점토/소각재/첨가제계 인공 경량골재의 발포기구

Lightweight Aggregate Bloating Mechanism of Clay/Incinerated Ash/Additive System

본 연구에서는 소각재와 첨가제가 인공 골재의 용융상 형성 및 경량화에 미치는 영향과 인공 경량골재의 발포기구에 관하여 연구하였다. 인공 경량 골재 실험은 점토를 주원료로 하였으며 소각재는 0∼30wt%를 첨가하였고, 첨가재는 $Na_2CO_3,\;CaCo_3,\;K_2CO_3,\;MgCO_3$와 소량의 폐오일을 사용하였다. 점토/소각재/첨가재계 인공 경량골재 실험 결과 $CaCO_3와\;MgCO_3$ 첨가는 용융상 형성을 촉진하였으며, $Na_2CO_3$는 용융상 형성뿐만 아니라 골재의 경량화에 영향을 주었다. 폐오일을 첨가제로 사용한 결과 0.5wt% 이상 첨가시 골재의 경량화에 영향을 주었다. 소각재는 첨가량이 증가할수록 골재의 용융상 형성이 증가하였으나, 소각재 10wt%, 폐오일 2wt%, 1200$^{\circ}$C 소성조건이 인공 골재의 발포 및 용융상 형성과 함께 급격한 가스발포에 의한 부피 팽창이 일어나며, 최종적으로 표면 및 내부에 치밀한 소결상이 형성되는 것을 알 수 있었다.

The influence of the incinerated ash and additives on glass phase formation of lightweight aggregate, weight-lightening, and the bloating mechanism was investigated. Clay was used as base materials and incinerated ash was added from 0 to 30wt%. The additives such as $Na_2CO_3,\;CaCo_3,\;K_2CO_3,\;MgCO_3$, and a little amount of waste oil were added to the mixed body. In clay/incinerated ash/additive system, it turned out that $CaCO_3\;and\;MgCO_3$ were the components for glass phase formation and $Na_2CO_3$ was the component for both glass phase formation and weight-lightening. The small addition of waste oil from 0.5wt% to 3.0wt% affect on the bloating of aggregate. Incinerated ash had a good effect on the glass phase controlling. The most effective condition controlling glass phase and bloating of aggregate was 10wt% incinerated ash, 2wt% waste oil at 1200$^{\circ}$C. The bloating mechanism of lightweight aggregate is as follows; 1) micro-crack formation caused by thermal-shock and gas generation from inside of aggregate, 2) volume expansion by glass phase formation on the aggregate surface and rapid gas bloating inside of aggregate, 3) densification after bloating.