As a part of efforts to obtain high quality and economical of efficiency of concrete, blast-furnace slag has been utilized by means of cement replacement. Therefore superior performance can be ensured, environmental pollution can be prevented and economical advantage can be obtained with utilization by cement replacement. But the studies on the blast-furnace slag are not systematic and reasonable. So, it was planed that basic data in regard to technique of manufacturing and economic improvement of concrete is showed with experimental comparison and investigation of engineering properties of concrete utilizing blast-furnace, industry by-product, as cement replacement in this study.
As a part of efforts to obtain high quality and economical efficiency of concrete, blast-furnace slag has been utilized by means of cement replacement. Therefore superior performance can be ensured, environmental pollution can be prevented and economical advantage can be obtained with utilization by cement replacement. But the studies on the blast-furnace slag are not systematic and reasonable. So, it was planed that basic data in regard to technique of manufacturing and economic improvement of concrete is showed with experimental comparison and investigation of engineering properties of concrete utilizing blast-furnace, industry by-product, as cement replacement in this study.
Properties examination of concrete using blast-furnace slag instead of cement is necessary, so it is planed that: basic data for utilization and performance management of blast-furnace slag by means of cement replacement is presented with experimental comparison and investigation of engineering properties of concrete according to the replacement ratio and fineness of blast-furnace slag.
We investigated the fluidity and compressive strength properties of mortar by Grading Variation of Ferro-Nickel Slag Sand in order to improve the utilization of ferro-nickel which is the by-product produced by making stainless steel, in the construction industry.
The batch compositions and physical properties of slag-ceramics were studied with respect to their formability from the molten state and conditions of nucleation and crystal growth treatment. The selected batch compositions for nucleation and growth studies were slag, 56%; silica sand, 28%; $Na_2O+MgO$, 8% and $TiO_2+$chromite, 8%. The optimum nucleation condition was the temperature of 75$0^{\circ}C$ with 6 hrs. holding time and the optimum growth condition was the temperature 975$^{\circ}C$ with zero holding time. The slag-ceramics prepared under the above conditions showed the best developed microtexture. The grown crystals were identified as diopside with the average grain size of 5.7$\mu\textrm{m}$, and the amount of crystal grown were about 53% by weight. The prepared specimens of slag-ceramics showed the microhardness, 793kg/$\textrm{mm}^2$; MOR, 1,050 kg/$\textrm{cm}^2$ and thermal expansion coefficient, $85{\div}10^{-7}$cm/cm/$^{\circ}C$($25^{\circ}C$~$700^{\circ}C$).
이논문에서는 $CO_2$ 활용기술관점에서광물탄산화기술의하나인제철슬래그를이용한침강성탄산칼슘(Precipitated Calcium Carbonate, PCC) 제조 기술의 개발 현황을 고찰하였다. 광물 탄산화 기술의 원리, 특징, 전세계적 개발 현향을 살펴보았고, PCC 제조기술 및 시장동향도 파악하였다. 광물 탄산화는 안정적이고 친환경적인 기술로, 산업 부산물의 경제적 처리를 가능하게 한다. 일반적으로 슬래그중 Ca 용출 및 고액 분리 과정후 상등액과 $CO_2$의 반응을 통해 탄산칼슘을 제조한다. 이 기술은 파일럿 단계까지 기술개발이 진행되었으며(알토대학교의 Slag2PCC), 상용화를 위해서는 경제성 증대가 필요할 것으로 판단된다. 개발을 위한 핵심 기술로는 슬래그로부터 Ca의 효과적 용출 및 불순물 제거, 탄산칼슘의 입도 및 입형 제어를 통한 고부가가치화, 잔사 슬래그의 활용방안 발굴, 연속공정 구현을 위한 반응 조건최적화 등을 들 수 있다.
유해 중금속을 함유하고 있는 제철 폐기물 슬러지를 안전하게 처리하기 위하여 고로 수쇄 슬래그와 포틀랜드 시멘트를 이용한 중금속 고화용 슬래그 시멘트, 고황산염 시멘트를 제조하여 폐슬러지의 고화를 시도하였다. 고로 수쇄 슬래그와 보통포틀랜드 시멘트를 6:4로 혼합하고 여기에 자극제로서 CaO를 10% 가한 슬래그 시멘트 재료를 사용한 경우, STS 슬러지는 C-S-H 그리고 ettringite와 monosulfate 등의 수화물이 생성되면서 강도가 지속적으로 증가함을 보여주고 있지만 성상과 성분이 다른 BF 슬러지와 COREX 슬러지에 적용하였을 때는 강도 발현이 좋지 않았다. 하지만 고화처리용 슬래그 시멘트를 이용하여 STS에 BF 및 COREX 슬러지를 각각 5:5로 혼합한 혼합슬러지에 적용한 경우 고화체의 강도는 슬래그 시멘트를 이용한 경우 폐기물 고화 처리 기준을 상회하는 충분한 강도를 보였다. 한편, 수쇄슬래그, 반수석고, 보통 포틀랜드 시멘트에 자극제를 혼합한 폐기물 처리용 고황산염계 시멘트를 이용하여 고화가 힘들었던 COREX 슬러지에 적용한 결과, 3일 강도가 이미 고화처리기준을 상회하는 좋은 결과를 얻어, 이 시멘트 재료로서 COREX 슬러지의 고정/안정화도 가능함을 보여주고 있다.
A glass-ceramics based on blast-furnace slag, with some additives to the theoretical composition in order to control properties of mother glass and the heat treatment conditions, has been investigated. The raw materials in this study were blast-furnace slag, serpentine, feldspar and quartz as mother glass ingredients. Titanium dioxide and chromite were used as the nucleating agents. Batch compositions of the prepared glasses and ceraming conditions were found by trial and error method. The optimum conditions were confirmed by analyzing several measured physical properties such as density change during heat treatment, microhardness of slag-ceramics prepared, viscosity change of glass at heat treatment temperatures, nucleation density change, dilatometric properties, differential thermal analysis, identification of the grown crystal and crystal sizes. The batch composition feasible to prepare slag-ceramics was 40% of blast-furnace slag, 25% of serpentine, 18% of feldspar and 17% of silica sand. Three percent titanium dioxide and 1% chromite of the mother glass were added as nucleating agents. The ceraming conditions under which the slag-ceramics having considerably good properties can be developed found as: "The glass was heated at 75$0^{\circ}C$ for 2 hours for nucleation, and the temperature was raised up to 1, 00$0^{\circ}C$ with a rate of 0.75$^{\circ}C$/min for crystal growth.owth.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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