Manufacturing of Artificial Lightweight Aggregates using a Coal Fly Ash Discharged from Fluidized Bed Combustor

The spherical artificial aggregates (AAs) with a diameter of 8 mm, which contains fly ashes discharged from the fluidized bed combustion in a thermal power plant and clay were manufactured by direct sintering method at $1050{\sim}1250^{\circ}C$ for 10 minutes. The effect of fly ash contents on the bloating phenomenon in the AAs was analyzed. The AAs containing fly ash of the amount under 50 wt% showed the black-coring and bloating phenomena. The AAs containing fly ash of the amount over 5Owt%, however, the specific gravity was increased and the color of specimens fully changed to black. These color change phenomena were caused from the formation of FeO by the reduction reaction of almost $Fe_2O_3$ component by the excessive reducing atmosphere formed simultaneously with the rapid emission of the gases generated from the high contents of unburned carbon of with increasing the added fly ash amount. Specific gravity was decreased as fly ash contents increased in the case of sintering at the same temperature condition. Water absorption of all specimens except of the specimens containing 10 wt% fly ashes decreased with increasing sintering temperature. These were because a liquid phase was formed as the increasing the sintering temperature. In the case of the specimens manufactured in this study containing fly ashes discharged from the fluidized bed combustor in a the thermal power plant and 10~90 wt% of clay, the specific gravity was 0.9~1.8 and the water absorptivity was 8~60%, therefore it is considered that those results can be applied to the light or heavy aggregates.

유동층(流動層) 연소기(撚燒器)로 부터 발생(發生)된 석탄(石炭) 비산(飛散)재를 이용(利用)한 인공경량골재(人工輕量骨材) 제조(製造)

유동층 연소 방식의 화력발전소에서 발생된 석탄 비산재를 점토와 혼합하여 8 mm 크기의 구형 성형체를 제조한 후, $1050^{\circ}C{\sim}1250^{\circ}C$에서 10분 직화 소성하여 인공골재를 제조하고, 골재의 발포특성에 미치는 비산재의 영향을 분석하였다. 비산재가 50 wt% 미만으로 첨가원 시편은 발포되면서 black-coring 현상을 나타내었다. 비산재가 50 wt% 이상 포함되면, 소성온도와 함께 골재의 부피비중이 높아지면서 시편 전체가 검은색으로 변하였다. 이는 미연탄소 함량의 증가로 인해 과도한 환원분위기가 형성되고 따라서 가스가 급속히 방출됨과 동시에 대부분의 산화철이 환원되기 때문이다. 소성온도가 같을 경우 비산재 함유량이 높을수록 골재의 부피비중은 낮아지는 경향을 보였다. 비산재 첨가량이 10 wt%인 경우를 제외한 모든 시편들은 소성 온도를 높이면 홉수율이 감소하였는데 이는 고온일수록 액상이 많이 형성되었기 때문이다. 본 연구에서 제조된 유통층 연소기 석탄 비산재에 점토가 10~90 wt% 첨가된 시편들은 부피비중이 0,9~1.8, 흡수율이 8~60%로 다양한 특성을 나타내어 중량 내지 경량골재로 사용이 가능할 것으로 생각된다.