관계없이 전반적으로 플라이애시를 혼입한 배합이 플라이애시를 사용하지 않은 배합보다 재령 90일을 기준으로 하였을 때, 1종 재생골재콘크리트의 경우 평균 3.5%, 2종 재생골재콘크리트의 경우 평균 4.2% 높은 압축강도를 보였는데, 이는 플라이애시의 사용으로 인해 장기재령에서의 강도 증진효과와 재생 굵은골재에 붙어있는 모르타르와 시멘트 페이스트와의 알칼리골재반응으로 인한 균열 발생 저감과 같은 품질저하요인의 발생을 억제하기 때문이다.

상기 도 4 에 있어서, (a)∼(d)는 설계압축강도가 150kgf/㎠, 180kgf/㎠, 210kgf/㎠, 240kgf/㎠ 인 경우의 재생골재콘크리트의 압축강도를 각각 도시한 그래프도이다.

1종 재생골재와 2종 재생골재의 인장강도와 휨강도의 변화를 각각 도시한 상기 도 5 내지 도 8을 참조하면, 재생골재콘크리트 인장강도와 휨강도 특성도 재생골재의 종류에 따라 전반적으로 압축강도와 유사한 경향을 보였다. 또한, 플라이애시를 혼입한 배합이 플라이애시를 혼입하지 않은 배합보다 인장강도의 경우는 평균 1.8%, 휨강도의 경우는 평균 3.9% 더 높은 강도 특성을 보여 플라이애시 혼입이 재생골재의 품질을 개선하는 역할을 하는 것으로 파악되었다.

이것은 플라이애시가 재생골재콘크리트에 혼입되었을 때, 콘크리트 내부의 전 알칼리 양을 낮추는 것에 기인하며, 따라서 골재 표면에 붙어있는 모르타르의 양이 상대적으로 많은 2종 재생골재로 제조한 재생골재콘크리트가 플라이애시의 혼입효과가 더 우수하게 나타났던 것이다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이 전 알칼리 양이 일반포틀랜드시멘트보다 상대적으로 낮은 고로슬래그 역시 상기 플라이애시와 더불어 콘크리트에 혼입되었을 경우, 콘크리트 내부의 전 알칼리 양을 낮출 수 있으며, 이에 따라 고로슬래그 역시 재생골재콘크리트에 혼입되었을 경우, 재생골재콘크리트의 품질저하를 막을 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 재생 굵은골재를 사용하여 재생골재콘크리트를 제조함으로써, 부족한 천연자원의 무분별한 사용 및 이로 인한 천연자원의 고갈 등으로 자원의 낭비와 자연환경이 훼손되는 것을 막을 수 있고, 재생골재콘크리트를 제조함에 있어 보통포틀랜드시멘트를 플라이애시시멘트 또는 고로슬래그시멘트로 대체 사용하거나, 혹은 시멘트의 일부를 플라이애시, 고로슬래그미분말과 같은 재료로 대체 사용함으로써 알칼리골재반응이나 원골재 내부의 균열발생 등으로 인한 제조된 재생골재콘크리트의 품질저하 요인을 제거하여 콘크리트의 품질수준을 천연골재를 사용한 경우와 유사한 수준으로 끌어올릴 수 있다.

Claims

시멘트, 잔골재, 재생 굵은골재, 물을 포함하는 재료들을 배합하여 재생콘크리트를 제조하는 재생골재콘크리트의 제조방법에 있어서,

상기 재생 굵은 골재로 1종 재생골재를 사용하고, 상기 1종 재생골재의 혼입으로 인한 콘크리트 내부 알칼리골재반응을 억제하기 위하여, 상기 재생골재콘크리트에 사용하는 시멘트로 플라이애시시멘트 또는 고로슬래그시멘트를 사용하는 것을 특징으로 하는 재생골재콘크리트의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 시멘트는 일반의 보통포틀랜트시멘트의 일부를 플라이애시미분말이나 고로슬래그미분말로 대체한 시멘트인 것을 특징으로 하는 재생골재 콘크리트의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 1종 재생골재의 투입 중량비는 30%∼60% 로 하는 것을 특징으로 하는 재생골재 콘크리트의 제조방법.
시멘트, 잔골재, 재생 굵은골재, 물을 포함하는 재료들을 배합하여 재생콘크리트를 제조하는 재생골재콘크리트의 제조방법에 있어서,

상기 재생 굵은 골재로 2종 재생골재를 사용하고, 상기 2종 재생골재의 혼입으로 인한 콘크리트 내부의 알칼리골재반응을 억제하기 위하여, 상기 재생골재콘크리트에 사용하는 시멘트로 플라이애시시멘트나 고로슬래그시멘트를 사용하는 것을 특징으로 하는 재생골재콘크리트의 제조방법.
제 4 항에 있어서,

상기 시멘트는 일반의 보통포틀랜트시멘트의 일부를 플라이애시미분말이나 고로슬래그미분말로 대체한 시멘트인 것을 특징으로 하는 재생골재 콘크리트의 제조방법.
제 4 항에 있어서,

상기 2종 재생골재의 투입 중량비는 30%∼60% 로 하는 것을 특징으로 하는 재생골재 콘크리트의 제조방법.