본 연구는 국내 철강산업에서 발생하는 전기로 산화슬래그를 콘크리트용 골재로서 활용하기 위해 전기로 산화슬래그의 공학적 특성에 대한 연구이다. 이에 본 연구에서는 국내 전기로 산화슬래그 골재를 국내에서 콘크리트용 골재로 활용하기 위해 첫째, KS F 4571의 기준에 준하여 실험하고 평가하여 국내 전기로 산화슬래그의 물리?화학적 특성을 분석한다. 둘째, 전기로 산화슬래그 골재에서 문제시되고 있는 슬래그 내부의 유리 석회(Free-CaO)와 유리 마그네슘(Free-MgO)의 유입경로를 파악하고 원인을 분석한다. 셋째, 각 슬래그를 ...
본 연구는 국내 철강산업에서 발생하는 전기로 산화슬래그를 콘크리트용 골재로서 활용하기 위해 전기로 산화슬래그의 공학적 특성에 대한 연구이다. 이에 본 연구에서는 국내 전기로 산화슬래그 골재를 국내에서 콘크리트용 골재로 활용하기 위해 첫째, KS F 4571의 기준에 준하여 실험하고 평가하여 국내 전기로 산화슬래그의 물리?화학적 특성을 분석한다. 둘째, 전기로 산화슬래그 골재에서 문제시되고 있는 슬래그 내부의 유리 석회(Free-CaO)와 유리 마그네슘(Free-MgO)의 유입경로를 파악하고 원인을 분석한다. 셋째, 각 슬래그를 모르타르에 적용하여 수열환경에 노출시켜 슬래그의 안정성을 신속히 평가할 수 있는지를 분석한다. 넷째, 팽창성과 전기로 산화슬래그 내부 산화물과의 상관관계를 분석한다. 이러한 분석을 종합적으로 검토하여 전기로 산화슬래그 골재를 콘크리트용 골재로 활용하기 위해 잠재 팽창성이 생성되지 않는 슬래그 골재를 생산할 수 있는 기초 자료 제공을 목적으로 한다. 이 연구는 여섯장으로 구성되어 있습니다. 각 장의 내용은 다음과 같습니다. 1장 서론 2장 문헌연구 3장 전기로 산화슬래그의 콘크리트용 골재로서의 특성 평가 4장 전기로 산화슬래그 골재의 팽창원인에 대한 연구 5장 전기로 산화슬래그 골재의 체적안정성 평가 6장 결론 본 연구의 결론을 요약하면 다음과 같습니다. 본 연구는 국내 철강산업에서 발생하는 전기로 산화슬래그를 콘크리트용 골재로서 활용하기 위한 공학적 특성을 평가한 결과이다. 이에 본 연구에서는 국내에서 생산되는 콘크리트용 전기로 산화슬래그 골재의 공학적 특성을 평가하기 위해 기본적으로 물리적?화학적 특성을 분석하여 건설 공학적 특성을 파악한다. 또한 슬래그 골재의 가장 문제점인 팽창성의 원인 물질을 찾기 위해 전기로 공정을 검토하여 슬래그 내부로 유입될 수 있는 팽창원인 물질에 대하여 검토하고 실질적인 생산 공정에서 팽창원인 물질을 찾고 해결방안에 대하여 논한다. 그 후 슬래그 처리 공간이 부족한 제강사들이 에이징(aging)에 의한 환경적 요인을 최소화하기 위해 팽창성 여부를 신속히 평가하기 위한 대안을 검토하고 실질적인 화학성분 분석과의 상관관계를 분석한다. (1) 국내의 전기로 산화슬래그는 아직 KS F 4571"콘크리트용 전기로 산화슬래그 골재“ 에서 제시하고 있는 기준을 만족하지는 못하였지만 KS에서 제시하고 있는 생산공정에서 꼭 지켜야 될 산화슬래그와의 분리배출 및 골재파쇄시 600가우스의 자기력을 활용하여 철을 제거한 골재를 입도조정과정과 미분제거공정을 보완한다면 쉽게 KS 기준을 만족할 것으로 판단된다. 하지만 산화물분석 결과 MgO의 함량이 기준치를 상회하거나 기준에 근접하고 있어 MgO를 줄이기 위한 대책과 절건 밀도를 범위를 정하여 사용하는 것, 흡수율 기준이 다른 골재에 비하여 낮은 것, 단위용적 질량이 높은 것 및 미분에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. (2) 전기로 산화슬래그의 팽창원인 물질과 관련하여 전기로 산화슬래그의 팽창원인 물질은 대부분 경소백운석과 부정형내화물에 의해 혼입되는 것을 알 수 있으며, 이러한 산화물의 경우 KS에 준하여 생산된 콘크리트용 전기로 산화슬래그 골재에서는 덩어리를 찾을 수 없었다. 