• 제목/요약/키워드: Shale Aggregate

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대경권 셰일 골재의 풍화특성 및 셰일 골재 사용량에 따른 콘크리트의 동결융해 특성 (Weathering Properties of Shale Aggregate in Daegu-Kyeongbuk region and Freezing-Thawing Characteristics of Concrete in response to Usage of Shale Aggregate)

  • 이승한;정용욱;여인동;최종오
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권8호
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    • pp.4033-4038
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    • 2013
  • 건설공사 현장에서 발생하는 버럭 중 퇴적암은 대부분 야적, 매립 등으로 폐기하고 있어 공사비의 증대 및 시공 비효율화의 원인이 되고 있다. 이 중 일부 사암의 경우 선별하여 골재로 활용하기도 하지만, 셰일은 대부분 산업폐기물로 매립하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 대경권의 골재수급 안정화 및 콘크리트용 대체골재 자원 개발의 일환으로 대경권에 널리 분포하고 있는 셰일 골재의 풍화특성을 평가하였으며, 셰일 골재의 치환율 변화에 따른 콘크리트의 동결융해 특성을 평가하였다. 실험에 사용된 셰일은 대구시 터파기 공사현장에서 반출되는 레드셰일과 블랙셰일을 선정하였으며, 콘크리트용 굵은 골재로 널리 사용되는 안산암과 변성퇴적암의 일종인 혼펠스와 비교함으로써 셰일의 콘크리트용 골재 활용성을 검토하였다. 실험결과, 안산암과 혼펠스의 경우 시간 경과에 따른 열화현상이 발견되지 않았으나, 블랙셰일은 모암의 일부가 박리되는 현상이 발견되었다. 레드셰일은 직접 폭로 1.5개월 경과 후 층리의 방향에 따라 균열이 발생하기 시작하였으며, 약 4개월 경과 후 잘게 부수어지는 현상이 나타났다. 셰일 골재 치환율에 따른 제조한 콘크리트의 300 cycle 동결융해 반복 후 상대동탄성계수는 Plain에서 97%, Hornfels는 95%로 나타났으며, RS_100의 경우 반복횟수 210 Cycle에서 57%, BS_100의 경우 반복횟수 240 Cycle에서 상대동탄성계수가 54%로 나타나 셰일 골재를 사용한 콘크리트의 동결융해 저항성이 반복횟수 증가에 따라 급격히 감소하는 것으로 나타났다.

대경권 셰일 골재의 물성 평가 및 치환율 변화에 따른 콘크리트의 특성 (Physical Properties of Shale Aggregate and Characteristics of Concrete in Replacement Ratio in Daegu-Kyeongbuk Region)

  • 이승한;정용욱;여인동;최종오;배수호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권11호
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    • pp.5551-5557
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    • 2012
  • 건설공사 현장에서 발생하는 버럭 중 퇴적암은 대부분 야적, 매립 등으로 폐기하고 있어 공사비의 증대 및 시공 비효율화의 원인이 되고 있다. 이 중 일부 사암의 경우 선별하여 골재로 활용하기도 하지만, 셰일은 대부분 산업폐기물로 매립하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 골재수급 안정화 및 콘크리트용 대체골재 자원 개발의 일환으로 대경권에 널리 분포하고 있는 셰일의 콘크리트용 골재 활용 가능성을 평가하였다. 실험에 사용된 셰일은 대구시 터파기 공사현장에서 반출되는 레드셰일과 블랙셰일을 선정하였으며, 콘크리트용 굵은 골재로 널리 사용되는 안산암과 변성퇴적암의 일종인 혼펠스와 비교함으로써 셰일의 콘크리트용 골재 활용성을 검토하였다. 골재의 물성평가는 KS F 2527 "콘크리트용 부순 골재"에서 규정한 시험방법에 준하여 실시하였으며, 셰일 골재의 치환율 변화에 따른 재령별 압축강도를 측정하였다. 실험결과, 절대건조밀도는 블랙셰일에서 $2.59g/cm^3$, 레드셰일에서 $2.62g/cm^3$으로 나타났으며, 흡수율은 블랙셰일에서 1.93%, 레드셰일에서 1.43%로 나타나 콘크리트용 굵은 골재 사용기준을 만족하는 것으로 나타났다. 셰일 골재의 치환율에 따른 재령 28일 압축강도는 블랙셰일을 100% 치환하여 제조한 콘크리트의 경우 30.8MPa, 레드셰일을 100% 치환한 경우 31.1MPa로 나타나 Plain 골재를 사용하여 제조한 콘크리트의 압축강도 37.5MPa과 비교하여 약 82%의 강도 수준을 나타내었다.

