1. 서 론

과거 건설산업은 급속한 기술의 발전에 따라 효율성, 안전성, 생산성 등을 바탕으로 지속적인 성장을 이루어왔다. 하지만 최근 건설 동향은 무분별한 개발보다는 환경과 자원에 밀접한 관계가 있으며 기후변화, 친환경, 자원재활용 등의 주제로 많은 연구가 수행되는 추세이다(Hong and Seo 2010; Kim et al. 2004; Lee and Yoon 2003). 특히 1970~1980년대의 고도성장기 이후 건설된 수많은 건축물은 노후화되기 시작했으며 도시 및 국토개발의 목적으로 재개발 사업이 활발하게 진행되고 있다. 재개발 사업으로 인한 기존 구조물 철거는 다량의 건설폐기물을 발생시키고 있으며 환경부의 건설폐기물 재활용 기본계획(ME 2012)의 예측결과에 따르면 Fig.1의 2012~2016년도 폐콘크리트의 비율은 약 67 %에 이르고 있다. 2016년 폐콘크리트 발생량은 2012년 대비 약 5.6 % 증가하여 폐콘크리트 발생량은 꾸준히 증가하는 추세지만 순환골재로 재생산되는 비율은 제한적이며, 생산된 대부분의 순환골재는 각각 성/복토용 44 %, 도로보조기층용 31 %, 콘크리트 제품제조용 6 %에 사용되며 콘크리트용 순환골재의 생산량은 약 1.5 %에 불과하다. 콘크리트 건축물이 골재 수요에 큰 비율을 차지하는 것을 고려할 때, 순환골재 활용률은 상당히 낮은 실정이며, 지속해서 폐콘크리트가 증가하는 추세이므로 순환골재의 회수율을 높여 재활용 측면뿐 아니라 장기적으로는 천연골재를 대체하여 자원고갈에 대한 측면도 고려해야 할 것으로 보인다.

Fig. 1. Estimation of amount of wastes

천연 골재 채취는 해마다 줄어드는 추세이며 건설에 필요한 골재 부족 현상은 갈수록 심각해지고 있다(Lee and Kim 2006; Lee et al. 2016). 이런 점에서 폐콘크리트에서 생성된 순환골재 사용은 골재 부족 현상을 해결하기에 중요한 대안 중 하나로 손꼽히고 있다. 특히 환경부와 국토교통부는 공공건설공사에는 건설폐기물에서 생산한 순환골재를 40 % 이상 의무적으로 사용하기를 권고하였으며 그 비율을 점차 늘려나갈 계획이다(ME and MLTMA 2012). 또한, 건설폐기물의 재활용촉진에 관한 법률(ME 2018)과 같은 제도의 시행과 함께 순환골재의 품질기준(MOLIT 2017) 등을 구체화하여 건설보조재 뿐 아니라 구조용 재료로 활용할 수 있도록 그 범위를 확대 중이다.

앞서 언급한 것처럼 순환골재를 활용함으로써 다양한 장점이 존재하지만, 현장에 활발하게 적용되지 못하는 이유 중 하나는 품질이 우수하지 못하기 때문이다(Lee et al. 2007). 순환골재는 다량의 이물질이 함유되어 강도, 내구성 등의 품질저하가 발생할 수 있으며 콘크리트의 유동성이 낮아 시공성이 떨어지기도 한다. 콘크리트의 품질 및 시공성 향상을 위해 조강형 고성능감수제와 AE제를 혼화하는 방법을 고려할 수 있다. AE제는 기포연행에 의한 유동성을 증가시켜 콘크리트의 강도를 저하시키는 반면, 고성능감수제를 사용하면 시멘트의 입자를 친수화하여 강도 증진이 빠르게 이루어지는 것으로 알려져 있다. 특히 폴리카본산계 감수제는 고감수성 및 슬럼프 손실이 적어 증기양생, 부배합 콘크리트, 조강시멘트 콘크리트 등을 사용하는 것에 비해 비용대비 효과적인 성능발현을 기대할 수 있다(Jeon et al. 2006). 또한, 리그닌계, 나프탈렌계 감수제가 정전기적인 반발력이 작용하는 반면, 폴리카본산계 감수제는 정진기적 반발력 및 입체장해작용이 동시에 작용하여 콘크리트 강도 증진에 더욱더 효과적이라는 연구결과가 있다(Na et al. 2010).

