Abstract
Microstructure and chemical analysis of sintered bricks containing recycled wastes were investigated by SEM and EDS. The recycled wastes for which substitute ceramic raw materials were EAF (electric arc furnace) dust, fly ash and stone ash. Yellowish and brownish regions on the surface and brownish and blackish regions in the inside of bricks were observed. Main component of yellowish region on the surface turned out to be Zn. No chemical difference between the black-core region and brownish matrix. Mullite crystallites of 1 fm size were distributed in the inside of bricks and enclosed by glass phases. It seems that alumine-silicate mixtures of kaolin and fly ash were transformed to mullite crystallites during the sintering. Relatively large pores ot several ten fm size were observed in the black-core region in the inside of bricks. The main components of the inside of brick were Al and Si. The minor components were C, Na, Mg, K, Ca, and Fe. Particularly, the precipitates of Fe-rich crystallites were observed in the amorphous matrix. These precipitates were formed due to the local reduction atmosphere in the inside of bricks. Zn-rich covers were found on the surface of bricks because Zn diffused from the inside of bricks to the surface under the reduction atmosphere.
전기로 더스트, 석탄회, 석분 등 폐기물을 재활용한 소성벽돌의 미세구조 및 조성분포를 SEM과 EBS로 분석하였다. 소성벽돌 시편 중 일부에서 갈색 매트릭스 위에 노란색 영역이 발견되었고 내부에는 갈색 영역 외에 흑색 black-core 영역이 존재하였다. 표면의 노란색 영역은 Zn이 주성분이었으며 흑색 black-core 영역은 매트릭스와 조성차이는 보이지 않았다. 소성벽돌 시편의 전 부분에 걸쳐 1$\mu\textrm{m}$ 크기의 mullite 결정상이 분포하고 있었으며 유리질에 의해 둘러싸여져 있었다. 이는 고령토와 석탄회 내의 alumino-silicate 화합물이 소성과정에서 meta-kaolinite를 거쳐 mullite로 전이된 것으로 사료된다. 시편 외부는 산화분위기가 조성되나 내부는 석탄회 및 더스트에 함유되어 있는 미연탄소분에 의해 환원분위기가 조성 되면서 발생한 가스에 의해 발포되어 흑색 black-core 영역에서는 수십 fm 크기의 구형 기공이 발견되었다. 벽돌 내부는 Al과 Si가 주성분이었고 소량의 Fe, K, Ca, Na를 포함하고 있었다 특히 Fe는 비정질상 표면에 원판형 Fe-rich 결정상으로 석출되어 존재하고 있었다. 시편 내부에서는 상대적으로 적은 양의 Zn이 발견되었고 외부에서는 내부에 있던 Zn이 환원되면서 표면으로 확산되어 Zn-rich 결정상을 표면에 형성하여 노란색 표피층을 형성하였다.
