• 한국재료학회지
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• 제32권1호
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• pp.23-29
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• 2022

Fly ash is a by-product of coal fired electrical power plants and used as a material for cement and concrete; particularly, imported fly ash is mainly applied for cement production. Main objectives of this article are to replace domestic fly ash with an imported source. To verify the possibility of domestic fly ash as a material for cement from the aspect of chemical composition and physical properties, we manufactured various kinds of cement, such as using only natural raw material, shale, and partial replacement with domestic and imported fly ash. When we used the domestic and imported fly ash, there were no specific problems in terms of clinker synthesis or cement manufacturing in relation to the natural material, shale. In conclusion, domestic fly ash has been confirmed as an alternative raw material for cement because 7 days and 28 days compressive strength values were better than those of reference cement using natural raw material, on top of the process issue.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권2호
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• pp.183-189
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• 2017

플라이애시는 시멘트 계열 재료의 혼화재료로서 널리 사용되고 있는 재료이다. 다만, 플라이애시는 화력발전소의 석탄재를 포집하여 정제과정을 거친 재료로서 정제과정의 에너지 소모 및 유통과정에서의 품질 확보가 중요하다. 이에 본 연구에서는 플라이애시 생산과정 중 발생하는 세 가지 종류의 다른 품질의 석탄재를 대상으로 각각의 입자조건과 시멘트 페이스트 상태에서 레올로지 거동을 평가하였다. 실험결과 리젝트 애시는 작은 석탄재 입자가 응집되어 굳어진 다공질의 큰 입자로 구성되어 있었고, 그러한 이유로 시멘트 페이스트에 포함될 경우 공기량이 높게 측정되는 경향이 나타났다. 유동성 측면에서는 석탄재가 치환되는 경우 유동성이 증진되는 양상을 보였으며 특히 점도 측면에서는 입자조건에 따라 점도를 조정할 수도 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권6호
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• pp.210-215
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• 2023

조합 원료의 소성성은 시멘트 제조 기술에서 매우 중요한 요소이며, 각 원료들의 물리적, 화학적 및 광물학적 특성에 의해 좌우된다. 본 연구에서는 국내산 석탄재와 일본산 석탄재를 시멘트 원료로 사용했을 경우, Lafarge 평가 방법과 Polysius 평가 방법을 이용하여 소성성을 비교하였다. 석탄재의 종류와 투입량에 관계없이 석탄재를 사용하였을 경우가 석탄재를 사용하지 않았을 때 보다 소성성이 향상됨을 알 수 있었다. 모든 종류의 석탄재에서 투입량이 증가할수록 소성성이 향상되었으나, 3 %까지 소성성의 향상이 뚜렷하였고 4 % 첨가 시에는 향상 폭이 상대적으로 크지 않았다. 결론적으로 시멘트의 품질이 허용하는 범위 내에서 석탄재의 투입량이 증가할수록 소성성이 향상되며, 따라서 클링커의 소성에 필요한 연료비의 절감도 기대할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.180-188
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• 2020

국내 화력 발전소에서는 연간 900만 ton 이상의 석탄회가 발생되고 있으며, 약 30%는 재활용되지 못하고 매립되고 있다. 현재 국내 매립장은 대부분이 만지 상태에 이르렀고, 해양 환경오염 발생이 우려되어 대량의 재활용 방안이 필요할 실정이다. 한편, 환경부는 그동안 시멘트 점토질 원료로 사용되는 일본산 석탄회의 수입 규제를 추진하고 있어 대체재의 개발이 시급한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 국내 매립 석탄회의 화학성분을 분석하고, 일본산 석탄회와 비교를 통해 시멘트 원료로의 활용 가능성을 검토하였다. 그 결과를 요약하면 SiO2는 전체적으로 다소 낮은 값을 나타내 규산질 원료의 사용량을 증가시킬 필요가 있다. Al2O3는 특별한 경향은 없으나, 일부 낮은 값을 나타내는 경우는 점토질 물질이 부족할 수 있어 매립 석탄회의 사용량 증대를 검토해야 한다. Fe2O3는 전체적으로 다소 높은 값을 나타내 철질 원료의 사용량 감소가 가능할 것으로 판단된다. 국내 매립 석탄회는 전체적으로 염화물을 포함하고 있으며, 염소 제거공정을 통해 상당부분 제거될 것으로 판단되나, 시멘트 품질 및 장비의 유지관리 측면을 고려하면 담수 이송 및 표층부 매립 석탄회가 사용에 유리하다. 따라서 국내 매립 석탄회는 시멘트 광물 구성을 위한 시멘트 원료의 배합비 조정과 염소 제거공정을 통해 일본산 석탄회의 대체가 가능할 것으로 분석된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권4호
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• pp.323-327
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• 2004

본 연구는 석회석, 셰일, 전로슬래그, 플라이 애쉬를 사용한 혼합원료에 대해 보통 포틀랜드 시멘트 원료로서 하수슬러지 소각재의 사용에 대해 조사하였다. 이와 관련하여 원료 중 셰일에 대한 하수슬러지의 적정 치환 비율을 확인하였으며, 1,300, 1,350, 1,400, 1,450, 1,50$0^{\circ}C$에서 1시간 혼합원료를 소성하였다. 이후 공기중 급냉을 시행하였으며, XRD, SEM을 통하여 합성된 클링커의 특성을 평가하였다. 또한, 클링커의 미반응 산화칼슘을 측정하여 소성성에 대한 결과를 얻었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제52권2호
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• pp.154-158
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• 2015