콘크리트용 골재활용을 위한 셰일 골재의 성능개선에 관한 연구 (A Study on Improving the Performance of Shale for Application of Aggregate for Concrete)

  • 이승한;정용욱;장석수;여인동;최종오
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권11호
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    • pp.5915-5922
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    • 2013
  • 본 연구에서는 셰일 골재의 콘크리트용 굵은골재로의 활용을 위한 성능개선 방안으로 발수제와 폴리머를 사용하여 셰일 골재를 코팅하였으며, 코팅방법에 따른 밀도, 흡수율, 마모율, 안정성 등 물리적 특성을 평가하였다. 또한, 성능개선 효과를 검토하기 위하여 셰일 골재의 치환율을 변화시켜 제조한 콘크리트의 굳지 않은 콘크리트의 특성과 재령별 압축강도, 휨강도 및 동결융해 저항성을 평가하였다. 실험결과, 골재의 절대건조밀도는 모든 골재에서 콘크리트용 굵은 골재의 밀도 사용기준인 $2.50g/cm^3$이상을 만족하는 것으로 나타났으며, 발수제 코팅에 의한 셰일 골재는 성능개선 전 셰일 골재와 비교하여 약 50%의 흡수율을 감소시키는 것으로 나타났다. 마모율은 폴리머 코팅에 의한 경우 성능개선 전과 비교하여 최대 13.0%의 마모율 감소를 나타내었으며, 안정성은 모든 골재에서 콘크리트용 굵은 골재 사용기준인 12% 이하를 만족하였다. 발수제에 의한 성능개선 셰일 골재의 슬럼프는 성능개선 전의 셰일 골재보다 약 20~30mm 높게 나타났으며, 공기량은 발수제를 코팅한 셰일 골재의 경우 코팅하지 않은 셰일 골재보다 약 1.0%의 공기량 증가를 나타내었다. 폴리머 코팅 셰일 골재의 재령 28일 압축강도는 Plain 골재를 사용하여 제조한 콘크리트와 비교하여 압축강도는 RS(F) 95.7%, BS(F) 90.0%로 나타났으며, 휨강도는 RS(F) 98.0%, BS(F) 92.0%의 수준으로 나타났다. 또한, 폴리머로 코팅된 셰일 골재를 사용한 콘크리트의 300 cycle 동결융해 후 상대동탄성계수는 RS(F)와 BS(F)에서 91%와 88%로 나타나 코팅에 의한 셰일골재의 성능개선은 동결융해 반복에 따른 내구성능 증진에도 효과가 있는 것으로 나타났다.

혈암을 잔골재로 사용한 불포화 폴리에스터 모르터의 특성 (Properties of Unsaturated Polyester Mortar Using Shale as Fine Aggregates)

  • 박준철;배근철;최영준;서인식;김화중;김영수
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.129-134
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    • 2001
  • The purpose of this study is to investigate properties of unsaturated polyester mortar using the shale as find aggregates. To evaluate properties of unsaturated polyester mortar using crushed sand from Black shale, Red shale, Gray shale, we peformed the experiment according the F/B ratio of 25, 30, 35% and the volume of fine aggregate of 50, 53, 56%. The Result of this study is as follows. the strength of unsaturated polyester mortar is higher than those of river sand. The F/B ratio is higher and the volume of find aggregate is lower, the strength of unsaturated polyester mortar is higher

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지하굴착암 쇄석의 성분 및 역학적 특성 분석( I ) (Analysis on Component and Mechanical Characteristics for Crushed Stone of Excavated Rocks( I ))

  • 이상호;차완용;김영수
    • 한국농공학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.74-82
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    • 2003
  • In this paper, an experimental program was undertaken to test the analysis on Component and mechanical characteristics for crushed stone of excavated Rocks from Sandstone, Shale, Mudstone, for use as a new source of aggregate. Physical and mechanical properties, required for aggregate materials, of major constituents of rock wastes including Sandstone, Shale, Mudstone, Felsite, Basalt, Marl were measured in the laboratory Test results showed that the Shale, Felsite, Basalt tested in this study might possibly be used for construction aggregates. In case of Sandstone and Mudstone, some physical properties such as rock strength were generally adoptable but the aggregate characteristics were lower than required.