하지만 최종 생산된 슬래그 골재에서 간혹 공극에 산화물 덩어리가 채워져 있는 것을 발견할 수 있었지만 간이 Pop-Out 시험결과 문제를 일으킬 정도의 팽창성을 나타내지 않았다. (3) 전기로 산화슬래그의 체적안정성을 평가한 결과 골재내부의 산화물함량이 많고 적음은 슬래그 골재의 잠재팽창성과 상관관계를 찾을 수 없었다. 이에 KS에서 제시하는 잠재팽창성에 대한 평가를 산화물 분석만으로 제어하는 것보다 수열환경 노출에 의한 체적안정성과 같은 물리적 분석 방법을 도입하여 검증해야 할 것이다. 또한 Pop-Out이 발생된 중심부의 분화 물질을 SEM-EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 분석한 결과, 모든 시료에서 Ca과 Mg을 함께 분석되는 것을 볼 때 앞에서 시험한 결과와 같이 생석회 덩어리일 경우 Mg이 검출되지 않는 것을 고려한다면 최종적으로 전기로 산화슬래그 골재의 팽창물질은 경소백운석 또는 부정형 내화물에 의해 유입된 것으로 추정된다. 1.1. (4) 종합적으로 국내 전기로 산화슬래그 골재를 콘크리트용 골재로 활용하기 위해서는 기본적으로 KS F 4571“콘크리트용 전기로 산화슬래그 골재”에서 제시하는 산화슬래그와의 완전한 분리배출과 골재파쇄 후 600 가우스의 자기력을 이용하여 철성분을 제거한 것을 전제로 한다면 전기로 생산공정에 포함되어 있는 미슬래그화된 팽창 물질은 미분으로 쉽게 제거가 될 것으로 판단되며, 이렇게 생산된 골재의 잠재팽창성을 신속히 평가하기 위해 화학분석만을 가지고 판단하는 것 보다는 수열환경 조건을 활용한 물리적 팽창방법을 추가적으로 실시하여 팽창성에 대한 검증을 중복적으로 검토되어야 할 것으로 판단된다.
본 연구는 국내 철강산업에서 발생하는 전기로 산화슬래그를 콘크리트용 골재로서 활용하기 위해 전기로 산화슬래그의 공학적 특성에 대한 연구이다. 이에 본 연구에서는 국내 전기로 산화슬래그 골재를 국내에서 콘크리트용 골재로 활용하기 위해 첫째, KS F 4571의 기준에 준하여 실험하고 평가하여 국내 전기로 산화슬래그의 물리?화학적 특성을 분석한다. 둘째, 전기로 산화슬래그 골재에서 문제시되고 있는 슬래그 내부의 유리 석회(Free-CaO)와 유리 마그네슘(Free-MgO)의 유입경로를 파악하고 원인을 분석한다. 셋째, 각 슬래그를 모르타르에 적용하여 수열환경에 노출시켜 슬래그의 안정성을 신속히 평가할 수 있는지를 분석한다. 넷째, 팽창성과 전기로 산화슬래그 내부 산화물과의 상관관계를 분석한다. 이러한 분석을 종합적으로 검토하여 전기로 산화슬래그 골재를 콘크리트용 골재로 활용하기 위해 잠재 팽창성이 생성되지 않는 슬래그 골재를 생산할 수 있는 기초 자료 제공을 목적으로 한다. 이 연구는 여섯장으로 구성되어 있습니다. 각 장의 내용은 다음과 같습니다. 1장 서론 2장 문헌연구 3장 전기로 산화슬래그의 콘크리트용 골재로서의 특성 평가 4장 전기로 산화슬래그 골재의 팽창원인에 대한 연구 5장 전기로 산화슬래그 골재의 체적안정성 평가 6장 결론 본 연구의 결론을 요약하면 다음과 같습니다. 본 연구는 국내 철강산업에서 발생하는 전기로 산화슬래그를 콘크리트용 골재로서 활용하기 위한 공학적 특성을 평가한 결과이다. 이에 본 연구에서는 국내에서 생산되는 콘크리트용 전기로 산화슬래그 골재의 공학적 특성을 평가하기 위해 기본적으로 물리적?화학적 특성을 분석하여 건설 공학적 특성을 파악한다. 또한 슬래그 골재의 가장 문제점인 팽창성의 원인 물질을 찾기 위해 전기로 공정을 검토하여 슬래그 내부로 유입될 수 있는 팽창원인 물질에 대하여 검토하고 실질적인 생산 공정에서 팽창원인 물질을 찾고 해결방안에 대하여 논한다. 