다른 이유 중 하나는 실제 건설현장에서 필요한 다양한 기후요인에 대한 기준이 부족하기 때문이다. 현장에서는 야외의 특성상 표준배합뿐 아니라 다양한 기후요인에 대한 기준도 마련되어야 한다. 일반적으로 공장에서 기성품으로 제작되는 공업재료와 달리, 현장에서 타설되는 콘크리트는 동일한 배합재료로 구성되었을지라도 다양한 양생조건에 따라 강도, 내구성 등이 저하 및 증진되기도 한다. 야외에서 양생되는 콘크리트는 기후변화에 민감할 수밖에 없으며 온도, 습도에 관한 연구는 활발하게 이루어져 왔으나(Kim and Lee 1998; Kim et al. 1998; Lee and Park 2008) 풍속, 일조량에 관한 연구는 부족한 실정이다. 콘크리트 성능은 양생과정에서 수분의 이동, 재료의 균질성, 수화열 등에 많은 영향을 받게 되는데(Topçu and Elgün 2004), 풍속이나 일조량의 유무에 따라 정상적인 양생에 방해가 되는 요인이 될 수 있다. 일반 골재 콘크리트는 동결융해, 탄산화 작용, 온도, 습도, 풍속, 일조량 등에 관한 다양한 연구(Kim et al. 2014; Koh et al. 2001; Kwon et al. 2005)가 진행되어 설계기준이 마련되어 있지만, 순환골재 콘크리트는 이러한 연구가 부족한 실정이다.

위와 같이 다양한 기후요인을 적용하여 현장에 적합한 콘크리트의 배합, 강도 등을 예측할 평가방법이 필요하다. 본 연구에서는 이를 예측할 방법으로 성능중심평가를 채택하였다. 성능중심평가는 내진성능평가에서 사용되는 Bayesian 확률론적 이론(Box and Tiao 1992)을 이용한 만족도 곡선(Kim et al. 2010)을 작성하여 구조물의 성능을 각 조건에 따라 평가하는 방법이다. 만족도 곡선을 활용하여 구조물의 재료적, 구조적 성능을 다양하게 평가할 수 있으며, 선행연구에서 다양한 방식으로 활용되었다(Kim et al. 2017).

본 연구에서는 순환골재 콘크리트를 널리 활용하기 위한 핵심요인 2가지를 품질개선과 현장대응형 기후요인으로 선정하였다. 이를 위해 폴리카본산계 고성능감수제를 적용한 순환골재 콘크리트 시험체를 제작하였으며 풍속, 일조량과 같이 다양한 양생조건을 반영한 순환골재 콘크리트의 강도 경향을 파악하고자 한다. 이를 바탕으로 확률론적 성능중심평가를 수행한다면 순환골재의 현장적용 문제점을 개선/예측하여 시공성과 품질을 확보해 많은 양의 건설폐기물을 재활용할 수 있을 것으로 예상된다.

2. 사용 재료

실험에 사용된 굵은골재는 최대치수 25 mm 일반 골재와 실제 구조물을 파쇄하여 생산한 최대치수 25 mm 순환골재를 사용하였으며 일반 골재의 일부를 순환골재로 치환하여 콘크리트를 제작하였다. 일반/순환골재의 형상과 특성 및 기준은 Fig.2와 Table 1에 각각 나타내었다. 폴리카본산계 감수제는 초기의 감수력을 부여하여 조기강도 발현에 우수한 L사의 암갈색 제품을 사용하였으며 AE제 및 폴리카본산계 감수제의 물리/화학적 특성은 Table 2와 같다.

Fig. 2. Coarse aggregates

3. 배합 선정

본격적인 실험에 앞서, 골재 일부를 순환골재로 치환한 순환골재 콘크리트와 폴리카본산계 고성능감수제를 적용한 순환골재 콘크리트의 배합을 선정하고 28일 압축강도를 확인하여 OPC와 비교하였다. 실험체는 각각 RG와 RGA로 표현하였으며 실험체 제작과정을 Fig.3에 나타내었다.

