• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제6권4호
• /
• pp.319-323
• /
• 2018

페로니켈 슬래그는 페로니켈의 제련과정에서 발생하는 산업부산물로, 냉각 방법에 따라 서냉 페로니켈 슬래그와 수쇄 페로니켈 슬래그로 구분된다. 본 연구의 목적은 서냉 페로니켈 슬래그(air-cooled ferronickel slag, ACFNS) 잔골재를 이용한 콘크리트의 역학적 특성 및 동결융해 저항성을 평가하는 것이다. 이를 위하여 물-시멘트비 50%에 대해서 ACFNS 혼입률을 잔골재용적비로 7가지 수준(0%, 20%, 30%, 40%, 50%, 70%, 100%)으로 변화시켜 ACFNS 잔골재를 이용한 콘크리트를 제작하였다. 실험결과로부터, ACFNS 잔골재 콘크리트의 압축강도 및 정탄성계수는 ACFNS의 혼입률이 증가할수록 커지고, 동결융해 저항성은 동결융해 300 사이클 동안 상대동탄성계수가 90% 이상으로 나타난 기준 콘크리트와 유사한 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.359-367
• /
• 2023

본 실험에서는 포틀랜드 시멘트와 모래를 비소성 시멘트와 페로니켈슬래그로 대체 사용하여 친환경 시멘트 모르타르를 제작하였다. 페로니켈슬래그가 적용된 비소성 시멘트 모르타르의 강도 특성을 파악하기 위해 골재 종류와 양생방법을 구분하였다. 휨 및 압축강도 시험 결과, 페로니켈슬래그가 적용된 비소성 시멘트 모르타르의 강도는 Plain과 증기양생을 실시한 비소성 시멘트 모르타르의 강도보다 높았다. 이는 페로니켈슬래그의 입도, 밀도 및 흡수율 특성에 따른 강도 향상 효과로 판단된다. 모르타르의 XRD 분석 결과, 페로니켈슬래그에 포함된 MgO 성분이 복합 산화물 형태로 존재하며, 이를 통해 페로니켈슬래그가 적용된 비소성 시멘트 모르타르의 안정적인 강도 발현을 확인하였다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.551-558
• /
• 2018

본 연구에서는 페로니켈슬래그 미분말의 시멘트 대체재로서의 가능성을 평가하기 위하여 페로니켈슬래그 미분말 사용 모르타르의 압축강도 및 건조수축특성을 비교 분석하였다. 연구결과 페로니켈슬래그 미분말을 사용한 배합의 경우 동일한 양의 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 사용한 배합에 비해 미소수화열량이 낮게 나타났으며 모르타르 플로우는 상대적으로 다소 높은 것으로 나타났다. 또한 페로니켈슬래그 미분말을 사용한 모르타르의 압축강도의 경우 초기 강도발현은 고로슬래그 미분말 및 플라이애시와 유사하게 나타났으나 재령 28일에서는 상대적으로 낮은 압축강도를 발현하였다. 건조수축의 경우 페로니켈슬래그 미분말을 사용한 배합에서 고로슬래그 미분말을 사용한 배합에 비해 낮은 건조수축값을 나타내었으며 플라이애시를 혼입한 배합의 건조수축과 유사하게 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제10권1호
• /
• pp.9-14
• /
• 2022

기존의 페로니켈 슬래그에 관한 연구는 대부분 골재 및 잔골재로서의 가능성에 초점이 맞추어져 수행되었으나 본 연구는 페로니켈 슬래그 미분말의 콘크리트 혼화재로서의 가능성에 주목하여 수행하였다. Fly ash, 고로슬래그 및 FPS 등을 각각 10 %씩 혼입한 콘크리트에 대해 미국의 ASTM C 1260을 준용하여 반응성을 평가하였다. 그 결과, 대조군과 비교해 Fly ash는 8.43 %, 고로슬래그 미분말은 14.46 % 팽창률이 감소했지만, 페로니켈 슬래그 미분말은 49.40 %의 팽창률 감소세를 보였다. 골재의 반응성 억제 측면에서 충분히 Fly ash, 고로슬래그 등 기존의 혼화재를 대체할 수 있음을 확인하였으나, SEM 분석결과 수많은 에트린자이트(ettringite)가 생성되었고 이것이 콘크리트에 어떤 영향을 주는지에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제22권1호
• /
• pp.42-47
• /
• 2013