그 후 슬래그 처리 공간이 부족한 제강사들이 에이징(aging)에 의한 환경적 요인을 최소화하기 위해 팽창성 여부를 신속히 평가하기 위한 대안을 검토하고 실질적인 화학성분 분석과의 상관관계를 분석한다. (1) 국내의 전기로 산화슬래그는 아직 KS F 4571"콘크리트용 전기로 산화슬래그 골재“ 에서 제시하고 있는 기준을 만족하지는 못하였지만 KS에서 제시하고 있는 생산공정에서 꼭 지켜야 될 산화슬래그와의 분리배출 및 골재파쇄시 600가우스의 자기력을 활용하여 철을 제거한 골재를 입도조정과정과 미분제거공정을 보완한다면 쉽게 KS 기준을 만족할 것으로 판단된다. 하지만 산화물분석 결과 MgO의 함량이 기준치를 상회하거나 기준에 근접하고 있어 MgO를 줄이기 위한 대책과 절건 밀도를 범위를 정하여 사용하는 것, 흡수율 기준이 다른 골재에 비하여 낮은 것, 단위용적 질량이 높은 것 및 미분에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. (2) 전기로 산화슬래그의 팽창원인 물질과 관련하여 전기로 산화슬래그의 팽창원인 물질은 대부분 경소백운석과 부정형내화물에 의해 혼입되는 것을 알 수 있으며, 이러한 산화물의 경우 KS에 준하여 생산된 콘크리트용 전기로 산화슬래그 골재에서는 덩어리를 찾을 수 없었다. 하지만 최종 생산된 슬래그 골재에서 간혹 공극에 산화물 덩어리가 채워져 있는 것을 발견할 수 있었지만 간이 Pop-Out 시험결과 문제를 일으킬 정도의 팽창성을 나타내지 않았다. (3) 전기로 산화슬래그의 체적안정성을 평가한 결과 골재내부의 산화물함량이 많고 적음은 슬래그 골재의 잠재팽창성과 상관관계를 찾을 수 없었다. 이에 KS에서 제시하는 잠재팽창성에 대한 평가를 산화물 분석만으로 제어하는 것보다 수열환경 노출에 의한 체적안정성과 같은 물리적 분석 방법을 도입하여 검증해야 할 것이다. 또한 Pop-Out이 발생된 중심부의 분화 물질을 SEM-EDX(Energy dispersive X-ray spectroscopy)로 분석한 결과, 모든 시료에서 Ca과 Mg을 함께 분석되는 것을 볼 때 앞에서 시험한 결과와 같이 생석회 덩어리일 경우 Mg이 검출되지 않는 것을 고려한다면 최종적으로 전기로 산화슬래그 골재의 팽창물질은 경소백운석 또는 부정형 내화물에 의해 유입된 것으로 추정된다. 1.1. (4) 종합적으로 국내 전기로 산화슬래그 골재를 콘크리트용 골재로 활용하기 위해서는 기본적으로 KS F 4571“콘크리트용 전기로 산화슬래그 골재”에서 제시하는 산화슬래그와의 완전한 분리배출과 골재파쇄 후 600 가우스의 자기력을 이용하여 철성분을 제거한 것을 전제로 한다면 전기로 생산공정에 포함되어 있는 미슬래그화된 팽창 물질은 미분으로 쉽게 제거가 될 것으로 판단되며, 이렇게 생산된 골재의 잠재팽창성을 신속히 평가하기 위해 화학분석만을 가지고 판단하는 것 보다는 수열환경 조건을 활용한 물리적 팽창방법을 추가적으로 실시하여 팽창성에 대한 검증을 중복적으로 검토되어야 할 것으로 판단된다.
This research is to study engineering characteristics of the electric furnace oxidizing slag to make use of the electric furnace oxidizing slag generated in the domestic steel industry as aggregate for concrete. Therefore, this study conducts the following: First, this study analyzes the physical an...