Fig. 3. ∅100×200 mm concrete specimens

3.2 폴리카본산계 순환골재 콘크리트(RGA) 배합선정

AE제와 폴리카본산계 감수제는 미세한 양에도 콘크리트 품질에 큰 변화가 있으므로 AE제와 폴리카본산계 감수제의 양을 변수로 Table 5의 10가지 실험체를 제작하였다. 28일 압축강도를 측정결과, 케이스 별로 28일 강도가 14.2~26.6 MPa의 강도가 측정되었다. W/C를 고정하여 배합한 콘크리트는 각 혼화제의 혼입률에 따라 최대 2배까지 강도차이가 발생하는 경우가 있는 것으로 확인된 것(Cho et al. 2001)으로 보아, RGA의 강도 또한 혼화제의 혼입률에 따라 큰 차이가 발생한 것으로 유추할 수 있었다. Fig.4는 혼화제의 혼입량에 따른 슬럼프, 공기량, 28일 압축강도의 경향을 나타낸 그림이다. 전반적으로 슬럼프와 공기량은 비례하여 증가하는 모습을 보였으며, 강도는 공기량에 반비례하는 모습을 보였다. 슬럼프의 경우, 공기량만큼 일정하지는 않지만, 슬럼프가 증가할수록 강도는 낮아지는 경향을 나타내었다. Case 2~4는 RG보다 34~41 mm의 큰 슬럼프를 보여주었으며, 공기량은 기존보다 0.7~1.3까지 증가하는 것으로 나타났다. 강도는 14.2~17.8 MPa를 나타내어, OPC의 설계압축강도보다 52~66 % 수준밖에 되지 않아 적합하지 않은 배합으로 판단했다. Case 5~7은 28~34 mm 가량 큰 슬럼프가 측정되었고, 공기량은 0.2~0.9가량 증가하는 모습을 보였다. 강도는 16.2~18.5 MPa를 나타내어 Case 2~4에 비해 다소 개선되었으나, 여전히 OPC보다 60~69 %의 성능을 보여 여전히 강도 성능은 부족하였다. Case 8~10은 OPC의 배합에 가장 근접한 강도성능을 나타내었으며, OPC와 비교하였을 때, 79~98 % 수준, RG와 비교하였을 때, 100~125 %가량 높은 성능을 나타내었다. Case 2~7보다 슬럼프 및 공기량이 감소하며 압축강도의 증진이 발생한 것으로 보인다. Case 8~9는 Case 1과 비교하여 슬럼프가 증가하였으며 압축강도는 유사하게 나타나 워커빌리티가 증가하여 시공성을 개선할 수 있을 것으로 보인다. 한편, OPC 설계압축강도($f_{ck}$) 27 MPa에 가장 근접한 배합은 Case 10으로 나타났다. 슬럼프는 RG와 비교하여 개선되었으며 OPC와 비교하였을 때 6 mm 수준의 차이를 보여 큰 차이를 보이지 않았다. 공기량 또한 타 배합에서는 5 %를 넘기는 모습을 보였으나, 해당 배합에서는 4.6 %의 준수한 공기량을 나타내어, 강도 증진에 영향을 미친 것으로 판단된다. 최종적으로 풍속, 일조량 기후변화를 적용할 RGA 실험체에 Case 10의 배합을 사용해 실험을 수행하였다.

