건설 산업에서는 대체 건설 자재에 대한 막대한 수요로 인해 자연 골재의 대체재로서 산업 부산물을 활용하는 데 관심이 커지고 있다. 본 연구는 아연 슬래그(ZS)를 보통 강도 및 고강도 콘크리트에서 자연 모래의 부분 치환에서 전량 치환까지의 범위로 평가하였다. 아연 슬래그는 물리·화학적 특성, 입도 분포, 밀도, 흡수율, 유해 원소 함량 및 침출 가능성을 중심으로 특성화하였다. 또한 관련 기준에 따라, 잔골재를 0–100% ZS로 치환한 콘크리트 배합에 대해 신선 특성, 압축 강도, 건조 수축 및 탄산화 저항성에 대한 종합적인 실험 평가를 수행하였다. 그 결과 아연 슬래그는 수요가 9~16 kg/m3 감소하는 등 유리한 특성을 나타내었다. 압축 강도는 28일 재령에서 0–100% ZS 치환 수준 전 범위에서, 기준 보통 강도 콘크리트(31.2 MPa) 대비 최대 8%까지 증가하였고, 기준 고강도 콘크리트(52.4 MPa) 대비 최대 6%까지 증가하였다. 건조 수축은 콘크리트 등급과 무관하게 모든 ZS 치환에서 −600 µɛ 이하로, 또한 대조 배합의 범위 내에서 나타났다. 탄산화 깊이와 공기 함량은 허용 범위 내에 유지되었으며, 알칼리 실리카 반응성은 미미하였다. 이러한 결과는 아연 슬래그가 건설 산업에서 다양한 적용 분야에 대해 잔골재의 지속 가능하고 효과적인 대체재가 될 수 있음을 시사한다. 본 연구는 향후 건설 자재 기준의 개정안에 잔골재로서 ZS를 포함시키기 위해 필요한 핵심 데이터를 제공한다.

본 연구는 구조용 등급의 지오폴리머 콘크리트의 환경적 지속가능성과 장기 내구성을 조사하고, 유사한 강도 등급의 일반 시멘트 콘크리트와 비교하였다. 포괄적인 실험적 연구를 수행하였으며, 몰 농도를 변화시키고 섬유를 혼입함으로써 지오폴리머 콘크리트 배합 설계를 최적화하였다. 1% 섬유를 포함한 혼합물을 제조하여 2.5의 일정한 수산화나트륨-수산화규산염(소듐 실리케이트) 비를 유지한 채 8, 10, 12, 14 M의 몰 농도에서 제조 및 시험을 수행하여 성능 향상을 평가하였다. 그 결과, 섬유의 첨가와 몰 농도의 증가는 슬럼프 값을 최대 41%까지 감소시켜 작업성이 저하됨을 보여주었다. 그러나 압축강도는 11% 증가하여 기계적 특성이 향상된 것으로 나타났다. 또한 지오폴리머 콘크리트는 산성 및 알칼리성 환경에 노출되었을 때 장기 내구성의 주요 과제에 대해 우수한 저항성을 보였다. 14 M 농도의 지오폴리머 콘크리트는 실험실 규모에서 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트보다 비용이 높았는데, 이는 주로 소량의 재료를 운반하는 과정 때문인 것으로 설명된다. 그럼에도 불구하고 환경적 이점은 주목할 만하다. 지오폴리머 콘크리트의 체적(내재) 에너지와 탄소 배출량은 포틀랜드 시멘트 콘크리트에 비해 각각 47.84%와 57.62% 낮은 것으로 확인되었다.