혈암의 소성온도 및 체류시간에 따른 발포특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Foaming Characteristics according to the Plastic Temperature and the Retention Time of Shale)

  • 문동환;이한승
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2018년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.58-59
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    • 2018
  • In this study, firing experiments were carried out to confirm the foamability of the expansive shale collected from the local area. When expansive shales are subjected to high temperature heat, gas is generated inside and voids are formed. Due to this phenomenon, shale is used as a raw material for lightweight aggregate. Experiments were carried out with different plastic temperature and residence time to find the appropriate plastic temperature for this expansive shale. As a result, the higher the plastic temperature, the more the surface viscosity increased and the gas generated inside were retained. Resulting in a number of internal voids. However, even if the plastic temperature or the medium temperature is high, it is confirmed that sufficient gas is not generated when the residence time is shortened.

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Enhancement of mechanical and durability properties of preplaced lightweight aggregate concrete

  • Bo Peng;Jiantao Wang;Xianzheng Dong;Feihua Yang;Chuming Sheng;Yunpeng Liu
    • Advances in concrete construction
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    • 제15권6호
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    • pp.419-430
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    • 2023
  • In this study, the effect of two types of aggregates (fly ash aggregate and shale aggregate) on the density, strength, and durability of preplaced lightweight aggregate concrete (PLWAC) was studied. The results showed that the 7 - 28 days strength of concrete prepared with fly ash aggregates (high water absorption rate) significantly increased, which could attribute to the long-term water release of fly ash aggregates by the refined pore structure. In contrast, the strength increase of concrete prepared with shale aggregates (low water absorption rate) is not apparent. Although PLWAC prepared with fly ash aggregates has a lower density and higher strength (56.8 MPa @ 1600 kg/m3), the chloride diffusion coefficient is relatively high, which could attribute to the diffusion paths established by connected porous aggregates and the negative over-curing effect. Compared to the control group, the partial replacement of fly ash aggregates (30%) with asphalt emulsion (20% solid content) coated aggregates can reduce the chloride diffusion coefficient of concrete by 53.6% while increasing the peak load obtained in a three-point bending test by 107.3%, fracture energy by 30.3% and characteristic length by 103.5%. The improvement in concrete performance could be attributed to the reduction in the water absorption rate of aggregates and increased energy absorption by polymer during crack propagation.

대구지하철 굴착암에 대한 재활용 평가 (Evaluation on Reuse of Excavated Rocked from Construction Field of Taegu Subway)

  • 차완용;이상호;김영수;방인호
    • 한국농공학회:학술대회논문집
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    • 한국농공학회 1999년도 Proceedings of the 1999 Annual Conference The Korean Society of Agricutural Engineers
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    • pp.252-257
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    • 1999
  • The distinguished geological characteristic of Taegu area is consist of anisotropic shale or sedimentary rock. Therefore if rocks are used for construction, it would've some difficulties of reuse showing the aspect of resource engineering. We made physical and mechanic properties for rock discrimination and then whether it had utilization worth or not. So we studied the engineering propriety through the aggregate tests based on rock's in laboratory. The last passed aggregate were D, E and B1 at KS and the rest couldn't use the place where weather phenomenon is caprice. This sis for base-line data of aggregate development research before the porpriety investigation for aggreagte of excavated rock in Taegu area.