This research is to study engineering characteristics of the electric furnace oxidizing slag to make use of the electric furnace oxidizing slag generated in the domestic steel industry as aggregate for concrete. Therefore, this study conducts the following: First, this study analyzes the physical and chemical characteristics of the Korean electric furnace oxidizing slag by experimenting and evaluating based on the standards of KS F 4571. Second, this study finds out the flow-in path of glass lime (Free-CaO) and glass magnesium (Free-MgO) to the slag that are problematic in the electric furnace oxidizing slag aggregate and analyzes the reasons. Third, this study applies each slag to mortar and expose it to hydrothermal environment to analyze if it is possible to evaluate quickly the stability of slag. Forth, this study analyzes the correlation between the expansiveness and the oxide in the electric furnace oxidizing slag. The purpose of this study is to provide fundamental data, after examining these analyses comprehensively, for producing the slag aggregate that does not create potential expansiveness, to make use of the electric furnace oxidizing slag aggregate for concrete. This study consist of Six chapters. The contents of each chapter are provided as follows. Chapter Ⅰ: Introduction Chapter Ⅱ: Literature Study Chapter Ⅲ: Characteristics Evaluation of the Electric Furnace Oxidizing Slag as the Aggregate for Concrete Chapter Ⅳ: Study on the Expansion Reason of the Electric Furnace Oxidizing Slag Aggregate Chapter Ⅴ: Volume Stability Evaluation of the Electric Furnace Oxidizing Slag Aggregate Chapter VI: Conclusion The conclusions of this study are summarized as follows. This study is the result of engineering characteristics evaluation of the electric furnace oxidizing slag, which is generated in the domestic steel industry, to make use of it as the aggregate for concrete. Hence, to evaluate the engineering characteristics of the electric furnace oxidizing slag aggregate that is generated in Korea, this study basically analyzes the physical and chemical characteristics and then apprehend the constructional engineering characteristics. Also, to find out the causing material of the expansiveness, which is the most serious problem of the slag aggregate, this study examines the electric furnace process, investigates the expansion causing material that can be flowed into slag, find out the expansion causing material in the actual production process, and discusses possible solutions. After that, in order that the steel manufacturers that are short of slag treatment space may minimize the environmental effect due to aging, this study examines alternative plans to make a quick evaluation on the expansiveness and analyzes its correlation to the realistic analysis of chemical composition. 1. The domestic electric furnace oxidizing slag still cannot satisfy the requirements of KS F 4571 "electric furnace oxidizing slag aggregate for concrete“. However, the KS standard can easily be satisfied, if the processes of separate emission from the oxidizing slag and iron removal by 600 Gauss magnetic field at the aggregate crush are carried out as required by KS and this is complemented by grain size fine tuning and fine particles removing process. However, because the oxide analysis shows that the MgO content is approaching to or even above the threshold, additional studies will be necessary on reducing MgO, using the absolute dry density in a determined range, lower standard of absorption rate than other aggregates, higher unit volume mass, and fine particles. 2. It is possible to see that the expansion causing material for the electric furnace oxidizing slag is mostly mixed by Light burned dolomite and monolith refractory, and this kind of oxide lump could not be found in the electric furnace oxidizing slag aggregate for concrete produced by KS standard. Sometimes it was possible to find that gaps were filled with oxide lumps in the final slag aggregate product, but a simple Pop-Out test could not find problematic expansiveness. 3. Evaluation of volume stability of the electric furnace oxidizing slag shows that correlation between the oxide content in the aggregate and the potential expansiveness of the slag aggregate could not be found. Hence, evaluation of the potential expansiveness as given by KS needs to be confirmed by introducing physical analysis such as volume stability caused by exposure to hydrothermal environment rather than it is simply controled by oxide analysis. Also, the analysis of the cause matter, at the central part where Pop-Out occurred, by SEM-EDX (Energy dispersive X-ray spectroscopy) shows that Ca and Mg are analyzed together at all samples. Therefore, taking into account that Mg is not detected from quicklime lumps as in the above test result, it is finally considered that the expansive material in the electric furnace oxidizing slag aggregate were imported by Light burned dolomite or monolithic refractory. 4. Comprehensively, to use the electric furnace oxidizing slag aggregate for concrete, the requirements of perfect separate emission from oxidizing slag and removal of iron by using 600 Gauss magnetic field after the aggregate crush, as given by KS F 4571 “electric furnace oxidizing slag aggregate for concrete”, should be satisfied at first. Then, the un-slagged expansive material contained in the production process of electric furnace is considered to be removed easily by fine particles. To evaluate the potential expansiveness of the aggregate produced in this way, it is considered necessary to make confirmation on the expansiveness by conducting additionally the physical expansion method making use of the hydrothermal environmental condition rather than simply to make a judgement by using only the chemical analysis.