Table 5. Mix proportions of recycled aggregate concrete with admixture (RGA)

Case	$G_{max}$ (mm)	Slump (mm)	W/C (%)	S/a (%)	Air (%)	Unit (kg/m$^3$)					AE (kg)	PC (kg)	$f_{cu}$ (MPa)
						W	C	S	G	RG
1	25	100	55	42	5	183	333	677	709.5	303.9	0	0	21.2
2	25	134	55	42	5.7	183	333	677	709.5	303.9	0.099	1.664	17.8
3	25	138	55	42	6.1	183	333	677	709.5	303.9	0.099	1.331	15.4
4	25	141	55	42	6.3	183	333	677	709.5	303.9	0.099	0.998	14.2
5	25	130	55	42	5.9	183	333	677	709.5	303.9	0.066	1.664	16.2
6	25	136	55	42	5.5	183	333	677	709.5	303.9	0.066	1.331	16.9
7	25	128	55	42	5.2	183	333	677	709.5	303.9	0.066	0.998	18.5
8	25	118	55	42	5.1	183	333	677	709.5	303.9	0.033	1.664	21.7
9	25	125	55	42	5.2	183	333	677	709.5	303.9	0.033	1.331	21.3
10	25	114	55	42	4.6	183	333	677	709.5	303.9	0.033	0.998	26.6

RG: recycled coarse aggregate, AE: AE admixture, PC: poly carboxylic acid admixture

$f_{ck}$: design compressive strength, $f_{cu}$: 28 days compressive strength

Fig. 4. Slump, air and compressive strength of each case

4. 실험 방법

본 연구에서는 현장적용에 영향을 미치는 기후인자로 풍속과 일조량을 제1 변수와 제2 변수로 각각 선정하였다. 풍속을 평가하는 방법은 내풍/풍동실험을 하는 방법이 있다. 하지만 대부분 실험장비가 구조성능평가에 최적화되어있어 재료성능을 평가하기에는 부적합한 것으로 나타났다. 일조량을 평가하는 방법으로는 내후/내광성 실험 챔버를 사용한 사례(Woo et al. 2007)가 있다. 내후/내광성 실험 챔버는 실험체에 열선 및 자외선을 노출할 수 있으며, 온도 및 습도를 조절할 수 있는 장점이 있으나 풍속을 설정하여 바람을 쐬어주는 기능은 없었다.

각 변수를 동시에 설정하기 위해서는 항온항습이 유지되며, 공시체에 풍속 및 일조량을 노출할 수 있는 환경이 되어야 한다. 기존의 장비로는 이와 같은 요건을 충족시키지 못하여, 항온항습실에서 공업용 선풍기와 삼파장 전구를 이용하여 풍속과 일조량을 간접적으로 모사하는 방법을 고안하여 실험을 수행하였다. 풍속을 공업용 선풍기로 모사한 연구(Topçu and Elgün 2004)가 있어, 유사한 방법으로 바람을 쐬어주었으며, 자외선 복사비율이 비교적 큰 삼파장 전구(Han et al. 2005)를 이용해 일조량을 모사하였다. 온도와 습도는 항온항습실을 이용해 20 °C와 60 %로 각각 유지하였으며 디지털 온습도계로 측정하였다. 풍속은 공업용 선풍기의 미풍 0~2 m/s, 약풍 2~4 m/s, 강풍 4~6 m/s에 따라 풍속은 0, 2, 4, 6 m/s, 일조량은 최대일조량 8시간을 기준으로 2, 4, 6, 8 hrs를 선정하였다.

3, 7, 28일 압축강도 측정을 계획하였으며, 이를 위해 각각의 실험별로 3개씩, 즉 케이스 별로 9개의 공시체를 제작하였다. 공시체 제작 이후 24시간의 상온 거치 후 탈형을 진행하였으며, 24시간이 지난 시점부터 각각 3, 7, 28일까지 기후변화 변수를 적용하여 콘크리트를 양생하였다. 온도와 습도를 20 °C와 60 %로 각각 유지하기 위해 외부 빛과 바람을 차단할 수 있는 항온항습실을 이용하였으며, 공시체를 1/4 면적으로 나누어 매일 방향을 바꿔 전구와 바람을 쐬어주었다. 제1 변수인 풍속은 공업용 선풍기로 모사하였으며 전자식 풍속계로 공시체 탈형 후 측정 종료 시점까지 0, 2, 4, 6 m/s를 케이스 별로 3개의 시편 전면에 1/4 면적만큼 쐬어주었다. 제2 변수인 일조량은 삼파장 전구에 전자식 타이머를 설치하여 매일 2, 4, 6, 8 시간씩 케이스 별로 3개의 시편 전면에 1/4 면적만큼 비춰주었으며 이를 도식화한 그림과 실험 전경을 Fig.5에 나타내었다.