페로니켈 슬래그는 페로니켈 제조 공정의 부산물이다. 페로니켈 슬래그가 마그네슘 산화물 및 규소 산화물 등 유용 성분을 갖는데도 불구하고 대부분이 폐기되거나 골재로 사용된다. 이 연구는 $H_2SO_4$ 용액을 사용하여 Mg 이온을 추출하고, NaOH 용액을 사용하여 불순물 제거 및 고순도의 $Mg(OH)_2$를 얻으려고 하였다. $H_2SO_4$ 용액에 의해 Mg 이온은 Fe 이온 및 기타 페로니켈 슬래그 구성 성분과 함께 추출되었다. 불순물을 제거하고 고순도의 $Mg(OH)_2$를 얻기 위해서는 침출액의 pH 조절이 중요하다. 불순물은 가수분해에 의한 수산화물 침전으로 제거하였다. 이 과정 후, 여과액에 NaOH를 첨가하여 고순도의 $Mg(OH)_2$을 얻었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.120-127
• /
• 2011

최근 천연골재는 점차 고갈되고 그 채취에 대한 엄격한 환경적인 규제 때문에 골재의 부족이 건설분야의 큰 문제로 대두되고 있어 이를 대체할 수 있는 대체재의 개발이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 페로니켈 생산 과정에서 부산물로 발생되는 수쇄 페로니켈슬래그를 잔골재의 대체재로 활용하기 위하여 콘크리트의 역학적 특성 및 내구특성 시험결과를 비교 고찰하여 그 활용 가능성과 적정 대체율 및 페로니켈슬래그 콘크리트의 내구특성을 검토하였다. 실험결과, 수쇄 페로니켈슬래그의 품질특성과 내구성능 및 경제성을 고려할 경우 최적 혼합률은 40% 정도가 적당할 것으로 판단된다. 또한 수쇄 페로니켈슬래그 잔골재 혼합률 40% 콘크리트의 내구특성 중 동결융해 저항성은 일반 잔골재 콘크리트와 동등하며, 탄산화 저항성은 일반 잔골재 콘크리트와 동등하거나 떨어지는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제8권1호
• /
• pp.39-48
• /
• 2020

본 연구에서는 철과 니켈의 합금강 제조공정에서 발생하는 산업부산물인 페로니켈슬래그를 혼입하여 기존 결합재와의 화학반응 및 성능을 확인하였다. 고로슬래그 미분말과 페로니켈슬래그를 활용하여 시멘트 대비 치환률 50%까지 삼성분계 치환하여 실험을 통해 기초 물성 및 특징을 평가하였다. 실험 결과에 따르면 페로니켈슬래그를 혼입할 시 포졸란 반응이 기여하여 밀실한 내부 공극 및 수화물이 형성되었고, 수화열과 건조 수축 감소 효과도 나타났다. 압축강도는 초기 재령에는 다소 저조한 강도발현을 나타냈으나, 28일 장기재령으로 갈수록 강도 증가가 나타났다. 추후 최적 배합을 도출하여 용도에 맞게 활용할 경우 시멘트 결합재로서의 활용 가능성이 기대된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제8권2호
• /
• pp.190-197
• /
• 2020