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경량골재 콘크리트 바닥판의 펀칭전단강도의 실험적 평가 (Experimental Evaluation of the Punching Shear Strength with Lightweight Aggregate Concrete Slabs)

  • 김정중;문지호;염광수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.361-367
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    • 2014
  • 이 연구에서는 실험연구를 통하여 경량골재콘크리트 바닥판의 펀칭전단강도를 평가하였다. 일반콘크리트와 서로 다른 4 종류의 경량골재를 사용하여 총 5 개의 바닥판 실험체를 제작하였다. 이 연구에서 사용된 4 가지의 경량골재는 서로 원재료(점토, 셰일, 혹은 점판암) 및 형상 (원형 혹은 분쇄형)이 다르며, 이러한 서로 다른 경량 골재들이 바닥판의 펀칭전단강도에 미치는 영향을 실험 결과를 바탕으로 분석하였다. 실험 결과, 원형 경량골재로 만든 바닥판실험체의 펀칭전단파괴면은 일반콘크리트 실험체 및 파쇄된 경량골재 바닥판실험체보다 기울기가 낮았으며, 이로 인해 전단파괴면이 더 넓게 분포하였다. 이로 인해 펀칭 전단강도가 증가될 수 있었다. 반면에 파쇄된 경량골재의 경우 파괴면이 일반 콘크리트와 유사한 것으로 나타났다. 마지막으로 실험 결과를 현재 펀칭전단강도를 예측하는데 널리 쓰이는 국내기준과 ACI318-11 및 CEB-FIP 코드와 비교 분석하여 경량골재콘크리트 바닥판의 펀칭전단강도 예측의 유효성을 검증하였다.

국내 골재석산의 분포와 유형 분석 (Geology and Distribution of Crushed Aggregate Resources in Korea)

  • 홍세선;이창범;박덕원;양동윤;김주용;이병태;오근창
    • 자원환경지질
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    • 제37권5호
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    • pp.555-568
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    • 2004
  • 국내에서의 골재의 수요는 1980년대 이후 급속한 경제성장과 더불어 빠르게 증가되어 왔다. 국내 골재 생산량 중 하천골재의 비율은 약 25%, 바다골재 20∼25%, 육상골재 약 5%이며, 산림골재는 약 40∼50%를 점하며 거의 모든 굵은 골재의 공급을 담당하고 있다. 산림골재는 지역적으로 고르게 분포하고 있으나 서울, 부산 등 광역시를 중심으로 그 주변에 집중되는 경향을 보인다. 국내 산림골재로서 개발되는 암석은 심성암류 27%, 변성암류 32%, 퇴적암류와 화산암류가 각각 18%를 차지한다. 암종별로 보면 전체 골재석산에서 화강암 대상이 25%, 편마암 20%, 사암 10%, 안산암 10%의 비율을 보이고 있다. 석재로 이용되는 암종은 국내 암석 종류 중 15개 암종에 불과하지만 골재로 이용되는 암종은 석재 이용 암종의 2배인 29종으로 심성암류는 화강암, 섬장암, 섬록암, 반화강안, 반암, 규장암, 맥암 등이며, 화산암류는 유문암, 안산암, 조면암, 현무암, 응회암, 화산각력암 등이다. 또한 변성암류에서는 편마암, 편암, 천매암, 슬레이트, 변성사암, 규암, 혼펠스, 석회규산염암, 각섬암 등이 사용되고, 퇴적암에서는 사암, 셰일, 이암, 역암, 석회암, 각력암, 쳐트 등이 이용된다. 이들 암종들 중에는 석재로 사용하기 어려운 셰일, 이암, 화산각력암 등이 포함된다. 석재에서는 화강암이 70∼80%의 점유빈도를 보이지만 골재에서는 25% 정도의 점유율만을 보인다. 두 번째로 많이 이용되는 암종은 편마암으로 전체 점유율 중 20% 정도 차지한다. 그리고 사암과 안산암이 10% 내외 정도의 점유율을 보인다. 도별 점유현황을 살펴 보면 충북에서 심성암의 비율이 가장 높고 그 다음으로 전북, 강원, 경기도의 순으로 심성암의 점유율이 감소하며 경남과 전남이 12%, 10%로 가장 낮은 점유율을 보인다. 이러한 현상은 보통 70∼80%의 심성암 점유율을 보이는 석재자원과는 매우 다른 형태이다. 전남지역은 화산암 골재가 50% 이상이며, 경남은 퇴적암 골재가 50% 이상을 점한다. 또한 변성암의 골재 사용비율은 경기도, 충남에서는 거의 50% 수준에 육박한다. 골재 석산은 경기도, 경북, 경남, 충북에서 거의 비슷한 비율로 분포하며 오히려 전북에서의 골재 석산의 수는 적은 편에 속한다. 강원도가 골재석산의 수가 가장 적은 편이다.