2015년 상반기 기준으로 국내의 민간 건설 수주액은 94조원을 기록하였으며 공공수주는 28.6조원을 기록하여 역대 최고의 수주액을 기록하였다. 이러한 신규 수주의 경우 기존의 건물을 해체하고 축조하는 과정이 필수적으로 발생하기 때문에 건설 수주의 증가와 더불어 건설폐기물 발생량 또한 크게 증가하고 있다.
건설폐기물 재활용의 일환으로 가장 많이 사용하는 방법은 건설폐기물 중 약 60%에 해당되는 폐콘크리트를 파쇄할 때 발생되는 순환골재를 건축 및 토목공사에 폭넓게 사용하는 것이다. 그러나 순환골재를 콘크리트용 골재로 사용하기 위해서는 골재표면에 존재하고 있는 이물질을 제거하는 과정이 필수적이기 때문에 매년 다량의 미분말이 발생하게 된다. 저품질의 순환골재를 생산할 경우에는 폐콘크리트 투입량의 약 5∼10% 정도의 미분발이 발생되며, 고품질 순환골재를 만드는 과정에서는 약 70%정도의 미분말이 발생된다.
환경부 자료에 따르면 전국에 순환골재 생산업체는 2015년 현재 500여개 이상으로 추정되며, 업체당 발생되는 미분말은 약 10만 톤 이상으로 매년 수백만 톤의 폐콘크리트 미분말이 발생하게 된다. 그러나 폐콘크리트 미분말은 토사나 저품질 순환골재와 혼합하여 성토용, 도로의 기층용 또는 매립용도로 사용되고 있는 등 대부분 부가가치가 낮은 용도에만 국한되고 있어 보다 효율적으로 사용하기 위한 방법의 개발이 시급한 실정이다.
순환골재 생산시에 발생하는 미분말(이하 순환골재 미분말)은 경화된 시멘트 페이스트가 다량으로 존재하게 되는데, 여기에는 미수화시멘트와 더불어 다량의 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 존재하게 된다. 이 때문에 강알칼리성(pH>12)을 지니게 되며 콘크리트 배합설계에 순환골재 미분말을 첨가하였을 때 알칼리 자극제로서 사용이 가능할 것으로 판단하였다.
이에 본 연구에서는 순환골재 미분말을 고로슬래그 미분말의 알칼리 자극제로 활용하기 위해 배합수에 일부 첨가하여 강알칼리성을 띄게 한 후, 고로슬래그 미분말을 단계별로 치환한 콘크리트의 물리적 특성에 미치는 영향을 종합적으로 분석하였다.
본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
1. 순환골재 미분말 1%를 침지시킨 시험체를 제외하고 모든 시험체에서 pH 12.0 이상의 강알칼리 환경이 조성된 것으로 측정되었으며, 특히, 침지시간이 5시간일 때 가장 높은 pH가 측정되어 알칼리 자극제로서의 활용가능성이 가장 높았다.

2. 순환골재 미분말의 침지시간 및 혼입량에 따른 수산화칼슘의 총량을 측정한 결과, 5시간 침지시킨 시험체에서 수산화칼슘량이 가장 높게 나타났다. 침지시간이 동일한 경우, 순환골재 미분말을 3% 침지시킨 시험체는 1% 침지시킨 시험체에 비하여 약 15mg/l 이상의 수산화칼슘을 더 함유한 것으로 나타났으며, 5%를 침지시킨 배합수의 수산화칼슘량과는 차이가 크지 않아 본 연구에서는 순환골재 미분말의 최적 혼입율은 3%로 나타났다.
3. 순환골재 미분말 사용에 따른 응결시간 측정결과, 혼입율이 높을수록 초결과 종결시간이 단축된 것으로 나타났다. 순환골재 미분말 침지시간 및 혼입율의 최적 조건시(침지 5시간, 혼입율 3%), 고로슬래그 미분말 50%를 치환한 경우 초결시간 및 종결시간이 각각 3.55시간, 5.3시간으로 Control 시험체의 3.6시간, 5.8시간 대비 각각 1.4%, 8.6% 단축되었다.

4. 순환골재 미분말을 침지시킨 배합수를 사용한 경우 일반배합수를 사용한 경우와 비교하여 전 재령에서 강도발현이 더 우수한 것으로 나타났으며, 고로슬래그 미분말을 50%까지 치환한 시험체에서도 Control 시험체의 강도를 초과하는 것을 확인하였다. 고로슬래그 미분말을 다량 사용하는 콘크리트의 경우, 순환골재 미분말을 침지시킨 배합수의 사용이 일반 배합수보다 강도증진에 보다 효과적인 것으로 나타나 순환골재 미분말이 알칼리 자극제로서의 효과가 있음을 입증하였다.

5. 활성도지수 평가 결과, 재령 3일에서 순환골재 미분말을 침지시킨 배합수를 사용한 BS30-3 시험체는 Control 대비 101%의 활성도를 나타내었으나, 일반배합수를 사용한 BS30의 시험체는 82%의 활성도를 나타내었다. 재령 28일의 경우에서도 BS30-3 시험체가 Control 대비 128%의 활성도를 나타내어 조기재령과 장기재령 모두에서 순환골재 미분말의 알칼리 자극 효과가 있음을 확인할 수 있었다.