폐콘크리트 미분말을 탈탄산 원료로 사용하기 위한 골재와 시멘트페이스트 분리의 최적 마쇄 조건 분석

Optimal Abrasion Conditions for Separating Aggregate and Cement paste for Using Waste Concrete Fine Powder as Decarbonization Raw Material

본 연구에서는 시멘트 클링커 제조에 사용되는 탄산염 광물인 석회석(CaCO₃)을 이산화탄소(CO₂)가 결합되어 있지 않은 탈탄산 원료를 사용하여 제조 공정 중에 발생하는 이산화탄소(CO₂)를 저감하고자 하는 연구로 다양한 산업부산물 중 폐콘크리트에 부착되어 있는 시멘트페이스트를 이용하고자 하였다. 폐콘크리트는 골재에 시멘트페이스트가 부착되어 있는 상태로 일반적인 파·분쇄 방법으로는 효율적으로 분리하지 못하며 원골재 손상없이 시멘트페이스트만을 벗겨내기 위하여 박리·마쇄방법이 유효하다. 박리·마쇄에 영향을 주는 인자로 박리·마쇄시간, 피분쇄물 종류, 피분쇄물양으로 선정하고 실험계획법을 통해 시멘트 크링커 원료로서 탈탄산된 CaO를 함유한 폐콘크리트 미분말 제조를 위한 최적 마쇄 실험 결과, 박리·마쇄시간 7분, 피분쇄물 종류 8mm, 피분쇄물양 0.6이 폐콘크리트 미분말 생산하는데 최적조건인 것을 알 수 있었으며 생산성에 따른 경제성을 고려할 때 피분쇄물의 크기가 크고 양을 많이 할 경우 박리·마쇄시간을 단축할 수 있을 것으로 판단된다.

In this study, we attempted to reduce CO₂ generated during manufacturing by replacing limestone (CaCO₃), a carbonate mineral used to produce cement clinker, with a decarbonated raw material to which CO₂ is not bound. The raw material for decarbonization was cement paste attached to waste concrete, among various industrial by-products. Waste concrete has cement paste adhered to the aggregate, which cannot be separated efficiently by general crushing and grinding methods. Peeling and grinding methods effectively remove only the cement paste without damaging the original aggregate. The abrasion time, steel ball type, and steel ball ratio were selected as effective factors for Abrasion. An optimal abrasion experiment was conducted to produce waste concrete fine powder containing decarbonated CaO as a cement clinker raw material through an experimental design method. The experiment revealed that the optimal conditions for producing waste concrete fine powder were an abrasion time of 7 minutes, a steel ball size for pulverization of 8 mm, and a steel ball ratio for pulverization of 0.6.