• 대한건축학회논문집:구조계
• /
• 제35권12호
• /
• pp.165-172
• /
• 2019

본 연구는 물결합재비 40 %인 일반강도 영역에서 FA, BS 및 FA+BS인 광물질 혼화재의 0~30 %의 치환율 변화가 분체계 고유동 콘크리트의 재료분리 저항성 등 제반 특성에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 특히 고유동 콘크리트에서 밀도가 작은 분체의 치환율을 증가시킬 경우 액상 콘크리트의 점성저하로 재료분리가 증대될 수 있지 않은지, 또한 J-ring시험으로 철근 장애부에 의한 재료분리 정도에는 영향을 미치지 않을지 등 제반특성을 검토 분석하였다. 실험연구 결과 Normal 시험의 경우는 기존의 이론과 같이 광물질 혼화재의 치환율이 증가할수록 레올로지적 측면의 점성증가로 재료분리가 방지되었다. 단, J-ring를 이용한 시험의 경우는 액상중 밀도저하로 양호하게 골재를 끌고 철근사이를 통과하지 못해 재료분리 방지에 큰 역할을 하지 못함을 알 수 있었다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제64권6호
• /
• pp.25-34
• /
• 2022

Recently, as a study to air cooled slag, which is an industrial by-product, research is being proceed to use it as a material for concrete. In this study, the workability, air content, compressive strength, CO₂ emission and economic feasibility of concrete were analyzed when air cooled slag, an industrial by-product, was applied as aggregate for rural road pavement concrete. As a result of the analysis, both the slump and air contents test results of concrete using the air cooled slag aggregate satisfied the target values, and the compressive strength was increased when the air cooled slag aggregate was used compared to when the natural aggregate was applied. On the other hand, the largest amount of CO₂ emission by raw material was found in aggregate. The carbon emission of rural road pavement concrete using air cooled slag aggregate increased when the Korean LCI DB was applied compared to when natural and crushed aggregates were applied, and the emission decreased when the German LCI DB was applied. This results are due to differences in the viewpoints of industrial by-products. However, considering the recycling of waste from the environmental aspect, it is necessary to simultaneously review the CO₂ emission and recycling aspects in the future. Also, the application of air cooled slag aggregate had the effect of improving the economic efficiency of rural road pavement concrete about 18.75%.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제40권8호
• /
• pp.804-810
• /
• 2003

건설폐기물 중 폐콘크리트를 40$0^{\circ}C$로 가열한 후 ball mill로 분쇄하여 재생골재를 생산할 때 발생된 미분말을 보통 포틀랜드 시멘트의 SiO$_2$, CaO, A1$_2$O$_3$원에 대한 대체원료물질로서 활용하고자 하였다. 클링커를 제조하기 위한 주원료는 석회석, shale, 전로슬래그, fly ash를 이용하였고, modulus는 LSF:91.0, SM:2.60, IM:1.60로 고정한 후 shale에 대해 미분말을 25, 50, 15, 100%까지 치환하여 클링커를 제조하였다. 클링커의 주요생성광물은 1,45$0^{\circ}C$에서 OPC와 같은 광물상인 $C_3$S, $\beta$-C$_2$S, $C_3$A, $C_4$AF 상으로 나타났다. 조합원료의 반응성을 비교하기 위해 시차열분석을 실시하고, 소성성지수를 구한 결과, 클링커의 광물상 생성온도는 plain과 유사했으며, 소성성지수는 48.6-51.4 정도로 나타났다.

• 청정기술
• /
• 제19권4호
• /
• pp.423-429
• /
• 2013

본 연구의 목표는 폐자원인 굴패각과 석탄회, 굴착잔토를 이용하여 경제성 있는 무다짐용 유동성 뒷채움재를 개발하는데 있다. 굴패각을 생석회(CaO)로 전환하는데 고온($800^{\circ}C$ 이상)의 에너지가 필요하였지만, 생석회와 석탄회의 포즐란 반응에 의해 생성된 고화물 공시체의 일축압축강도는 높지 않았다. 생석회와 고령토 또는 고로슬래그의 반응 생성물 공시체의 압축 강도를 측정하였다. 실험결과로부터 포즐란 반응을 통한 고화물 생성은 경제성이 없는 것으로 판명되었다. 굴패각($CaCO_3$)과 석탄회를 잔골재 개념으로 그 사용 가능성을 검토하였다. 굴패각과 시멘트 혼합물이 석탄회와 시멘트 혼합물보다 높은 강도를 나타내었다. 굴패각에 포함된 염분으로 인하여 콘크리트에 혼입되는 굴패각 양을 제한하는 것을 고려한다면, 시멘트, 굴패각, 석탄회 혼합물이 좋은 뒷채움재로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. 추가적으로 흙을 첨가하는 경우 고화물의 일축압축강도가 감소하였지만 최적화된 혼합비에서 뒷채움재 기준(일축압축강도와 유동성)을 모두 만족하는 결과를 나타내었다. 본 연구결과는 시멘트, 굴패각, 석탄회, 굴착잔토의 배합비를 최적화함으로써 경제성 있는 뒷채움재를 개발할 수 있다는 것을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권9호
• /
• pp.4542-4551
• /
• 2013