건설 산업에서는 대체 건설 자재에 대한 막대한 수요로 인해 자연 골재의 대체재로서 산업 부산물을 활용하는 데 관심이 커지고 있다. 본 연구는 아연 슬래그(ZS)를 보통 강도 및 고강도 콘크리트에서 자연 모래의 부분 치환에서 전량 치환까지의 범위로 평가하였다. 아연 슬래그는 물리·화학적 특성, 입도 분포, 밀도, 흡수율, 유해 원소 함량 및 침출 가능성을 중심으로 특성화하였다. 또한 관련 기준에 따라, 잔골재를 0–100% ZS로 치환한 콘크리트 배합에 대해 신선 특성, 압축 강도, 건조 수축 및 탄산화 저항성에 대한 종합적인 실험 평가를 수행하였다. 그 결과 아연 슬래그는 수요가 9~16 kg/m3 감소하는 등 유리한 특성을 나타내었다. 압축 강도는 28일 재령에서 0–100% ZS 치환 수준 전 범위에서, 기준 보통 강도 콘크리트(31.2 MPa) 대비 최대 8%까지 증가하였고, 기준 고강도 콘크리트(52.4 MPa) 대비 최대 6%까지 증가하였다. 건조 수축은 콘크리트 등급과 무관하게 모든 ZS 치환에서 −600 µɛ 이하로, 또한 대조 배합의 범위 내에서 나타났다. 탄산화 깊이와 공기 함량은 허용 범위 내에 유지되었으며, 알칼리 실리카 반응성은 미미하였다. 이러한 결과는 아연 슬래그가 건설 산업에서 다양한 적용 분야에 대해 잔골재의 지속 가능하고 효과적인 대체재가 될 수 있음을 시사한다. 본 연구는 향후 건설 자재 기준의 개정안에 잔골재로서 ZS를 포함시키기 위해 필요한 핵심 데이터를 제공한다.

본 연구는 구조용 등급의 지오폴리머 콘크리트의 환경적 지속가능성과 장기 내구성을 조사하고, 유사한 강도 등급의 일반 시멘트 콘크리트와 비교하였다. 포괄적인 실험적 연구를 수행하였으며, 몰 농도를 변화시키고 섬유를 혼입함으로써 지오폴리머 콘크리트 배합 설계를 최적화하였다. 1% 섬유를 포함한 혼합물을 제조하여 2.5의 일정한 수산화나트륨-수산화규산염(소듐 실리케이트) 비를 유지한 채 8, 10, 12, 14 M의 몰 농도에서 제조 및 시험을 수행하여 성능 향상을 평가하였다. 그 결과, 섬유의 첨가와 몰 농도의 증가는 슬럼프 값을 최대 41%까지 감소시켜 작업성이 저하됨을 보여주었다. 그러나 압축강도는 11% 증가하여 기계적 특성이 향상된 것으로 나타났다. 또한 지오폴리머 콘크리트는 산성 및 알칼리성 환경에 노출되었을 때 장기 내구성의 주요 과제에 대해 우수한 저항성을 보였다. 14 M 농도의 지오폴리머 콘크리트는 실험실 규모에서 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트보다 비용이 높았는데, 이는 주로 소량의 재료를 운반하는 과정 때문인 것으로 설명된다. 그럼에도 불구하고 환경적 이점은 주목할 만하다. 지오폴리머 콘크리트의 체적(내재) 에너지와 탄소 배출량은 포틀랜드 시멘트 콘크리트에 비해 각각 47.84%와 57.62% 낮은 것으로 확인되었다.

시멘트 기반 복합재에서 산업 부산물과 폐기물을 보조 재료로 활용하는 것은 환경에 미치는 영향을 저감하고 자원 활용을 최적화하는 지속가능한 접근법을 제공한다. 본 연구는 시멘트 모르타르에서 페로니켈 슬래그(FNS) 골재의 잠재적 활용 가능성을 조사하였으며, 특히 알칼리 실리카 반응(ASR)과 기계적 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 모르타르 배합물의 압축강도는 서로 다른 물-시멘트비에서 평가하였고, 천연 모래를 FNS로 대체하는 비율을 달리하였다. 그 결과, 표준 모래를 FNS 골재로 50% 대체하였을 때 가장 높은 압축강도를 나타냈으며, 최대 59.49 MPa에 도달하였다. FNS 골재로의 전량 대체 조건에서 수행한 ASR 팽창 시험은 FNS 골재가 NaOH 용액에서 높은 반응성을 보이며, ASTM 기준을 초과하는 팽창 수준을 나타냄을 보여주었다. 그러나 물 및 Ca(OH)₂ 환경에서는 무해한 팽창이 관찰되어, 이들이 안정화 효과를 갖는 것으로 강조된다. 회귀 분석 결과, FNS 골재의 사용은 강알칼리 환경에서의 적용에 어려움을 수반하지만, 특히 균형 잡힌 비율로 사용될 경우 시멘트 모르타르의 기계적 특성을 향상시킬 상당한 잠재력을 지닌 것으로 나타났다.