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CO2고정화한 제강슬래그와 발전소 바닥재를 활용한 저강도 고유동 채움재의 특성
Characterization of Controlled Low Strength Materials Utilizing CO2-fixation Steel Slag and Power Plant Bottom Ash 원문보기

에너지공학 = Journal of energy engineering, v.27 no.2, 2018년, pp.55 - 60  

조용광 (한일시멘트 단양공장) ,  김춘식 (한일시멘트 단양공장) ,  남성영 (한일시멘트 단양공장) ,  조성현 (한일시멘트 단양공장) ,  이형우 (한일시멘트 단양공장) ,  안지환 (한국지질자원연구원 탄소광물화사업단)

초록
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폐자원으로 분류되는 화력발전소의 석탄재와 제강슬래그(KR슬래그)를 주 재료로 활용하여 저강도 고유동채움재를 제조하였다. 산업부산물의 활용방안을 확대하고 중금속 용출 억제 등의 환경적 안정성을 확보하기 위해 화력발전소 바닥재(bottom ash)와 KR슬래그는 7:3으로 혼합하여 탄산화반응($CO_2$고정화)을 실시하였다. 연구결과 석탄바닥재의 기공이 많아 $CO_2$고정화 물질 함량이 증가할수록 물비율이 증가하였다. 배합 중 분체함량이 증가할수록 블리딩율이 저하되는 것을 확인하였다. 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)함량이 감소할수록 수화반응의 활성화가 저하되어 압축강도는 감소하였다. 하지만 배합 조성을 적절히 조절할 경우 저강도 고유동 채움재가 요구되는 2.0MPa의 압축강도는 충족시킬 수 있는 결과를 확보하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study investigated the Controlled Low Strength Materials using coal ash and steel slag(KR slag) as the main material in the thermal power plant classified as waste resource. Bottom ash and KR slag are mixed at a ratio of 7: 3 to expand the use of industrial by-products through carbonate(

주제어

#슬래그   #석탄재   #바닥재   #채움재   #$CO_2$-고정화  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 탄산화반응(CO2고정화)을 통해 제강슬래그 및 PC바닥재를 효과적으로 활용하기 위해 중금속 용출을 억제하여 환경적인 안정성을 확보하였다. 따라서폐광산의 지반침하 토양오염 등의 환경적인 문제를 억제시키기 위해 산업부산물을 탄산화시킨 PC바닥재와 제강슬래그를 주재료로 활용하여 지반안정재 및 광산 채움재의 물성을 연구하는데 목적이 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
제철공정에서 가장 많은 양을 차지하는 부산물은 무엇으로 구분되는가? 제철공정은 원료, 제선, 제강, 압연 등 복잡한 공정의 연결 생산체제를 거치면서 수많은 종류의 부산물 및 폐기물을 다량으로 발생시키고 있다.(5) 그 중에서 가장 많은 양을 차지하는 부산물이 고로슬래그와 제강슬래그로 구분된다. 철강산업은 규모가 커서 슬래그도 대량으로 발생하므로 다른 산업의 원료로 재활용되거나 토목건설용 또는 토양에 응용되지 않으면 처리가 어려운 상황이다.
비산재(fly ash)와 바닥재는 무엇인가? (1) 화력발전소는 미분탄연소 방식(Pulverized coal Combustion, 이하 PC)과 순환유동층(Circulating Fluidized Bed Combustion) 연소방식이 있으며, 일반적으로 미분탄 연소방식을 적용하고 있다. 화력발전소에서 발생하는 석탄재는 비산재(fly ash)와 바닥재로 구분할 수 있으며, 비산재는 연소 후 비산되는 재(ash)를 응집한 것을 나타낸 것이고 바닥재(bottom ash)는 보일러 내에서 석탄이 연소될 때 입경이 큰 재(ash)들이 하부로 낙하된 것이다.(2) 바닥재는 비산재와 달리 형상 및 조성이 불균일하여 재활용 원료로 사용되기에 한계가 있어 거의 매립되고 있는 실정이다.
화력발전소에서 발생하는 석탄재는 무엇으로 구분할 수 있는가? (1) 화력발전소는 미분탄연소 방식(Pulverized coal Combustion, 이하 PC)과 순환유동층(Circulating Fluidized Bed Combustion) 연소방식이 있으며, 일반적으로 미분탄 연소방식을 적용하고 있다. 화력발전소에서 발생하는 석탄재는 비산재(fly ash)와 바닥재로 구분할 수 있으며, 비산재는 연소 후 비산되는 재(ash)를 응집한 것을 나타낸 것이고 바닥재(bottom ash)는 보일러 내에서 석탄이 연소될 때 입경이 큰 재(ash)들이 하부로 낙하된 것이다.(2) 바닥재는 비산재와 달리 형상 및 조성이 불균일하여 재활용 원료로 사용되기에 한계가 있어 거의 매립되고 있는 실정이다.
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참고문헌 (10)

  1. Kang.B., Lee, Y.W., Ryu, C.K.,Yang.W., 2017, Applicability of Various Biomasses to Pulverized Coal Power Plants in Terms of their Grindability, Chean Technol, Vol. 23(1), pp.73-79. 

  2. Jang J.G., Ji, S.W.,Ahn, J.W., 2017, Utilization of Circulating Fluidzed Bed Combustion Ash and Related Specifications for Mine Backfills, J. of Korean Inst. of Resources Recycling, Vol. 26(2), pp. 71-79. 

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  3. Lim, S. Y., et al.,2016, The characterization of Controlled Low Strength Material(CLSM) using high CaO fly ash without chemical alkaline activator, J. of the Korean Geo-Environmental Soc., Vol. 17, pp. 17-26. 

  4. Lee, JY., Choi, HY., Yang, JE, 2010, Physicochemical Effects of Bottom Ash on the Turfgrass Growth Media of Sandy Topsoil in Golf Course, Kor. Turfgrass Sci, Vol, 24(2) pp. 199-204. 

  5. K.S. Doh, et al., 1988 "A Study on the Resources Potential of Industrial Waste in Korea' J. korea Solid Wastes Engin. Soc. Vol. 5 (2) pp.145-156. 

  6. Sreenivasarao K, Warren GW, Mckinley MD, 1997, Hydrometallurgical G. Treatment of municipal solid waste fly-ash for simultaneous detoxification and metal recovery. Journal of Environmental Science and Health. Vol. 32(4) pp.1225-1245. 

  7. Lee, B. K., Kim, G. Y., Koo, K. M., Shin, K. S., 2014, Properties of Compressive Strength of Mortar Based on High-activated Blast Furnace Slag using the Slag by-product as an Activator, Journal of the Korea Institute of Building Construction, Vol. 14, pp.37-44. 

    원문보기 상세보기 crossref

  8. kim, K. D., Kang, S.G., 2007, Manufacturing artificial lightweight aggregates using coal bottom ash and clay" Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology, Vol. 17(6) pp. 277-282. 

  9. Kwon, C. W., Lim, N. G., 2013, Fundamental Properties of Low Strength Concrete Mixture with Blast Furnace Slag and Sewage Sludge, Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, Vol. 17(3) pp. 136-144. 

  10. Lin, K. L., Wang, K. S., Lin, C. H., 2004, The hydration of pastes containing municipal solid waste incinerator fly ash slag, Journal of Hazardous Materials, Vol. 109, pp. 173-181. 

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