$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

석탄 폐석을 이용한 발포유리의 제조 및 물리적 특성 연구
A study on the fabrication of foamed glass by using refused coal ore and its physical properties 원문보기

한국결정성장학회지 = Journal of the Korean crystal growth and crystal technology, v.21 no.6, 2011년, pp.266 - 273  

임태영 (한국세라믹기술원 전자) ,  구현우 (한국세라믹기술원 전자) ,  황종희 (한국세라믹기술원 전자) ,  김진호 (한국세라믹기술원 전자) ,  김정국 (강원대학교 삼척캠퍼스 삼척유리특성화사업단)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

삼척 도계지역의 탄광에서 석탄채취 시에 부산물로 발생되는 석탄폐석을 원료로 하여 제조된 분말유리와 다양한 종류의 발포제를 활용하여 발포유리를 제조하였다. 유리는 소다라임계 화학조성을 갖는 유리였고, 유리분말에 발포제로서 탄산칼슘, 인산칼슘, 그리고 석탄폐석 중 카본함량이 높은 셰일(shale) 계의 석탄폐석분말을 사용하였고, 이들 원료에 액상 바인더를 첨가하여 혼합한 후, 판상의 형태로 성형하였다. 성형체를 건조한 후 전기로에서 $800^{\circ}C$ 20분간 열처리함으로써 다공성의 발포유리 패널을 제조할 수 있었다. 발포제의 종류에 따라 다양한 특성을 갖는 발포유리샘플이 제조되었으며, 이들의 비중 및 압축강도와 같은 물리적 특성을 측정하였고, 기공의 크기 및 형태를 현미경으로 관찰하였다. 석탄폐석으로 제조한 폐유리를 활용하여 비중 0.4~0.7, 압축강도 30~72 kg/$cm^2$를 갖는 발포유리 샘플을 얻을 수 있었으며, 특히 액체인산 칼슘 발포제를 사용하여 0.47의 낮은 비중과 72 kg/$cm^2$의 높은 압축강도를 갖는 발포유리를 얻을 수 있었다. 따라서 삼척지역에 폐기된 다량의 석탄폐석이 건축용 및 산업용 발포유리 2차 제품을 제조하는데 충분히 활용이 가능하리라 판단되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Foamed glass was fabricated by using glass powder and foaming agents. For the glass powder, we used sodalime glass which's manufactured by using refused coal ore obtained as by-product from Dogye coal mine in Samcheok. And for the foaming agents, we used Calcium carbonate, Calcium phosphate and powd...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