최근 해양환경에 노출된 콘크리트의 내구성에 관한 연구와 산업부산물을 재활용 하면서 해양생태계를 보호할 수 있는 친환경 콘크리트 재료에 관한 연구가 주목 받고 있다. 본 연구는 해양설치용 콘크리트 제품의 최적배합비를 적용한 4종류의 콘크리트 공시체(Control, Marine, Porous, New slag)에 대하여 해양환경폭로실험을 통한 해수저항성과 가혹한 열화환경 조건을 고려한 동결융해저항성과 염소이온침투 저항성을 통한 콘크리트의 내구성능을 평가하였다. 본 연구에서는 양생조건을 표준(담수), 해양환경을 고려한 간만대, 침지대 그리고 인공해수로 구분하여 양생하였으며, 소정의 양생일(7/28/56)마다 압축강도를 측정하여 평가한 해수저항성은 표준(담수)양생보다 해양환경폭로 양생 조건에서 압축강도비가 낮게 나타났다. 또한, 해양생태계 보호를 위해 친환경 재료($CO_2$ 저감형 시멘트, 슬래그 골재등)를 사용한 New slag는 상대적으로 압축강도가 작아 조강성 및 강도발현을 위한 추가적인 연구가 요구된다. 그리고 동결융해저항성은 모두 우수하였으며, 다공성을 고려한 Porous와 친환경 재료를 사용한 New slag가 상대적으로 낮게 나타났다. 염소이온침투 저항성은 양생조건(표준(담수), 침지대)에 따른 차이는 나타나지 않았으며, Marine보다 New slag가 상대적으로 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제4권4호
• /
• pp.388-395
• /
• 2016

본 논문에서는 폐수슬러지에서 제조된 재활용 이산화티탄($TiO_2$)을 혼입한 시멘트 모르타르의 NOx 저감 성능에 대해 고찰하였다. 일반적으로, 이산화티탄은 클러스터 형태로 입자가 붙어 있어, 시멘트의 응결과 경화 전에 타설체 하면에 침강하는 특징이 있다. 그 결과로 타설체의 상면과 하면에는 이산화티탄의 분포도가 서로 상당한 차이를 나타내고, 광촉매 효과도 하면에서 우수하게 나타난다. 건물이나 주택과 같은 건축구조물에서는 이를 해결하기 위해, 이산화티탄을 혼입한 프리캐스트 제품을 미리 제작 후, 조립 시에는 타설 시 상면과 하면을 뒤집어 거치하여 상대적으로 높은 이산화티탄 분포면을 대기에 노출시키는 방식을 사용한다. 그러나 콘크리트 도로포장과 같은 현장 타설의 경우, 상면과 하면을 뒤집어 거치할 수 없기 때문에 이산화티탄의 분산성은 중요하다. 이를 개선시키기 위한 본 논문의 결과로 실리카퓸, 고성능감수제, 증점제, 고로슬래그 등 전형적인 시멘트성 재료의 분산에 기여하는 재료는 이산화티탄 클러스터의 분산효과에 미미한 영향을 주었다. 급결제, 발포제, 작은 크기의 잔골재의 조합이 이산화티탄 클러스터의 분산성을 개선하였다. 분산성 개선에도 불구하고, 타설체 상면과 하면의 NOx 제거효율은 하면에 큰 효율을 지속적으로 나타내었고, 이는 표면에 분포하는 공극량에 따라 달라지는 것을 디지털 표면 이미지 분석을 통하여 확인하였다. 많은 공극분포를 갖는 표면은 상대적으로 매끄러운 표면에 비해 NO가스 흡착을 기본적으로 높이게 되고, 이를 기준으로 상대적인 NOx 제거효율이 높아지는 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
• /
• 제54권2호
• /
• pp.285-297
• /
• 2021