본 연구에서는 페로니켈의 제련과정에서 발생하는 산업부산물인 페로니켈슬래그 미분말과 광물질혼화재료를 사용한 시멘트 경화체의 역학적 특성 및 내구성능을 평가하였다. 3성분계 시멘트 경화체의 수화열, 공극구조, 압축강도, 길이변화, 급속염화물 침투시험(RCPT), 동결융해 저항성을 평가하여 보통포틀랜드 시멘트와 비교하였다. 그 결과 페로니켈 슬래그 미분말 및 광물질 혼화재료를 사용한 3성분계 시멘트 경화체의 압축강도는 기준콘크리트에 비하여 낮은 강도발현을 하였으나, 알칼리 활성화제를 사용함에 따라 어느 정도 회복되는 것을 알 수 있었다. 페로니켈 슬래그를 사용한 시멘트 모르타르의 길이변화는 기준 시편보다 수축이 덜 발생하는 것으로 나타났다. 또한 페로니켈 슬래그 미분말을 사용한 경우 알칼리활성화제 사용유무에 관계없이 모두 ASTM C 1202에서 제시한 '매우 낮은' 영역의 값을 나타내었으며, 동결융해저항성 평가에서도 기준콘크리트에 비하여 아주 우수한 결과를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.16-21
• /
• 2017

본 연구의 목적은 스테인레스 강 제조시 발생하는 페로니켈 슬래그를 파쇄한 미분말을 이용하여 지하매설물용 유동성 뒤채움재로 활용하기 위한 것이다. 페로니켈 슬래그 미분말을 이용한 유동성 뒤채움재의 최적배합설계를 수행하였다. 실험용 조합은 Case A (모래), Case B (흙) 등 2개 조합을 이용하였다. Case A의 최적배합비는 모래(58.4%), 페로니켈 슬래그 미분말 (21.6%), 시멘트(1.8%), 물(18.2%)이고, Case B의 최적배합비는 흙(53.0%), 페로니켈 슬래그 미분말 (20.0%), 시멘트(1.7%), 물(25.3%)로 결정되었다. 전체적으로 일반모래에 페로니켈슬래그 미분말을 혼합한 Case A의 일축압축강도가 흙을 이용한 Case B에 비해 상대적으로 크게 나타났다. 또한, 시편의 강도는 양생시간에 따라 증가하는 경향을 나타냈다. 전체적으로 양생시간에 따라 일축압축강도가 증가하는 경향을 보이고 있다. 또한, 일반모래를 주재료로 이용한 유동성뒤채움재의 일축압축강도가 흙을 주재료로 이용한 혼합재료에 비해 상대적으로 크게 나타났다. Case A의 경우 양생시간 7일, 14일 및 28일에 따른 일축압축강도의 범위는 각각 0.17-0.33 MPa, 0.21-0.39 MPa, 0.19-0.40 MPa 수준으로 평가되었다. 실험결과로부터 Case A3 정도면 FNS미분말과 시멘트 혼합비율 가장 적정한 것으로 판단되었다. 흙을 주재료로 이용한 Case B의 경우도 Case A와 전체적으로 유사한 경향을 나타냈다. FNS미분말의 환경유해성 평가를 위한 용출시험결과, 환경에 유해한 물질의 용출은 없는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.641-649
• /
• 2022

본 연구는 우리가 사용하고 있는 포틀랜드 시멘트와 골재로 사용되는 천연모래를 산업부산물로 전량 대체하여 비소성 시멘트 모르타르를 개발하고자 하였다. 포틀랜드 시멘트를 대체하기 위해 고로슬래그, 순환유동층 플라이애시, 미분탄 플라이애시를 사용하였으며 천연골재를 페로니켈 슬래그로 대체하였다. 페로니켈슬래그를 적용한 비소성 시멘트 모르타르의 특성을 파악하기 위해 입도 크기를 분류하여 실험을 실시하였다. 플로우 테스트를 통해 유동성 및 작업성을 확인하였으며, 휨 및 압축강도 시험은 재령 3, 7, 28일 실시하였다. 또한 염소이온 침투 시험을 통해 내구성을 파악하였다. 연구 결과, 시멘트와 골재를 산업부산물로 전량 대체한 결합재는 건설재료로 활용 가능성이 높은 것으로 판단된다. 특히 장기강도발현과 내구성확보에 유리한 것으로 확인하였다.