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폐 PET 병을 경량콘크리트용 잔골재로 재활용하기 위한 실험적 연구

An Experimental Study for Recycling of the Waste PET Bottle as a Fine Aggregate for Lightweight Concrete

  • 최연왕 (세명대학교 토목공학과) ;
  • 문대중 (동양이엔씨 기술연구소) ;
  • 정문영 (세명대학교 자원환경공학과) ;
  • 조선규 (서울산업대학교 토목공학과)
  • Choi Yun-Wang (Dept. of Civil Engineering, Semyung University) ;
  • Moon Dae-Joong (Technical Institute of Dongyang E&C Co., LTD) ;
  • Jung Moon-Young (Dept. of Earth Resources and Environmental Geotechlics Engineering, Semyung University) ;
  • Cho Sun-Kyu (Dept. of Civil Engineering, Seoul National University of Technology)
  • 발행 : 2004.02.01

초록

폐 PET 병을 재활용하여 경량콘크리트용 잔골재로 활용하기 위하여 폐 PET 병 활용 경량골재(WPLA)의 품질 및 WPLA를 사용한 콘크리트(WPLAC)의 유동성, 단위용적 중량, 공기량 및 강도특성에 대하여 검토하였다. WPLA의 품질을 검토한 결과 WPLA를 $50\%$ 이하로 치환하는 것이 바람직하며, WPLA를 $50\%$ 치환한 경우 잔골재의 비중 및 흡수율이 강모래보다 각각 23 및 $75\%$ 정도 크게 감소하였으며, 콘크리트의 제물성에 크게 영향을 미쳤다. nU를 치환한 굳지 않은 콘크리트의 워커빌리티는 WPLA 치환율 및 물-시멘트비가 클수록 향상되었으며, 잔골재의 비중이 2.6에서 1.7로 감소함에 따라 콘크리트의 슬럼프 증가율은 약 $45 {\~} 120\%$로 나타났다. WPLA를 $75\%$치환한 콘크리트의 단위용적중량은 보통 콘크리트 보다 약 $17\%$ 정도 감소하였다. WPLA를 25 및 $50\%$ 치환한 콘크리트의 재령 28일 압축강도는 물-시멘트비 변화(W/E=B5 49 및 $53\%$)에 관계없이 30MPa를 상회하였으며, WPLA $25\%$ 치환 콘크리트의 비강도는 물-시멘트비 $49\%$에서 $15.11{\times}10^3 MPa{\cdot}m^3/kg$로 보통콘크리트보다 크게 나타났다. 재령 조일 압축강도, 인장강도 및 탄성계수와의 비는 일반 경량콘크리트와 비슷한 경향을 보였다. 이상의 결과로 WPLA를 경량 콘크리트용 잔골재로 활용하는 것이 가능하다고 판단된다.

The qualify of lightweight aggregate made from waste PET bottle(WPLA) and the workability, the unit weight and strength property of concrete with WPLA were investigated for the purpose of recycling the waste PET bottles as lightweight concrete fine aggregate. This study indicated a good result that WPLA should be replaced with less than $50\%$ of natural fine aggregate. When WPLA was replaced with $50\%$ of natural fine aggregate, the specific gravity and water absorption of mixed fine aggregate were greatly reduced about 23 and $75\%$ respectively in comparison with those of river sand. The quality of WPLA affected on the properties of lightweight aggregate concrete. The workability of fresh concrete with WPLA(WPLAC) was improved with increasing the replacement ratio of WPLA and water cement ratio. Slump increasing ratio of the former showed about $45 {\~} 120\%$ because that a specific gravity of fine aggregate was decreased from 2.6 to 1.7. The unit weight of concrete with $75\%$ WPLA was decreased about $17\%$ in comparison with that of control concrete. Furthermore, the compressive strength of concrete with 25 and $50 \%$ WPLA at the age of 28 days increased higher than 30 MPa regardless with water cement ratio (W/C=45, 49 and $53\%$) of this study. Specific strength of concrete with $25\%$ WPLA, $15.11{\times}10^3 MPa{\cdot}m^3/kg$, was higher than that of contro concrete in water cement ratio of $49\%$. The compressive strength-splitting tensile strength ratio and compressive strength-modulus of elasticity ratio of WPLAC were similar to that of nomal lightweight aggregate concrete. This results showed a good estimation that WPLA will be able to recycled as a fine aggregate for lightweight concrete.

키워드

참고문헌

  1. J.A. Rossignolo, M.V.C. Agnesini, 'Mechanical Properties of Polymer-Modified Lightweight Aggregate Concrete,' Cement and Concrete Research 32, 2002, pp.329-334 https://doi.org/10.1016/S0008-8846(01)00678-0
  2. 박성무, '경량콘크리트의 역학적 특성', 콘크리트학회지, 제10권 4호, 1998, 8, pp.38-45
  3. 신성우, 최명신, '구조용 경량콘크리트의 적용사례 및 전망', 콘크리트학회지, 제10권 4호, 1998, 8, pp.16-26
  4. PH Laamanen, 'High Strength LWA Concrete for Bridge Construction the New Sundbru Bridge in Eidsvoil, Norway,' Poceedings of High-Strength Concrete, ACI, Lillehammer Norway, 1993, pp.517-526
  5. 이석홍 외, '구조용 경량콘크리트 실용화 연구', 94MTR02, 현대건설기술연구소, 1996, pp.119-122
  6. 신성우 외, 'Topping 콘크리트 두께 변화에 따른 고강도경량콘크리트를 사용한 Deck Plate 합성슬래브의 휨 거동', 대한건축학회 학술발표논문집, 아주대학교, 제18권 1호, 1998, 5, pp.37-44
  7. 안재준, '팽장점토를 이용한 경량모르터의 강도특성에 관한 실험적 연구', 대한건축학회 학술발표논문집, 인하대학교, 제10권 2호, 1990, pp.611-616
  8. 민정기, '인공경량골재 콘크리트의 물리 · 역학적 성상', 박사학위논문집, 충남대학교, 1996, pp.75-89
  9. 한국자원리싸이클링학회, '리싸이클링백서', 한국자원리싸이클링학회, 1999, pp.206-215
  10. 최연왕, 정지승, 문대중, 신화철, 황윤태, '폐 PET병을 이용한 경량골재콘크리트의 특성에 관한 실험적 연구', 한국콘크리트학회 가을학술발표회논문집, 고려대학교, 2002, 11, pp.211-216
  11. 류성희, 조병완, 서석구, 태기호, 박승국, '재활용PET 수지를 이용한 폴리머 콘크리트의 강도, 내화학성, 흡수율에 관한 실험적 연구', 한국콘크리트학회 봄학술발표회논문집, 서울대학교, 2003. 5, pp.805-810
  12. F. A Oluokun, 'Prediction of concrete tensile strength from compressive strength evaluation of existing relations for normal weight concrete,' ACI Materials Journal, Vol.88, No.3, 1991, pp.302-309
  13. A. M. Neville, 'Properties of Concrete,' 4th Edition, Longman Malaysia, 1995, pp.698-704

피인용 문헌

  1. Analytical Study on Behavior Characteristic of Shear Friction on Reinforced Concrete Shear Wall-Foundation Interface using High-Strength Reinforcing Bar vol.28, pp.4, 2016, https://doi.org/10.4334/JKCI.2016.28.4.473