Fig. 5. Concrete curing conditions

3, 7, 28일의 콘크리트 양생기간을 거친 후, 모든 실험체는 KS F 2405(KATS 2010)에 의한 압축강도기준에 따라 실험을 수행하였다. 가력 장비는 5,000 kN 용량의 전동식 콘크리트 압축시험기를 사용하였으며, 압축강도 실험은 재하장치의 정중앙부에 거치시켜 1.7 mm/min의 속도로 하중을 재하하였다.

5. 실험 결과

순환골재 콘크리트와 혼화제를 적용한 순환골재 콘크리트를 각각 RG, RGA로 나타내었으며, 선행 연구(Kim et al. 2014)의 일반 골재 콘크리트는 OPC로 나타내었다. 강도 측정결과를 Table 6에 나타내었으며, Figs.6~8에 일조량에 따른 강도 경향을, Figs.9~11에 풍속에 따른 강도 경향을 각각 나타내었다.

Fig. 6. Sunlight-compressive strength relationship (3 days)

Fig. 7. Sunlight-compressive strength relationship (7 days)

Fig. 8. Sunlight-compressive strength relationship (28 days)

Fig. 9. Wind speed-compressive strength relationship (3 days)

Fig. 10. Wind speed-compressive strength relationship (7 days)

Fig. 11. Wind speed-compressive strength relationship (28 days)

5.2 풍속에 따른 강도 경향

Figs.9~11에서는 전반적으로 풍속이 증가함에 따라 강도 또한 감소하는 경향을 보였다. 이 경향은 양생기간이 길어짐에 따라 더욱 급격하게 발생하는데, 3, 7일 강도의 경향은 다소 완만한 기울기로 감소하는 반면, 28일 강도는 풍속이 강해질수록 급격한 기울기로 감소하는 현상을 확인할 수 있다.

또한, 현행 콘크리트 기준 및 실험에서 보통 7일 강도는 28일 강도의 약 70 % 정도로 추정하고 있으나, 많은 실험체의 28일 강도가 비슷한 수준이거나 오히려 하락한 경우도 있었다. 조기강도 증진에 효과적인 폴리카본산계 감수제로 인해 위와 같은 현상이 발생할 수도 있다고 판단하여 관련 선행연구를 참고하였으나, 28일 강도가 하락하는 경우는 찾기 힘들었다. 따라서 해당 결과는 풍속에 의해 발생한 현상이라고 유추하였다. 풍속이 0 m/s인 상황에서는 점진적으로 강도가 증가하였으나, 풍속이 증가할수록 강도 및 강도증가율의 감소 현상은 뚜렷하게 나타났기 때문이다. 본 연구에서 수행한 RG 및 RGA뿐 아니라 선행연구(Kim et al. 2014)에서 수행한 OPC 실험체도 동일한 경향을 나타내었다. 선행연구(Topçu and Elgün 2004)에 따르면 지속해서 풍속을 쐬어준 부분의 수분이 이동 및 증발하여 정상적인 수화반응을 방해하여 발생하는 현상이라고 분석하였다. 본 연구에서 수행한 실험도 동일한 이유로 강도 저하가 발생하였으며, 이러한 현상에 대해 간접적으로 확인할 수 있었다. 강도 저하 경향을 Fig.12에 그래프로 나타내었다.