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

문제 정의

  • 그 동안 폐자원에 대한 재활용 연구는 주로 화력발전소에서 발생하는 석탄 회나 하수 슬러지 등을 이용하여 인공경량골재를 제조하는 연구들이 많이 수행되어 왔다[3-5]. 그러나 본 연구에서는 광산에서 발생하는 석탄폐석을 활용하여 석탄폐석에 함유된 실리카(SiO2) 성분을 기본으로 타 원료를 조합한 후 용융하여 유리화를 시키고 제조된 유리를 이용하여 건축재료로 활용할 수 있는 유리타일이나 발포유리 패널과 같은 2차 제품을 개발함으로써 환경도 살리고 폐자원의 부가가치도 높일 수 있다는 면에 중점을 두고 이 연구를 진행하였다. 파유리를 이용하여 제조하는 유리 2차제품의 하나로서 발포유리다공체 제조기술을 기반으로 한 건축용 단열패널이나 경량골재 제품을 제조하는 연구들이 그 동안 많이 이루어져 왔다[6-8].
  • 일반적으로 탄산칼슘 발포체에 의해 형성되는 기공은 기공의 크기가 크고, 형상이 불규칙하며 주로 개기공(Open pore)을 나타내고, 카본 및 人山칼슘에 의해 형성되는 기공은 상대적으로 기공의 크기가 작고 균일하며 폐기공(Closed pore)을 형성하게 된다. 본 실험에서는 발포제의 종류별 특성비교를 목적으로 하였기 때문에 발포를 위한 열처리 조건을 고정시켜 실험 하였고, 이러한 각 발포제의 분해 및 발포특성을 고려하여 열처리 온도를 800℃로 결정하였으며, 따라서 모든 발포제에서 최적의 발포 조건이라고 할 수는 없으나 비교적 모든 시편에서 양호한 특성을 나타내는 발포체를 얻을 수 있었다.
  • 이러한 제품은 기존의 스치로폼과 같은 유기계 단열재에 비해 불연성이고 화재 시에도 유독가스를 발생시키지 않는 등 대표적 친환경소재이면서 유리섬유나 ALC(Autoclaved Lightweight Concrete)를 이용하여 제조된 무기계 단열재보다 강도 및 가격 면에서 우수한 무기계 단열재이기 때문에 최근 많은 관심과 함께 그 응용범위 및 시장규모가 크게 확대되고 있다. 본 연구에서는 일반 파유리보다도 자원재활용 차원에서 친환경적이며, 경제성이 우수한 석탄폐석활용 유리를 이용하여 발포유리제품의 제조가능성을 파악하고자 하였다.
  • 삼척 도계탄광지역에서 발생하는 석탄폐석을 주원료로 만든 석탄폐석유리와 발포제를 이용하여 발포유리를 제조하는 연구를 진행하였다. 석탄폐석유리는 소다라임계 유리를 제조한 후 분쇄하여 분말유리상태로 활용하였고, 발포제는 탄산칼슘, 인산칼슘(분말상 및 액상) 및 셰일선탄경석 자체 분말을 이용하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유리를 제조할 때, 발포제로는 어떤것을 사용했는가? 삼척 도계지역의 탄광에서 석탄채취 시에 부산물로 발생되는 석탄폐석을 원료로 하여 제조된 분말유리와 다양한 종류의 발포제를 활용하여 발포유리를 제조하였다. 유리는 소다라임계 화학조성을 갖는 유리였고, 유리분말에 발포제로서 탄산칼슘, 인산칼슘, 그리고 석탄폐석 중 카본함량이 높은 셰일(shale) 계의 석탄폐석분말을 사용하였고, 이들 원료에 액상 바인더를 첨가하여 혼합한 후, 판상의 형태로 성형하였다. 성형체를 건조한 후 전기로에서 $800^{\circ}C$ 20분간 열처리함으로써 다공성의 발포유리 패널을 제조할 수 있었다.
발포제로 탄산칼슘, 인산칼슘 및 셰일 석탄 경석 자체분말을 이용해 만든 석탄폐석유리는 비중과 압축강도 등이 어떻게 나타났나? 석탄폐석을 주원료로 만들어진 유리에 발포제와 타 원료들과 혼합한 후 성형하여 800oC에서 열처리 한 결과 비중 0.4~0.7, 압축강도 30~72 kg/cm2를 갖는 발포유리 다공체를 얻을 수 있었다. 이들은 발포제의 종류에 따라 각기 다른 특성의 기공구조를 나타내었으며, 석탄폐석의 한 종류인 셰일 선탄경석 분말 자체를 발포제로 사용한 경우에도 충분히 만족스러운 발포 다공체를 얻을 수 있었고, 특히 액체인산칼슘을 발포제로 사용한 경우에는 매우 미세하고 규칙적인 기공구조를 갖는 발포유리 다공 체가 만들어졌고, 비중 0.47의 매우 낮은 비중 값을 나타내면서도 압축강도 72 kg/cm2의 매우 높은 강도 값을 갖는 양호한 특성의 발포유리제품을 제조할 수 있었다. 또한 석탄폐석유리가 아닌 일반 소다라임계 정상 파유리를 원료로 사용한 발포유리 시편이나 기존의 ALC와 같은 무기 단열재 제품과 비교하여도 동등 이상의 물성을 갖는 시편을 제조할 수 있었다.
석탄폐석으로 어떻게 유리제조가 가능한가? 그 동안 폐자원에 대한 재활용 연구는 주로 화력발전소에서 발생하는 석탄 회나 하수 슬러지 등을 이용하여 인공경량골재를 제조하는 연구들이 많이 수행되어 왔다[3-5]. 그러나 본 연구에서는 광산에서 발생하는 석탄폐석을 활용하여 석탄폐석에 함유된 실리카(SiO2) 성분을 기본으로 타 원료를 조합한 후 용융하여 유리화를 시키고 제조된 유리를 이용하여 건축재료로 활용할 수 있는 유리타일이나 발포유리 패널과 같은 2차 제품을 개발함으로써 환경도 살리고 폐자원의 부가가치도 높일 수 있다는 면에 중점을 두고 이 연구를 진행하였다. 파유리를 이용하여 제조하는 유리 2차제품의 하나로서 발포유리다공체 제조기술을 기반으로 한 건축용 단열패널이나 경량골재 제품을 제조하는 연구들이 그 동안 많이 이루어져 왔다[6-8].
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (11)

