본 연구의 목적은 국내산 폐석회석을 이용한 천연 수경성 돌로마이트 석회(Dolomite natural hydraulic lime : D-NHL)를 제조하고, 제반 특성을 평가하여 활용성 및 상용화 가능성을 타진하기 위함이다. 국내에서 채광되는 저품위 석회석 중 이산화규소(Quartz : ...
본 연구의 목적은 국내산 폐석회석을 이용한 천연 수경성 돌로마이트 석회(Dolomite natural hydraulic lime : D-NHL)를 제조하고, 제반 특성을 평가하여 활용성 및 상용화 가능성을 타진하기 위함이다. 국내에서 채광되는 저품위 석회석 중 이산화규소(Quartz : SiO2)성분과 돌로마이트(Dolomite : CaMg(CO3)2)성분이 높은 폐석회석을 효율적으로 활용하기 위하여 소성, 수화, 분쇄 공정을 통하여 천연 수경성 석회를 제조하였다 이에 대한 상용화 가능성을 모색하기 위한 방안으로 산업 부산물인 무기질 혼화재[고로수쇄슬래그(BFS : Blast Furnace Slag, 실리카흄(SF : Silica Fume), 무수석고(Anhydrite : CaSO4)]첨가에 따른 수경성 돌로마이트 석회의 수화특성, 물리적 특성에 대한 실험을 진행하였고, 추가적으로 장기 안정성 특성을 알아보기 위한 촉진탄산화 실험을 진행하였다. 수경성 광물상 합성이 가능한 적정온도를 알아보기 위하여 800 ℃ ~ 1,300 ℃까지 소성을 진행하여 결정상을 확인하였고, 적정 온도구간인 1,200 ℃에서 2시간 소성 결과 주요 광물상인 CaO, MgO, CaO와 SiO2의 화학반응에 의해 C3S(Alite : Ca3SiO5)와 C2S(Belite : Ca2SiO4) 수경성 광물상이 생성된 것을 확인할 수 있었다. 수경성 돌로마이트 석회의 실제 적용화를 위한 성능개선을 목적으로 무기질 혼화재인 고로수쇄슬래그, 실리카흄, 무수석고를 첨가하고 이에 따른 페이스트 및 모르타르를 제조하여 수화특성 및 압축강도 등 특성 연구를 진행하여 물성변화를 확인한 결과, 유럽연합 규격(European Union BS EN 459-1 : 2010)내 규정되어 있는 천연 수경성 석회의 특성 값인 공기량 5 % 이내, 자유수 2 % 이내, 안정도 ± 2 mm 이내로 수경성 돌로마이트 석회의 경우 모든 특성값에 부합하는 것을 알 수 있었다. 안정도는 광물상의 결정성장을 촉진시켜 경화체 내부 공극구조의 변화로부터 경화체의 변형률을 평가하는 시험항목으로 잔존하는 MgO와 수경성 광물상의 수화물 결정성장이 동시에 진행될 경우 부피팽창에 의한 특성을 나타낼 것으로 예측하였지만 규격에 부합하는 특성을 나타내며 수경성 석회로서의 활용성을 규명할 수 있었다. 수경성 돌로마이트 석회를 구성하고 있는 광물상 중 반응성이 늦은 마그네슘계 수화물과 탄산화물의 생성여부 및 생성광물상의 종류를 단시간 내에 확인하고 장기적인 적용성을 예측하기 위해 이산화탄소 분위기 하에서 촉진탄산화 실험을 진행한 결과 압축강도는 최소 3배 이상 ~ 최대 15배 이상 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 다만 열중량 시차주사분석을 통해 재령 7일 이후 Mg(OH)2의 일부가 다른 광물상으로 전이 된 것을 예측할 수 있었지만 결정상 분석 및 표면분석 분석결과 마그네슘계 수화물 및 마그네슘계 탄산화물은 확인할 수 없었으며, 재령 28일이 지난 후에도 마그네슘계 수화물 및 마그네슘계 탄산화물 역시 확인할 수 없었다. 이에 따라 마그네슘계 화합물에 의한 물성증진 연관성 규명을 위해 장기적인 추가 정밀분석이 필요할 것으로 판단되었다. 또한 저품위 석회석과 백운석을 이용하여 비교적 낮은 온도에서 제조한 수경석 돌로마이트 석회는 시멘트 제조공정과 비교하여 소성과정에서 발생하는 이산화탄소의 발생량을 줄일 수 있으며, 제조된 제품의 경우 경화시간에 따른 지속적인 탄산화반응으로 대기중의 이산화탄소를 흡수 할 수 있는 특징을 가지므로 이산화탄소 저감효과를 가질 것 이라고 판단된다. 천연 수경석 석회의 해외의 적용사례와 비교하여 볼 때 수경성 돌로마이트 석회 또한 건축용 단열재, 친환경 내‧외장 마감재, 타일이나 벽돌의 접착제 및 문화재 구조물 보수재 등의 활용이 가능 할 것으로 판단되며. 해외의 권장 적용사례를 참고하여 사용되는 잔골재 혼합비율과 적용하는 곳의 환경 영향 등을 감안한 활용방안을 모색해야 할 것으로 보인다.