Fig. 12. Wind speed-curing days compressive strength relationship

5.3 풍속에 따른 재료별 평균압축강도 경향

이처럼 전반적인 압축강도 경향은 풍속에 따라 강도 또는 강도증가율의 저하가 발생하며, 일조량에 따라 강도의 증진이 발생하는 경향이 보이기도 하지만 풍속처럼 뚜렷한 경향을 나타내지는 않았으므로 풍속을 중점으로 결과를 분석하였다. 일조량을 배제하고 동일한 풍속에서의 RGA, RG, OPC 평균압축강도를 Table 7에 나타내었으며 이를 추세선으로 표현한 그래프를 Fig.13에 나타내었다. 0 m/s에서 RGA의 초기 3일 평균압축강도는 RG와 OPC와 비교하여 최대 42.4, 20.4 % 가량 높은 수치를 나타내는 것으로 확인되었으나 풍속이 존재함에 따라 그 수치는 전반적으로 감소하여, 상황에 따라서는 오히려 -5.7, -2.5 % 가량 낮은 수치를 나타내었다. 다만, 단순 강도 수치로 보면 0.3, 0.8 MPa 정도의 미미한 차이를 보이는 것이기 때문에 RGA가 RG 및 OPC에 비해 낮은 강도를 발현하였다고 단정지을 수준은 아니었다. 폴리카본산계 감수제의 조기강도 증진 효과로 인해 강도 발현이 우수한 것으로 나타났으나, 풍속에 지속적인 영향을 받게 되면 수분이 증발하여 수화반응이 적절히 이루어지지 않아 RG 와 OPC의 평균압축강도가 RGA의 평균값에 수렴하는 것으로 나타났다. 7일 평균압축강도 역시 0 m/s에서 RG 및 OPC와 비교하여 가장 큰 차이를 보였는데 3일 강도와는 달리 RGA보다 OPC의 압축강도가 더 높게 발현되어 강도 증진의 역전이 되었으나 RG와 비교하여 여전히 0~18.3 %가량 높은 강도를 유지하는 것으로 나타났다. 또한, RGA는 3일 강도에서 전반적으로 우수한 성능을 보였으나, 7일 이후에는 강도 증가율이 높지 않은 것으로 확인되어, RG의 경우 최대 40 %가량 차이 나던 수치가 최대 18 % 정도로 간극이 좁혀졌으며 OPC와 비교했을 때는 오히려 강도 수치가 낮게 나타났다. 3일까지는 초기 수화반응 촉진의 영향이 더 크게 작용하여 전반적인 강도 발현이 우수하였으며 7일 이후에는 폴리카본산계 감수제의 영향보다는 순환/일반 골재의 차이가 뚜렷이 나타난 것으로 보인다. 28일 강도는 7일 강도와 유사한 경향으로 나타났으며, 0 m/s일 때 OPC-RGA-RG 순서로 강도 발현이 크게 나타난 것으로 확인되었다. 3, 7, 28일 강도 모두 풍속이 증가할수록 RGA의 평균압축강도에 수렴하는 경향을 나타내어 풍속이 강도 증진에 결정적 영향을 미치는 기후인자임을 확인할 수 있었다.

Table 7. Average compressive strength (wind speed variable)

Wind speed (m/s)	Compressive strength (MPa)
	3 days			7 days			28 days
	RG	RGA	OPC	RG	RGA	OPC	RG	RGA	OPC
0	13.0	18.5	15.4	17.3	20.5	23.6	20.6	23.0	28.0
2	14.0	13.7	14.5	18.1	19.7	20.7	17.6	19.2	17.4
4	14.5	15.2	14.0	19.1	19.1	20.4	18.3	17.9	16.9
6	12.6	15.2	14.0	17.0	19.1	21.6	17.9	18.2	19.6

Fig. 13. Average compressive strength with wind speed

6. 만족도 곡선을 활용한 강도 성능중심평가

기후변수인 풍속과 일조량의 실험결과를 성능중심평가 프로그램에 입력하면 평균과 표준편차를 계산할 수 있으며, 로그 정규분포법을 활용해 평균, 표준편차, 기후변수를 적용하면 Fig.14에 나타난 만족도 곡선을 작성할 수 있다.

