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[국내논문] IGCC 용융 슬래그를 이용한 경량 지오폴리머 제조
Fabrication of lightweight geopolymer based on the IGCC slag 원문보기

한국결정성장학회지 = Journal of the Korean crystal growth and crystal technology, v.27 no.6, 2017년, pp.319 - 326  

박수빈 (경기대학교 신소재공학과) ,  김강덕 (경기대학교 신소재공학과) ,  강승구 (경기대학교 신소재공학과)

초록
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본 연구에서는, IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle: 석탄가스화 복합발전)에서 배출되는 용융 슬래그로 부터 지오폴리머를 제조하여 알칼리 활성화제몰농도, W/S 비(water/ solid ratio), 재령일에 따른 비중과 압축강도 등 물리적 특성을 분석함과 동시에 발포제인 Si 슬러지를 첨가하여 경량화 소재로서의 가능성을 고찰하였다. 특히 경량 지오폴리머의 강도 특성향상을 위하여 복합 활성화제 및 pre-curing 공정을 적용하였다. 단일 활성화제를 사용한 경량 지오폴리머의 압축 강도는 9.5 MPa이었으나, 복합 활성화제로 제조할 경우 2~5배 정도의 압축강도 증진 효과를 나타내었다. 더군다나, pre-curing을 실시한 경량 지오폴리머의 경우, pre-curing하지 않은 시편들에 비해 18~48 % 가량 높은 압축강도 값을 보였다. 본 연구에서 복합 활성화제와 pre-curing 공정의 도입으로 얻어진 경량 지오폴리머의 최고 압축강도는 40 MPa(3일 재령하여 밀도가 $1.83g/cm^3$인 시편)로서 시멘트 콘크리트에 필적하였다. XRD 결정상 분석과 SEM을 이용한 미세구조 분석을 통하여 지오폴리머 표면에서 C-S-H 겔(sodium silicate hydrate gel)의 모상에 꽃봉오리 모양의 zeolite 결정상이 균일하게 분포된 것을 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, a lightweight geopolymer was prepared using by slag discharged from IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) power plant and its physical properties, the density and compressive strength, were analyzed as a function of the concentration of alkali activators, W/S ratio and aging t...

Keyword

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문제 정의

  • 1만 톤의 용융 슬래그가 배출되기 시작하고 있어 향후 IGCC 용융 슬래그의 효과적인 자원화 기술 개발이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 CO2 발생량 저감을 위한 시멘트 대체 소재로서 IGCC 슬래그를 기반으로 한 지오폴리머를 제조하였으며, 산업 부산물인 Si 슬러지를 발포제로 사용하여 지오폴리머의 경량화 특성을 고찰하였다. 또한 지오폴리머의 강도 증진을 위하여 복합 활성화제 및 전양생 공정 적용에 따른 물성변화를 분석하였다.
  • 본 연구에서는 석탄가스화 복합발전(IGCC)에서 부산물로 배출되는 용융 슬래그를 이용하여 친환경 무기계결합재인 지오폴리머를 제조하고 그 경량화 가능성을 분석하였다. IGCC 용융 슬래그는 Si/Al 비가 2.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
지오폴리머 반응은 어떤 과정으로 나타나는가? 지오폴리머 반응은 다음과 같은 단계에 걸쳐서 일어나는 것으로 알려져 있다. 먼저, 알루미나 규산염계 원료와 알칼리 활성화제가 반응하면 Si, Al 이온이 용출되고 이는 Si-O-Al 형태의 결합으로 구성되는 단량체(oligomer)를 형성하게 된다. 이 단량체들은 고온의 환경에서 축·중합 반응을 거치며 삼차원적인 구조를 형성하는데 이것들이 서로 결합하며 경화되어 지오폴리머로가 합성된다[15, 16]. P.
지오폴리머는 무엇인가요? 지오폴리머(geopolymer)는 알루미노 실리케이트계의 무기화합물로서 기존의 포틀랜드 시멘트에 비해 제조공정에서 CO2 발생이 거의 없고, 다양한 기능성을 나타내므로 최근 들어 이에 대한 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 지오폴리머 관련 연구는 1930년대 클링커(clinker)가 생성되지 않는 시멘트의 대체재 개발을 위해 시작되었으며, 1940년에 A.
석탄가스화 복합발전이 주목받고 있는 이유는? 기존 석탄 화력보다 효율은 높으면서도 공해 배출은 적어 친환경 청정발전기술로 주목 받고 있는 석탄가스화 복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC)의 경우, 발전과정에서 필연적으로 용융 슬래그가 발생되는데 국내에서도 2016년부터 연간 약 8.1만 톤의 용융 슬래그가 배출되기 시작하고 있어 향후 IGCC 용융 슬래그의 효과적인 자원화 기술 개발이 시급한 실정이다.
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참고문헌 (30)

  1. A.O. Pudon, "The action of alkali on blast-furnace slag", J. Soc. Che. Ind. 59 (1940) 191. 

  2. J. Davidovits, "Geopolymers: Inorganic polymeric new materials", J. Therm. Analysis 37 (1991) 1633. 

  3. J.-H. Lee, J.-H. Kim, Y.-R. Kim, S.-P. Kang, S.-J. Choi and M.-H. Kim, "An experimental study on the properties of concrete using bottom ash according to watercement ratio", Kor. Inst. Bldg. Const. 2 (2002) 57. 

  4. D.-G. Kim, J.-H. Lee, H.-J. Lee and J.-H. Kim, "Effects of water-cement ratio on the freeze thaw resistance of fly ash concrete", Kor. Inst. Bldg. Const. 22 (2010) 211. 