This paper investigates the reaction rates of $CO_2$ that stores carbonation through comparing the carbonation behavior between $Ca(OH)_2$ and fly ash with circulating fluidized bed combustion (CFBC) containing a large amount of free CaO. Because fly ash with CFBC contains abundant free CaO, it cannot be used as a raw material for concrete admixtures; hence, its usage is limited. Thus, it has been buried until now. In order to consider its reuse, we conduct carbonation reactions and investigate its rates. X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric/differential thermal analysis (TG/DTA), and X-ray fluorescence (XRF) are conducted for the physical and chemical analyses of the raw materials. Furthermore, we use a PH meter and thermometer to verify the carbonization rates. We set the content of the fly ash of CFBC, $Ca(OH)_2$, $CO_2$ flow rate, and water to 100 ~ 400 g, 30 ~ 120 g, 700 cc/min, and 300 ~ 1200 g, respectively, based on the content of the free CaO determined through the TG/DTA analyses. As a result, the carbonization rate of the fly ash with CFBC is the same as that of $Ca(OH)_2$, and it tends to increase linearly. Based on these results, we investigate the carbonization behavior as a function of the free CaO content contained in the raw material.

• 자원리싸이클링
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• 제5권3호
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• pp.44-49
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• 1996

국내 석탄발전소에서 배출되고 있는 비산회의 재활용에 가장 큰 문제점은 비산화에 혼입되어 있는 미연탄소분이다. 본 연구는 기존 포말부유선광법으로 유연탄비산회의 미연탄소분을 제거할 때 기포제종류 및 첨가량의 영향, 포집제 첨가량의 영향을 실험하고, 여기에서 수율, 회수율, 미연분제거율, 공정효율을 구하였다. 또한 비산회정제 전후의 화학적 성분을 분석하여 성분변화를 확인하였다. 실험결과는 유연탄 비산회 중의 미연탄소분을 92.4%까지 제거할 수 있었으며, 그 결과 비산회의 순도를 99.4%까지 높일 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.211-218
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• 2022

석탄재는 시멘트 클링커의 실리카와 알루미나질 공급원으로서 활용이 고려되고 있다. 이러한 석탄재의 시멘트 클링커 소성과정에서 소성온도에 따른 고온 미세구조변화를 검토하여, 시멘트 클링커 소성에서 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 시멘트 클링커의 원료로서 사용된 석탄재는 소성온도 950 ℃부터 입자 표면의 형상변화가 관찰되었으며, 1250 ℃ 이상의 소성온도에서 부터는 석탄재의 형상이 소멸되었다. 석탄재의 Al, Fe 성분은 1350 ℃ 이상의 온도에서는 시멘트 간극상으로 전환되는 되는 것을 확인하였다. 또한, 다량의 석탄재를 원료로 적용한 클링커는 1150~1200 ℃의 소성온도 구간에서 Lime의 함량이 낮고, Belite의 함량이 높게 나타나, 석탄재의 적용으로 초기 소성온도에서 칼슘실리케트 광물의 형성이 더 원활하게 진행되는 것을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제49권2호
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• pp.185-190
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• 2012

The purpose of this study was to examine a possibility that fly ash could be used as raw material for carbonation by conducting the experiment on magnetic separation and hydration of fly ash that contained a large amount of CaO composite. Wet magnetic separation experiment was performed to remove the component of magnetic substance that contained fly ash, which aimed at increasing the content of CaO in the non-magnetic domain. The selected fly ash was used for hydration experiment before the TG-DTA, XRF and XRD analyses were made to confirm the Ca component that could be carbonated. Then, the fly ash was turned to a hydrate that was favorable to dissociation of $Ca^{2+}$ ion. As a result, the magnetic separation enabled detecting the content of CaO component by up to 61 wt% in the non-magnetic domain. Since the hydrate was confirmed, it is believed that the fly ash can be used as raw material for carbonation.

• Journal of Ceramic Processing Research
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• 제19권6호
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• pp.509-513
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• 2018

This study uses fly ash for non-shrinkage grout in order to develop strength of grout and improve its durability. We grind fly ash to the extent of $7,000cm^2/g$ and use ground fly ash and raw fly ash respectively at the proportion of 10%, 20%, 30% instead of OPC and compare the results drawn on the condition of each proportion. As a mixed material of grout, EVA and water-reducing agent is added in order to prevent bleeding and improve segregation resistance, CSA is added with a view to preventing drying shrinkage and improving early strength property. In regard to flow and flow time test for analyzing and evaluating workability, it is revealed that grouts of all mix proportions except raw fly ash 30% mix proportion satisfy all performance criteria. With regard to length change rate, grout with no admixture shows the highest shrinkage rate, but the rate is 0.0005%, extremely insignificant rate. As material age increases, compressive strength of two grouts, that is to say ground fly ash 10% and 20%-used grouts, exceed that of grout with no admixture or show high-level compressive strength.