Fig. 14. Satisfaction curve of sunlight-strength relationship

본 연구에서 RG는 Table 4, RGA는 Table 5의 Case 10 기준으로 OPC 설계기준강도 27 MPa에 근접한 압축강도로 평가된 배합을 기준으로 하였으며 3, 7, 28일 강도는 각각 설계기준강도 대비 약 40 , 70 , 100 %로 설정하여 평가하였다. 각각의 성능중심평가는 다음과 같이 확인할 수 있다. 예를 들면 Fig.14의 첫 번째 그래프는 7일 예상 강도의 20 % 수준에 도달하려면 일조량은 약 5시간이 필요하고, 50 % 수준에 도달하려면 약 8시간이 필요하다는 것을 나타낸다. 또한, 지속해서 풍속이 가해졌을 때는 7일 강도보다 28일 강도가 저하되는 현상이 나타남에 따라 만족도 곡선 또한 28일 강도는 모두 0에 수렴하는 결과를 나타내었다. Fig.14에 동일한 방식으로 폴리카본산계 고성능감수제를 적용한 순환골재 콘크리트의 만족도 곡선을 나타내었다. 동일한 일조량을 기준으로 RGA는 일조량이 상대적으로 적음에도 RG보다 높은 수준의 강도 발현이 가능한 것으로 확인되었다.

3일과 28일의 풍속은 어떠한 조건에서도 기준강도를 만족하는 것으로 나타났으며, 7일 강도만 유일하게 풍속의 영향에 따라 강도 감소가 발생하는 것으로 나타났다. 풍속조건 역시 일조량과 유사하게 RGA의 성능이 RG보다 최대 30 %가량 높게 나타난 것을 확인할 수 있었다.

7. 결 론

본 연구에서는 현장 대응형 순환골재 콘크리트와 폴리카본산계 고성능감수제를 사용한 순환골재 콘크리트의 강도평가 및 만족도 곡선을 활용한 성능중심평가를 하였으며 다음과 같은 결과를 확인하였다.

1) 폴리카본산계 고성능감수제를 사용한 RGA는 혼입된 혼화제의 양에 따라 28일 강도가 다양하게 나타났다. AE제를 사용해 적절한 공기량을 확보하는 한편, 단위수량을 감소시킬 수 있는 고성능감수제를 사용해 강도 결과를 확인하였으며, 실험에 사용한 배합은 Table 5의 Case 10을 적용하였다. 해당 배합은 RG와 비교하여 워커빌리티를 개선하고 강도가 우수하여 구조용 재료로 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

2) 풍속, 일조량을 각각의 독립변수로 적용하여 분석한 결과, 풍속의 유무에 따라 강도의 저하 현상이 뚜렷이 나타났으며 일조량에 따른 강도 변화 현상은 크지 않은 것으로 확인되었다. 이를 통해 콘크리트의 강도 특성에 영향을 미치는 핵심변수는 풍속임을 확인할 수 있었다.

3) 풍속에 지속적인 영향을 받은 콘크리트는 경화 과정에서 수분의 증발이 발생하여 수화반응이 정상적으로 진행되지 않아 강도 또는 강도증가율의 저하 현상이 발생하는 것으로 나타났다.

4) 3일 강도는 RGA > OPC > RG 순으로 나타났으며 RGA가 RG 및 OPC와 비교하여 최대 42.4, 20.4 %의 높은 수치를 나타내었다. 다만 풍속이 존재함에 따라 그 차이는 전반적으로 감소하는 경향을 보였다. 7일 강도는 OPC > RGA > RG 순으로 나타나 강도 증진의 역전현상이 발생하여 혼화제의 특성보다는 일반 골재의 사용 여부에 따른 강도 증진이 발생한 것으로 보인다. 28일 강도 역시 7일 강도와 유사한 경향을 보였으며, 풍속이 강해질수록 RG와 OPC는 RGA의 강도에 수렴하는 결과를 확인할 수 있었다.

5) 만족도 곡선을 통해 성능중심평가를 수행한 결과, 3일, 28일 강도는 풍속 6 m/s까지 모든 조건을 만족하는 것으로 나타났으나, 7일 강도는 풍속이 강해질수록 점진적으로 만족하지 못하는 것으로 나타났으며, RGA는 최대 20 %, RG는 50 % 수준까지 성능이 하락하는 것으로 확인되었다.

콘크리트는 풍속에 의해 강도가 저하되는 경향을 나타내었다. 이를 통해 현장에서는 온도, 습도, 단순 품질문제뿐만 아니라 풍속에 대한 시공기준이 마련되어야 할 것으로 보인다.