  1. S.B. Jeong, "Effective utilization for the domestic coal refuse", Korea Insititute of Geoscience & Mineral Resources (2005). 

  2. B.S. Kim, "Development of a pyrometallurgical process for recovering precious metals simultaneously from the ovsolete printed circuit boards (PCBs) & spent autocatalysts", Annual Report, Korea Insititute of Geoscience & Mineral Resources (2002) 10. 

  3. Y. Ryu and Y. Kim, "A study on the surface modification of artificial lightweight aggregates by using bottom ash from coal power plant", J. Kor. Crystal Growth and Crystal Technology 19 (2009) 208. 

  4. M. Song, J.B. Jang, B.S. Cho, J.H. Kim, Y.R. Kim and M.H. Kim, "An experimental study on properties of mortar using bottom ash produced in power plant", J. Architectural Institute of Korea 23 (2003) 202. 

  5. K.D. Kim and S.G. Kang, "Manufacturing artificial lightweight aggregates using coal botom ash and clay", J. Kor. Crystal Growth and Crystal Technology 17 (2007) 277. 

  6. C.-T. Lee, "The recycling of waste glass - manufacture of foamglass and its prospect", Prospectives of Industrial Chemistry 3(2) (2000) 1. 

  7. C.-T. Lee, "Physical and chemical properties of waste glass as feed materials for the production of foamed glass", J. Korean Ind. Eng. Chem. 16(3) (2005) 440. 

  8. H.Y. Cho, H.J. Kim, P.K. Chang, C.H. Choi and S.W. Lee, "A Study on the physical characteristis of foaming glass by recycling waste glass", J. Korea Academia Ind. Co. Soc. 6(6) (2005) 473. 

  9. T.Y. Lim, S.S. Jeong, J.H. Hwang and J.H. Kim, "A study on the fabrication of soda-lime glass by using refused coal ore and its properties", J. Korean Crystal Growth and Crystal Technology 20(1) (2010) 43. 

  10. T.Y. Lim, S.S. Jeong, J.H. Hwang, J.H. Kim and J.K. Kim, "Optical properties of soda-lime color glass fabricated by using refused coal ore", Kor. J. Mater. Res. 20(10) (2010) 524. 

  11. T.Y. Lim, Y.M. Park, J.H. Hwang, C.Y. Kim and C.Y. Kim, "Fabrication and characterization of porous ceramic panel using recycled glass powder", Material Science Forum 510-511 (2006) 642. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

BRONZE

출판사/학술단체 등이 한시적으로 특별한 프로모션 또는 일정기간 경과 후 접근을 허용하여, 출판사/학술단체 등의 사이트에서 이용 가능한 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로