This research is to study engineering characteristics of the electric furnace oxidizing slag to make use of the electric furnace oxidizing slag generated in the domestic steel industry as aggregate for concrete. Therefore, this study conducts the following: First, this study analyzes the physical and chemical characteristics of the Korean electric furnace oxidizing slag by experimenting and evaluating based on the standards of KS F 4571. Second, this study finds out the flow-in path of glass lime (Free-CaO) and glass magnesium (Free-MgO) to the slag that are problematic in the electric furnace oxidizing slag aggregate and analyzes the reasons. Third, this study applies each slag to mortar and expose it to hydrothermal environment to analyze if it is possible to evaluate quickly the stability of slag. Forth, this study analyzes the correlation between the expansiveness and the oxide in the electric furnace oxidizing slag. The purpose of this study is to provide fundamental data, after examining these analyses comprehensively, for producing the slag aggregate that does not create potential expansiveness, to make use of the electric furnace oxidizing slag aggregate for concrete. This study consist of Six chapters. The contents of each chapter are provided as follows. Chapter Ⅰ: Introduction Chapter Ⅱ: Literature Study Chapter Ⅲ: Characteristics Evaluation of the Electric Furnace Oxidizing Slag as the Aggregate for Concrete Chapter Ⅳ: Study on the Expansion Reason of the Electric Furnace Oxidizing Slag Aggregate Chapter Ⅴ: Volume Stability Evaluation of the Electric Furnace Oxidizing Slag Aggregate Chapter VI: Conclusion The conclusions of this study are summarized as follows. This study is the result of engineering characteristics evaluation of the electric furnace oxidizing slag, which is generated in the domestic steel industry, to make use of it as the aggregate for concrete. Hence, to evaluate the engineering characteristics of the electric furnace oxidizing slag aggregate that is generated in Korea, this study basically analyzes the physical and chemical characteristics and then apprehend the constructional engineering characteristics. Also, to find out the causing material of the expansiveness, which is the most serious problem of the slag aggregate, this study examines the electric furnace process, investigates the expansion causing material that can be flowed into slag, find out the expansion causing material in the actual production process, and discusses possible solutions. After that, in order that the steel manufacturers that are short of slag treatment space may minimize the environmental effect due to aging, this study examines alternative plans to make a quick evaluation on the expansiveness and analyzes its correlation to the realistic analysis of chemical composition. 1. The domestic electric furnace oxidizing slag still cannot satisfy the requirements of KS F 4571 "electric furnace oxidizing slag aggregate for concrete“. However, the KS standard can easily be satisfied, if the processes of separate emission from the oxidizing slag and iron removal by 600 Gauss magnetic field at the aggregate crush are carried out as required by KS and this is complemented by grain size fine tuning and fine particles removing process. However, because the oxide analysis shows that the MgO content is approaching to or even above the threshold, additional studies will be necessary on reducing MgO, using the absolute dry density in a determined range, lower standard of absorption rate than other aggregates, higher unit volume mass, and fine particles. 2. It is possible to see that the expansion causing material for the electric furnace oxidizing slag is mostly mixed by Light burned dolomite and monolith refractory, and this kind of oxide lump could not be found in the electric furnace oxidizing slag aggregate for concrete produced by KS standard. Sometimes it was possible to find that gaps were filled with oxide lumps in the final slag aggregate product, but a simple Pop-Out test could not find problematic expansiveness. 3. Evaluation of volume stability of the electric furnace oxidizing slag shows that correlation between the oxide content in the aggregate and the potential expansiveness of the slag aggregate could not be found. Hence, evaluation of the potential expansiveness as given by KS needs to be confirmed by introducing physical analysis such as volume stability caused by exposure to hydrothermal environment rather than it is simply controled by oxide analysis. Also, the analysis of the cause matter, at the central part where Pop-Out occurred, by SEM-EDX (Energy dispersive X-ray spectroscopy) shows that Ca and Mg are analyzed together at all samples. Therefore, taking into account that Mg is not detected from quicklime lumps as in the above test result, it is finally considered that the expansive material in the electric furnace oxidizing slag aggregate were imported by Light burned dolomite or monolithic refractory. 4. Comprehensively, to use the electric furnace oxidizing slag aggregate for concrete, the requirements of perfect separate emission from oxidizing slag and removal of iron by using 600 Gauss magnetic field after the aggregate crush, as given by KS F 4571 “electric furnace oxidizing slag aggregate for concrete”, should be satisfied at first. Then, the un-slagged expansive material contained in the production process of electric furnace is considered to be removed easily by fine particles. To evaluate the potential expansiveness of the aggregate produced in this way, it is considered necessary to make confirmation on the expansiveness by conducting additionally the physical expansion method making use of the hydrothermal environmental condition rather than simply to make a judgement by using only the chemical analysis.
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