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잔사회를 이용한 인공경량골재의 발포기구
Bloating mechanism of artificial lightweight aggregate with reject ash 원문보기

한국결정성장학회지 = Journal of the Korean crystal growth and crystal technology, v.22 no.3, 2012년, pp.158 - 163  

이기강 (경기대학교 신소재공학과)

초록
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본 연구는 석탄 잔사회의 재활용률을 높이기 위하여 잔사회 인공경량골재의 발포기구를 규명하는 것이다. 본 실험의 원료는 잔사회와 준설토이다. 인공경량골재는 10 mm 크기의 구형 성형체를 제조하고, 이를 승온소성법으로 $1200^{\circ}C$에서 $1275^{\circ}C$까지 소결하였다. 인공경량골재의 온도별, 조성별 비중 및 흡수율 등의 물성을 측정하고, 단면과 표면을 관찰하였다. 비중 곡선의 결과 잔사회 함량이 80 wt.%일 때 변곡점을 나타내었다. 잔사회 인공경량골재의 미세구조를 관찰한 결과 잔사회 함량이 80 wt.%를 넘으면 블랙코어가 없고, 자기화 발포로 균일한 미세기공이 다량으로 존재하며, 잔사회 함량이 80 wt.% 이하이면 잔사회 인공경량골재는 블랙코어가 존재하면서 매우 큰 기공이 불균일하게 존재한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study is to improve recycling rate of the coal reject ash by investigating bloating mechanism for artificial lightweight aggregate of reject ash. In this study, we use reject ash (R/A) and dredged soil (D/S) as raw materials. The artificial lightweight aggregates were formed by p...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 미연탄소가 다량 함유되어 있고, 내화도가 높은 잔사회를 인공경량골재로 재활용하기 위하여 잔사회의 발포기구를 규명하고자 하였다. 이를 위해 별도의 발포제나 융제를 첨가하지 않고 잔사회와 준설토만으로 경량골재를 제조하였으며, 직화소성과 승온소성법을 이용하여 각 조성별 골재의 물성 및 미세구조를 측정, 평가하였다.
  • 잔사회의 발포기구를 규명하기 위하여 잔사회와 준설토의 표면치밀화 온도, 잔사회-준설토 인공경량골재의 조성별 온도와 물성을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.

가설 설정

  • 1) 준설토는 1000℃ 이상에서는 표면치밀화가 일어나 블랙코어가 생성된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
잔사회란 무엇인가? 우리나라 석탄 화력발전소는 2010년 24,205 MW의 전기를 생산하였으나, 지식경제부에 의하면 2017년까지 31,945 MW의 전기를 생산할 것으로 계획하고 있어 약 13,358만 톤의 석탄회가 발생할 것으로 예상된다. 석탄회는 성상에 따라 크게 비산재(fly ash)와 바닥재(bottom ash)로 구분되는데, 비산재는 입도가 미세하고 조성이 우수하여 대부분 재활용되고 있으나, 이 중 탄소함량이 많고 입도가 커서 재활용되지 못하는 것을 잔사회(reject ash)라고 하는데 이는 바닥재와 같이 거의 재활용되지 못하고 매립되고 있는 실정이다.
잔사회의 재활용 연구에는 무엇이 있는가? 잔사회의 재활용 연구는 크게 두 가지로 분류된다. 잔사회의 미연탄소분을 재연소[4] 하는 법과 정전분리[5]를 하여 미연탄소분을 연료로 재활용하고, 미연탄소가 제거된 잔사회는 콘크리트 혼화재로 재활용하는 방법이다. 그러나 두 방법 다 발전소 보일러의 연소에 미치는 영향이 연구 중이며, 또한 정전분리로 미연탄소 분리 효율에 대해서는 아직도 해결해야 할 과제가 많아 상용화되지 못하고 있다.
석탄회를 성상에 따라 구분하면 무엇이 있는가? 우리나라 석탄 화력발전소는 2010년 24,205 MW의 전기를 생산하였으나, 지식경제부에 의하면 2017년까지 31,945 MW의 전기를 생산할 것으로 계획하고 있어 약 13,358만 톤의 석탄회가 발생할 것으로 예상된다. 석탄회는 성상에 따라 크게 비산재(fly ash)와 바닥재(bottom ash)로 구분되는데, 비산재는 입도가 미세하고 조성이 우수하여 대부분 재활용되고 있으나, 이 중 탄소함량이 많고 입도가 커서 재활용되지 못하는 것을 잔사회(reject ash)라고 하는데 이는 바닥재와 같이 거의 재활용되지 못하고 매립되고 있는 실정이다.
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참고문헌 (13)

  1. Ministry of Knowledge Economy, "The 5th Basic Plan for Long-term Electricity Supply and Demand (2010- 2024). 

  2. Y.D. Jo, "Electric industry and environmental effect", in Korea Electric Association, Electricity Almanac (2009) p. 343. 

  3. K.D. Kim, "A study on application and fabrication of functional ceramics for constructing materials using ecofriendly waste recycling process", Doctoral Dissertation, Kyonggi University (2010) p. 25. 

  4. J.K. Lee etc, "Triboelectrostatic separation of unburned carbon from flyash for ash recycling", J. of Kor. Inst. of Resources Recycling 6(3) (1997) 15. 

  5. H.Y. Park etc, "Reburning of bottom ash in a coal-fired power plant and its effect on the plant management", J. of Kor. Soc. of Waste Management 24(5) (2007) 472. 

  6. M.A. Kang etc, "Fabrication of artificial light-weight aggregate of uniform bloating properties using a temperature- raising sintering method", J. Kor. Ceram. Soc. 22[4] (2012) 161. 

  7. S.H. Kang etc, "Bloating mechanism of artificial lightweight aggregate for recycling the waste glass", J. Kor. Cer. Soc. 47(5) (2010) 445. 

  8. C.M. Riley, "Relation of chemical properties to the bloating of clays", J. Am. Ceram. Soc. 34(4) (1951) 121. 

  9. K.G. Lee etc, "Analysis of coal fly ash", J. of Kor. Asso. of Crystal Growth 3(2) (1993) 185. 

  10. M.A. Kang and S.G. Kang, "Influence of red mud additive on lightening of artificial aggregates containing coal bottom ash", J. Kor. Cryst. Growth and Cryst. Tech. 21(1) (2011) 41. 

  11. J.Y. Park, Y.T. Kim, K.G. Lee, S.G. Kang and J.H. Kim, "The mechanism of black core formation", J. Kor. Cryst. Growth and Cryst. Tech. 15(5) (2005) 208. 

  12. V.Z. Abdrakhimov and E.C. Abdrakhimova, "Formation of the black core in high-speed firing of floor tiles", Glass and Ceramics 56(8) (1999) 30. 

  13. Y.P. Kareev, "Sandwich structure in the etruscan-padan type pottery", Applied Clay Science 27 (2004) 119. 

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