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하소(?燒) 명반석(明礬石)에 의(依)한 고로수쇄(高爐水碎)슬래그의 활성화(活性化) 특성(特性)
Activation Property of Blast Furnace Slag by Calcined Alunite 원문보기

資源리싸이클링 = Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, v.15 no.4 = no.72, 2006년, pp.27 - 35  

김형석 (한국지질자원연구원 자원활용소재연구부) ,  조영도 (한국지질자원연구원 자원활용소재연구부) ,  안지환 (한국지질자원연구원 자원활용소재연구부) ,  목촌방부 (일본산업기술총합연구소) ,  한춘 (광운대학교)

초록
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본 연구에서는 명반석 $[K_{2}SO_{4}{\cdot}Al_{2}(SO_{4})_{3}{\cdot}4Al(OH)_{3}]$을 고로수쇄슬래그의 활성화제로서 활용하기 위하여 하소 명반석과 고로수쇄슬래그의 수화반응 특성을 연구하였다. $650{\circ}C$에서 하소시킨 명반석은 $KAl(SO_{4})_{2}$와 $Al_{2}O_{3}$로 구성되어 있으며 하소 명반석-소석회-석고 계에서 하소 명반석은 소석회 및 석고와 $2KAl(SO_{4})_{2}+2Al_{2}O_{3}+13Ca(OH)_{2}+5CaSO_{4}{\cdot}2H_{2}O+73H_{2}O{\rightarrow}3(3CaO{\cdot}Al_{2}O_{3}{\cdot}3CaSO_{4}{\cdot}32H_{2}O)+2KOH$와 같이 반응하여 ettringite($3CaO{\cdot}Al_{2}O_{3}{\cdot}3CaSO_{4}{\cdot}32H_{2}O)$를 형성한다. 하소 명반석-고로수쇄슬래그 계에서는 하소 명반석에서 용해된 황산이온($SO_{4}^{2-}$)이 소석회와 반응하여 석고를 형성시키고, 석고는 다시 고로수쇄슬래그와 반응하여 ettringite를 형성시키면서 슬래그의 수화반응을 촉진시키기 때문에 하소 명반석을 고로수쇄슬래그의 활성화제로 사용할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In order to use alunite as an activator of blast furnace slag, we studied the hydration characteristics of the calcined alunite and the ground blast furnace slag. The alunite calcined at $650{\cire}C$ consists of KAl($KAl(SO_{4})_{2}$ and $Al_{2}O_{3}$. The calcined ...

주제어

#명반석   #하소 명반석   #고로수쇄슬래그   #활성화제  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 6에 보인 CaO-A1203-CaSC)4-H2O의 상태도 9)에서 볼 수 있듯이 각 구성물질의 혼합비의 적절한 조절을 통해 ethingite가 형성되는 것으로 나타나며 특히, 반응물질로 사용한 A12(SO4)3 및 AI2O3가 하소 명반석의 구성물질인 KA1(SC>4)2와 灿。3와 유사하고 전술한 것처럼 하소 명반석의 주 구성물질인 KA1(SO4)2 의 반응으로 형성되는 KA1(SO4)2T2H2。의 용해도가 일반적으로 슬래그의 활성화제로 사용되고 있는 석고 의용 해도보다 37배 정도 높기 때문에 하소 명반석이 석고보다 슬래그의 수화반응을 촉진시켜 슬래그의 조강 강도를 향상시키는데 효과가 있을 것으로 예상된다. 따라서 이후의 연구에서는 하소 명반석, 슬래그, CaO, CaSQ; 등으로 구성된 반응물질계에서 하소 명반석이 슬래그에 미치는 수화반응 특성을 연구하였다.
  • 따라서 슬래그를 과도하게 분쇄하지 않고 슬래그의 수화반응을 향상시킬 수 있는 알칼리성 물질이나 황산염과 같은 활성화제를 사용하여 보통포틀랜드시멘트와 동등한 물성을 확보하는 것도 바람직한 방법이라고 생각된다. 본 연구에서는 고로수쇄슬래그의 수화반응을 향상시켜 고로수쇄슬래그 시멘트의 조기 강도를 증진시킬 목적으로 국내에 3, 800만톤2)정도 매장된 것으로 알려져 있으나, 거의 이용되고 있지 않은 명반석을 하소시켜 활성화제로 사용하였을 때의 고로수쇄슬래그의 수화반응 특성을 연구하였다.
  • 하소 명반석을 고로슬래그의 활성화제로 활용 가능성을 알아보기 위해 하소 명반석과 고로수쇄슬래그의 기초적인 수화특성을 연구하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

가설 설정

  • 1에 나타낸 슬래그의 XRD 분석결과에서 회절선의 피크가 비정질 형태의 모양을 보여 고로슬래그는 비정질상으로 존재함을 알 수 있다. 따라서 Table 1의 화학조성으로부터 고로슬래그가 gehlenite, akermanite, wollastonite의 3종의 광물로만 구성되었다고 가정하고 각 구성광물의 함유량을 계산하면 gehlenite(2CaO -A12O3 - SiO2) 39.0%, akermanite (2CaO-MgO-2SiO2) 37.9%, wollastonite(CaOSiO2) 20.6 %가 된다.
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참고문헌 (9)

  1. 笠田芳夫, 1986: 'セメント.コンクリト用混和材料', 技術 書院, pp. 53-59 

  2. 조한익, 문회수, 1978: '한국의 명반석광상', 자원개발연구소, p. 27 

  3. 赤津 健, 1978: Gehlenite-Akennanite系水碎 スラグが高爐 セメントの强度發現性と凝結現像にお よぽす影響, セメン ト技術年報XXXII, pp. 97-99 

  4. 김형석, 조동성, 1998: 명반석의 열분해, 한국자원리싸이클링학회지, 7(5), pp. 33-40 

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  5. 손용운, 조명승, 오재현, 1980: 명반석의 열분해가 침출에 미치는 영향, 대한광산학회지, 19, pp. 215-221 

  6. Lea, F. M. 1970: 'The Chemistry of Cement and Concrete', Third edition, Chemical Publishing Co, INC. pp. 479-480 

  7. 花田光雄, 伊藤貞敏, 1969: メリライトカラス質の水和反感, セメント技術年報XXIII, p.72 

  8. Lea, F. M. 1970: 'The Chemistry of Cement and Concrete', Third edition, Chemical Publishing Co, INC. p. 468 

  9. Lea, F. M. 1970: 'The Chemistry of Cement and Concrete', Third edition, Chemical Publishing Co, INC. p. 227 

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