실내실험을 통한 순환잔골재의 지반공학적 특성 평가

윤성민; 이제권; 전영진; 서승권; 정기현; 손호열; 이철주; 김재현

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저자정보: 윤성민 (Kangwon National University) 이제권 (Kangwon National University) 전영진 (Kangwon National University) 서승권 (Hence Company) 정기현 (Kangwon National University) 손호열 (Korea Water Resources Corporation) 이철주 (Kangwon National University) 김재현 (Kangwon National University)

저널정보: 한국지반환경공학회 한국지반환경공학회 논문집 한국지반환경공학회 논문집 제26권 제2호

발행연도: 2025.2

수록면: 5 - 13 (9page)

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최근 대한민국은 기후변화 대응을 위해 한국형 순환경제 계획을 수립하고 온실가스 감축을 위해 건설폐기물 재활용을 촉진하고 있다. 순환골재는 건설폐기물 중 일부로 설계수명에 도달한 건물이나 인프라 시설에서 발생하며, 성토나 토목공사 뒤채움 등에 재활용되고 있다. 하지만, 검증되지 않은 품질과 폐기물이라는 인식으로 인해 재활용률이 높지 않은 것이 현실이다. 따라서, 순환골재의 사용성을 높이기 위해서는 건설재료로써의 성능 검증과 안정적인 품질 확보가 필요하다. 본 연구는 순환골재 중 비교적 입자크기가 작은 순환잔골재가 자연적 재료를 대체할 수 있는지를 확인하기 위해 국내 순환골재 산지에서 순환골재를 채취하고 다양한 물성실험을 실시하였다. 또한 지반재료로써의 성능을 확인하기 위해 대표적 자연 시료인 주문진표준사의 물성과 비교하였다. 이를 위해 체분석시험(sieve analysis), 다짐시험, 흡수율시험, 투수시험, 직접전단시험을 수행하였으며, X선회절분석(X-ray diffraction, XRD), 광학현미경, 주사전자현미경(Scanning electron microscopy, SEM)을 통해 입자 특성을 평가하였다. 실험 결과, 순환잔골재는 입도형상, 구성 성분, 다짐 특성, 투수계수 등의 물성에서 파쇄 모래의 특성을 가짐과 동시에 실트질 모래의 특성을 보이는 것으로 나타났다. 특히 직접전단시험에서 순환잔골재는 주문진표준사와 비교 시 밀도 대비 높은 전단강도(13.3% 낮은 밀도에서 9% 높은 전단강도)를 보였다. 이는 순환잔골재가 저품질이라는 기존의 인식과는 달리 강도 측면에서 자연사를 대체할 수 있을 만큼의 충분한 강도를 가짐과 동시에 경량골재로써의 활용이 가능하다는 것을 의미한다. 본 연구 결과는 순환잔골재의 품질을 개선하기 위한 기초자료로 활용될 수 있으며, 향후 순환골재의 사용성을 개선하는데 기여할 것으로 예측된다.

South Korea has recently established a Korean-style circular economy plan to address climate change, focusing on promoting the recycling of construction waste to reduce greenhouse gas emissions. Recycled aggregates, derived from construction and demolition wastes generated from buildings and infrastructures at the end of their design life, are utilized in applications such as embankment construction and backfilling in civil engineering. However, challenges such as unverified quality and negative perce ptions regarding their quality as waste materials have resulted in low recycling rates. To enhance the utilization of recycled aggregates, rigorous performance evaluation and consistent quality assurance are necessary. This study aims to assess whether recycled fine aggregates, characterized by relatively smaller particle sizes, can serve as substitutes for natural materials. Samples of recycled aggregates were collected from domestic production facilities, and various physical property tests were conducted. To evaluate their performance as geotechnical materials, the properties of recycled fine aggregates were compared with those of Jumunjin standard sand, a representative natural material. The experiments included sieve analysis, compaction tests, water absorption tests, permeability tests, and direct shear tests. Furthermore, particle characteristics were analyzed using X-ray diffraction (XRD), optical microscopy, and scanning electron microscopy (SEM). The experimental results demonstrated that recycled fine aggregates exhibited typical properties of crushed sand while also displaying characteristics of silty sand in terms of gradation, particle shape, composition, compaction behavior, and permeability coefficient. Notably, in direct shear tests, recycled fine aggregates showed higher shear strength, approximately 9% greater, despite having a density 13.3% lower compared to Jumunjin standard sand. These findings challenge the traditional perception of recycled fine aggregates as inferior materials, indicating that they possess sufficient strength to replace natural sand and have potential applications as lightweight aggregates. This study provides foundational data for improving the quality of recycled fine aggregates and is expected to contribute to increasing their usability in civil engineering practices.

#Recycled resources #Recycled fine aggregates #Jumunjin standard sand #Laboratory tests #Property evaluation #순환자원 #순환잔골재 #주문진표준사 #실내실험 #물성평가

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