본 연구의 목적은 국내산 폐석회석을 이용한 천연 수경성 돌로마이트 석회(Dolomite natural hydraulic lime : D-NHL)를 제조하고, 제반 특성을 평가하여 활용성 및 상용화 가능성을 타진하기 위함이다. 국내에서 채광되는 저품위 석회석 중 이산화규소(Quartz : SiO2)성분과 돌로마이트(Dolomite : CaMg(CO3)2)성분이 높은 폐석회석을 효율적으로 활용하기 위하여 소성, 수화, 분쇄 공정을 통하여 천연 수경성 석회를 제조하였다 이에 대한 상용화 가능성을 모색하기 위한 방안으로 산업 부산물인 무기질 혼화재[고로수쇄슬래그(BFS : Blast Furnace Slag, 실리카흄(SF : Silica Fume), 무수석고(Anhydrite : CaSO4)]첨가에 따른 수경성 돌로마이트 석회의 수화특성, 물리적 특성에 대한 실험을 진행하였고, 추가적으로 장기 안정성 특성을 알아보기 위한 촉진탄산화 실험을 진행하였다. 수경성 광물상 합성이 가능한 적정온도를 알아보기 위하여 800 ℃ ~ 1,300 ℃까지 소성을 진행하여 결정상을 확인하였고, 적정 온도구간인 1,200 ℃에서 2시간 소성 결과 주요 광물상인 CaO, MgO, CaO와 SiO2의 화학반응에 의해 C3S(Alite : Ca3SiO5)와 C2S(Belite : Ca2SiO4) 수경성 광물상이 생성된 것을 확인할 수 있었다. 수경성 돌로마이트 석회의 실제 적용화를 위한 성능개선을 목적으로 무기질 혼화재인 고로수쇄슬래그, 실리카흄, 무수석고를 첨가하고 이에 따른 페이스트 및 모르타르를 제조하여 수화특성 및 압축강도 등 특성 연구를 진행하여 물성변화를 확인한 결과, 유럽연합 규격(European Union BS EN 459-1 : 2010)내 규정되어 있는 천연 수경성 석회의 특성 값인 공기량 5 % 이내, 자유수 2 % 이내, 안정도 ± 2 mm 이내로 수경성 돌로마이트 석회의 경우 모든 특성값에 부합하는 것을 알 수 있었다. 안정도는 광물상의 결정성장을 촉진시켜 경화체 내부 공극구조의 변화로부터 경화체의 변형률을 평가하는 시험항목으로 잔존하는 MgO와 수경성 광물상의 수화물 결정성장이 동시에 진행될 경우 부피팽창에 의한 특성을 나타낼 것으로 예측하였지만 규격에 부합하는 특성을 나타내며 수경성 석회로서의 활용성을 규명할 수 있었다. 수경성 돌로마이트 석회를 구성하고 있는 광물상 중 반응성이 늦은 마그네슘계 수화물과 탄산화물의 생성여부 및 생성광물상의 종류를 단시간 내에 확인하고 장기적인 적용성을 예측하기 위해 이산화탄소 분위기 하에서 촉진탄산화 실험을 진행한 결과 압축강도는 최소 3배 이상 ~ 최대 15배 이상 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 다만 열중량 시차주사분석을 통해 재령 7일 이후 Mg(OH)2의 일부가 다른 광물상으로 전이 된 것을 예측할 수 있었지만 결정상 분석 및 표면분석 분석결과 마그네슘계 수화물 및 마그네슘계 탄산화물은 확인할 수 없었으며, 재령 28일이 지난 후에도 마그네슘계 수화물 및 마그네슘계 탄산화물 역시 확인할 수 없었다. 이에 따라 마그네슘계 화합물에 의한 물성증진 연관성 규명을 위해 장기적인 추가 정밀분석이 필요할 것으로 판단되었다. 또한 저품위 석회석과 백운석을 이용하여 비교적 낮은 온도에서 제조한 수경석 돌로마이트 석회는 시멘트 제조공정과 비교하여 소성과정에서 발생하는 이산화탄소의 발생량을 줄일 수 있으며, 제조된 제품의 경우 경화시간에 따른 지속적인 탄산화반응으로 대기중의 이산화탄소를 흡수 할 수 있는 특징을 가지므로 이산화탄소 저감효과를 가질 것 이라고 판단된다. 천연 수경석 석회의 해외의 적용사례와 비교하여 볼 때 수경성 돌로마이트 석회 또한 건축용 단열재, 친환경 내‧외장 마감재, 타일이나 벽돌의 접착제 및 문화재 구조물 보수재 등의 활용이 가능 할 것으로 판단되며. 해외의 권장 적용사례를 참고하여 사용되는 잔골재 혼합비율과 적용하는 곳의 환경 영향 등을 감안한 활용방안을 모색해야 할 것으로 보인다.
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