전세계적으로 해체 대상 원자력 시설이 증가하고 있으며, 이러한 원자력 시설을 해체하게 되면 수십만 톤의 콘크리트, 토양, 금속 등의 폐기물이 발생한다. 따라서 고상 방사성 폐기물 감용 및 재활용 기술에 대한 기존 연구를 면밀히 검토할 필요가 있다. 폐콘크리트 미분말은 소성 및 분쇄와 같은 추가적인 공정을 통하여 재수화 반응이 일어나며, 시멘트 수화 반응 및 고화체 압축강도에 영향을 미치는 주요 화합물인 aluminate (C3A), C4AF, C3S, ��-C2S가 생성된다. 기존 연구를 통하여 폐콘크리트 미분말을 재생 시멘트로 재활용할 수 있음을 확인하였으나, 골재의 혼입으로 인한 고화체의 강도 저하와 같은 문제점에 대한 해결방안은 현재까지 연구되지 않았다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여 산업부산물인 고로슬래그, 비산회를 성분 조정재로 혼합하여 재생 시멘트의 성능을 증진시키는 연구가 수행되었으며, 고화체의 압축강도가 증진되는 것을 확인하였다. 그러나, 폐토양을 재활용한 비소성 시멘트의 제조에 대한 연구는 많이 수행되지 않았다. 폐토양 내 함유된 일라이트와 제올라이트는 방사성 핵종에 대한 흡착능이 우수하며, 이를 고화재로 재활용하면 원전 해체 폐기물의 부피를 저감함과 동시에 방사성 폐기물을 안전하게 담지할 수 있는 효과를 도출할 수 있다. 이러한 이유에서 폐토양 내 점토 광물을 이용한 비소성 시멘트의 제조에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 기존에 수행된 국내외 연구를 통하여 원전 해체 폐기물인 콘크리트의 재생 시멘트로서 재활용 가능성 및 개선 방안과 더불어 폐토양 내 점토 광물을 이용한 비소성 시멘트 제조에 대한 연구 필요성에 대하여 고찰하였다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제32권1호
• /
• pp.50-59
• /
• 2023

전기로에서 고철(Scrap)의 용해과정에서 발생되는 분진량은 고철장입량의 약1.5%정도이며, 주로 백필터(Bag Filter)에서 포집된다. 전기로 제강분진의 주요한 구성원소인 아연(Zn)과 철(Fe)중에서 아연성분은, 제강분진에 탄소계의 환원재(코크스, 무연탄)와 석회석(C/S제어)을 첨가하여 Pellet형태로 가공한 후에 반응로(Rotary Kiln 또는 RHF)에 장입하여 환원, 휘발, 재산화의 단계적인 세부반응을 거쳐서, 60wt%Zn을 함유한 조산화아연(Crude Zinc Oxide)으로 회수된다. 한편 제강분진 중의 철(Fe)성분은, Fe-Base의 Clinker(2차부산물)라고 하는 고형물의 형태로 반응기로부터 배출된다. 기존의 Fe-Clinker의 처리방법은, 각국의 상황에 따라서 다양한 방안들이 시행되고 있는데, 대표적인 처리방법으로는 매립, 재활용(로반재, 콘크리트용 골재, 시멘트제조용 Fe-Source), 그 외에 다양한 처리방법들이 있다. 이들 방법들 중에서 매립의 경우는, 침출수에 의한 환경오염, 고가의 매립비용, Fe자원의 낭비 등의 이유로, 결코 바람직한 처리방법이라고 할 수는 없다. 그러나 Fe-Clinker중의 Fe성분을 전기로를 이용하여 직접적으로 재활용하는 방법에 대한 연구결과는 거의 찾아볼 수 없었다. 따라서 본 연구에서는 Fe-Clinker중의 Fe성분을 보다 적극적으로 회수하기 위한 방법으로서, 먼저 Fe-Clinker를 분쇄하고 이어서 비중선별과 자력선별을 순차적으로 실시하여, Fe-성분이 농축된 조분(Coarse particle, >약10㎛)과 슬래그성분을 주로 함유한 미분(Fine particle, <약10㎛)으로 분리하였다. 이렇게 분리한 조분에 탄소계 환원제(코크스, 무연탄)와 점결재(전분)를 첨가하여 단광 Clinker를 제조하여, 전기로에 고철을 장입할 때에 소량(1~3wt%)의 단광Clinker를 함께 장입하여, 단광Clinker의 첨가재(가탄재, Fe-Source, 발열재 등으로서의 역할)로서의 사용가능성을 조사하였다. 그 결과, 비록 소량이지만, 전력원단위와 생산수율이 다소 향상되는 효과를 나타내었으며, 용융금속에 대한 가탄효과도 확인할 수 있었다.