  5. U. Rattanasak and P. Chindaprasirt, "Influence of NaOH solution on the synthesis of fly ash geopolymer", Min'l Eng. 22 (2009) 1073. 

  6. C. Tippayasam, S. Boonsalee, S. Sajjavanich, C. Ponzoni, E. Kamseu and D. Chaysuwan, "Geopolymer development by powders of metakaolin and wastes in thailand", Adv. Sci. Tech. 69 (2010) 63. 

  7. Q. Zhao, B. Nair, T. Rahimian and P. Balaguru, "Novel geopolymer based composites with enhanced ductility", J. Mater. Sci. 42 (2007) 3131. 

  8. S. Kumar and R. Kumar, "Mechanical activation of fly ahs: Effect on reaction, structure and properties of resulting geopolymer", Cer. Int. 37 (2011) 533. 

  9. E. Kamseu, A. Rizzuti, C. Leonelli and D. Perera, "Enhanced thermal stability in $K_2O$ -metakaolin-based geopolymer concretes by $Al_2O_3$ and $SiO_2$ fillers addition", J. Mater. Sci. 45 (2010) 1715. 

  10. W. Rickard, L. Vickers and A.V. Riessen, "Performance of fibre reinforced, low density metakaolin geopolymers under simulated fire conditions", App. Clay Sci. 73 (2012) 71. 

  11. K.B. Han, "Current state of lightweight aggregate concrete and future perspective for artificial lightweight aggregate production", Kor. Const. Safety Association 33 (2005) 34. 

  12. Z. Zhang, J.L. Provis, A. Reid and H. Wang, "Geopolymer foam concrete: An emerging material for sustainable construction", Const. Bldg. Mat. 56 (2014) 113. 

  13. V. Medri and A. Ruffini, "The influence of process parameters on in situ inorganic foaming of alkalibonded SiC based foams", Cer. Int. 38 (2012) 3351. 

  14. V. Medri, E. Papa, J. Dedecek, H. Jirglova, P. Benito, A. Vaccari and E. Landi, "Effect of metallic Si addition on polymerization degree of in situ foamed alkali-aluminosilicates", Cer. Int. 39 (2013) 7657. 

  15. A.D. Hounsi, G.L. Nana, G. Djeteli, P. Blanchart, D. Alowanou, P. Kpelou, K. Napo, G. Tchangbedji and M. Praisler, "How does Na, K alkali metal concentration change the early age structural characteristic of kaolinbased geopolymers", Cer. Int. 40 (2014) 8953. 

  16. P. Duxon, A.F. Jimenez, J.L. Provis, G.C. Lukey, A. Palomo and J.S.J.V. Deventer, "Geopolymer technology: the current state of the art", J. Mater. Sci. 42 (2007) 2917. 

  17. P. Chindaprasirt, C. Jaturapitakkul, W. Chalee and U. Rattanasak, "Comparative study on the characteristics of fly ash and bottom ash geopolymers", Waste Mngt. 29 (2009) 539. 

  18. G.-S. Ryu, K.-T. Koh and Y.-S. Chung, "Analysis of mechanical properties and microstructure of fly ash based alkail-activated mortar", J. Kor. Inst. Res. Rec. 21 (2012) 27. 

  19. J.G.S.V. Jaarsveld and J.S.J.V. Deventer, "Effect of the alkali metal activator on the properties of fly ash-based geopolymers", Ind. Eng. Chem. Res. 38 (1999) 3932. 

  20. T. Bakharev, "Geopolymeric materials prepared using Class F fly ash and elevated temperature curing", Cem. Conc. Res. 35 (2005) 1224. 

  21. Z. Aly, E.R. Vance, D.S. Perera, J.V. Hanna, C.S. Griffith, J. Davis and D. Durce, "Aqueous leachability of metakaolin-based geopolymers with mole ratios of Si/ Al 1.5-4", J. Nucl. Mater. 378 (2008) 172. 

  22. L. Weng and K.S. Crentsil, "Dissolution processes hydrolysis and condensation reactions during geopolymer synthesis:part I-low Si/Al ratio systems", J. Mater. Sci. 42 (2007) 2997. 

  23. P. Rovnanik, "Effect of curing temperature on the development of hard structure of metakaolin-based geopolymer", Const. Bldg. Mater. 24 (2010) 1176. 

  24. S. Delair, E. Prud'homme, C. Peyratout, A. Smith, P. Michaud, L. Eloy, E. Joussein and S. Rossignol, "Durability of inorganic foam in solution: The role of alkali elements in the geopolymer network", Corr. Sci. 59(2012) 213. 

  25. J.-T. Kim, D.-S. Seo, G.-J. Kim and J.-K. Lee, "Influence of alkaline-activator content on the compressive strength of aluminosilicate-based geopolymer", J. Kor. Cer. Soc. 47 (2010) 216. 

  26. Concrete Standard Specification of Korea, Ministry of Land, Infrastructure and Transport (2016). 

  27. S.V. Joshi and M.S. Kadu, "Role of alkaline activator in development of eco-friendly fly ash based geo polymer concrete", Int. J. Evmnt. Sci. Dev. 3 (2012) 417. 

  28. H. Xu and J.S.J.V. Deventer, "The geopolymerisation of alumino-silicate minerals", Int. J. Min'l Proc. 59 (2000) 247. 

  29. J.T. Gourley, Paper presented at Materials 2003 Conference: Adap. Mater. Modern Soc., Sydney (2003). 

  30. A. Shoumkova and V. Stoyanova, "Zeolites formation by hydrothermal alkali activation of coal fly ash from thermal power station 'Maritsa 3'", Bulgaria, Fuel 103 (2013) 533. 

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