[논문]황산으로 중화시킨 액상 레드머드를 혼입한 시멘트 페이스트의 수화특성

강석표; 홍성욱; 김상진; 인병은

doi:10.5345/jkibc.2022.22.5.431

황산으로 중화시킨 액상 레드머드를 혼입한 시멘트 페이스트의 수화특성
Hydration Characteristics of Liquid Red Mud Mixed Cement Paste Neutralized with Sulfuric Acid 원문보기

한국건축시공학회지 = Journal of the Korea Institute of Building Construction, v.22 no.5, 2022년, pp.431 - 439

강석표 (Department of Construction Engineering, Woosuk University) , 홍성욱 (Department of Construction Engineering, Woosuk University) , 김상진 (Department of Construction Engineering, Woosuk University) , 인병은 (Department of Construction Engineering, Woosuk University)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 액상 레드머드를 첨가한 시멘트계 재료의 강도저하를 개선하기 위해서, pH가 10~12인 액상 레드머드(LRM)에 황산을 첨가하여 pH를 6~8로 조절한 중화레드머드(LRM+S)를 제조하였다. LRM과 LRM+S를 각각 시멘트 페이스트에 첨가하여 수화열, 압축강도, 수화생성물을 확인하였다. 수화열 측정결과 LRM을 첨가한 시멘트 페이스트는 Plain와 비교하여 발열량이 낮고 수화속도가 지연되었지만, LRM+S를 첨가한 시멘트 페이스트는 Plain의 수화열 피크와 유사하게 나타났다. 압축강도 측정결과 PS-LRM의 압축강도는 모든 재령에서 Plain의 압축강도보다 저하되었고 28일 재령에서 55% 수준을 나타내었다. 반면에 PS-LRM+S의 압축강도는 Plain의 압축강도와 비교하여 28일 재령에서 유사한 수준을 나타내었다. XRD 분석 결과 PS-LRM는 3일부터 Ca(OH)2 피크가 확인되었지만, PS-LRM+S의 경우 Plain과 유사하게 1시간부터 Ca(OH)₂ 피크가 나타났다. 따라서 강알칼리성의 액상 레드머드에 황산을 첨가하여 중화레드머드를 제조하여 시멘트계 재료에 첨가하면 강도저하를 개선할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, Neutralized red mud(LRM+S) at a pH of 6-8 was prepared by adding sulfuric acid to liquefied red mud(LRM) at a pH of 10~12. After adding LRM and LRM+S to the cement paste, the hydration heat, compressive strength, and hydration products were examined. The observed accumulated hydration heat revealed that the calorific value of the cement paste with LRM was low and its and peak was delayed when compared with that of plain cement paste(referred to as Plain), whereas the calorific value of the cement paste with LRM+S was similar to that of Plain. At the age of 28 days, the compressive strength of the cement paste with 20% LRM was 55% of the strength of Plain. Using X-ray diffraction, it was determined that the cement paste with 20% LRM exhibited a Ca(OH)2 peak after 3 days, whereas the cement paste with 20% LRM+S and Plain exhibited a Ca(OH)2 peak after an hour. Thus, the strength degradation of cementitious materials was improved by adding neutralized red mud prepared by adjusting the pH of highly alkaline LRM with sulfuric acid.

주제어

표/그림 (12)

표 Table 1. Mix design
표 Table 2. Physical properties and chemical composition of OPC
표 Table 3. Properties of Redmud sludge
그림 Figure 1. Manufacturing process of liquefied red mud
그림 Figure 2. XRD patterns of LRM and LRM+S
표 Table 4. Physical properties of Red Mud
표 Table 5. Chemical composition of Red Mud
그림 Figure 3. Effects of LRM and LRM+S on the compressive strength of the cement paste
그림 Figure 5. Heat evolution rates of the various cement paste samples
그림 Figure 4. Effects of LRM and LRM+S on the compressive strength ratio of the cement paste
그림 Figure 6. Accumulation of heat for the various cement paste samples
그림 Figure 7. XRD spectrum results of the mixtures with red mud at varying ages

참고문헌 (13)

Ribeiro DV, Labrincha JA, Morelli MR. Potential use of natural red mud as pozzolan for portland cement. Materials research. 2011 Mar;14(1):60-6. https://doi.org/10.1590/S1516-14392011005000001

상세보기
Kim C, Kim N. Durability Evaluation of Precast Concrete Using Blast Furnace Slag and Fly Ash . Journal of the Korea Concrete Institute. 2021 Dec;33(6):629-35. https://doi.org/10.4334/JKCI.2021.33.6.629

상세보기
Song Y, Dong M, Wang Z Qian X, Yan D, Shen S, Ruan S. Effects of red mud on workability and mechanical properties of autoclaved aerated concrete (AAC). Journal of Building Engineering. 2022 Dec;61:105238. http://doi.org.libproxy.woosuk.ac.kr/10.1016/j.jobe.2022.105238

상세보기
Li J, Xu L, Sun P, Zhai P, Chen X, Zhang H, Zhu W. Novel application of red mud: Facile hydrothermal-thermal conversion synthesis of hierarchical porous AlOOH and Al2O3 microspheres as adsorbents for dye removal. Chemical Engineering Journal. 2017 Aug; 321:622-34. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.03.135

상세보기
Yang J, Xiao B. Development of unsintered construction materials from red mud wastes produced in the sintering alumina process. Construction and Building Materials. 2008 Dec;22(12):2299-307. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2007.10.005

상세보기
Dodoo AD, Nuamah RA, Agyei TB, Obada DO, Yaya A. Awaso bauxite red mud-cement based composites: Characterisation for pavement applications. Case Studies in Construction Materials. 2017 Dec;7:45-55. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2017.05.003

상세보기
Amritphale SS, Anshul A, Chandra N, Ramakrishnan N. A novel process for making radiopaque materials using bauxite-Red mud. Journal of the European Ceramic Society. 2007 Aug;27(4):1945-51. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2006.05.106

상세보기
Harjeet N, Abanti S. A study on the characterization of red mud. International Journal on Applied Bioengineering. 2014 Jan;8(1):1-4. https://doi.org/10.18000/ijabeg.10118
He J, Jie Y, Zhang J, Yu Y, Zhang G. Synthesis and characterization of red mud and rice husk ash-based geopolymer composites. Cement and Concrete Composites. 2013 Mar;37:108-18. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2012.11.010

상세보기
Liu X, Zhang N, Sun H, Zhang J, Li L. Structural investigation relating to the cementitious activity of bauxite residue-Red mud. Cement and Concrete Research. 2011 Aug;41(8):847-53. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2011.04.004

상세보기
Choe G, Kang S, Kang H. Mechanical properties of concrete containing liquefied red mud subjected to uniaxial compression loads. Materials. 2020 Feb;13(4):854. https://doi.org/10.3390/ma13040854

상세보기
Choe G, Kang S, Kang H. Characterization of slag cement mortar containing nonthermally treated dried red mud. Applied Sciences. 2019 Jun;9(12):2510. https://doi.org/10.3390/app9122510

상세보기
Wang Y, He F, Wang J, Hu Q. Comparison of effects of sodium bicarbonate and sodium carbonate on the hydration and properties of Portland cement paste. Materials. 2019 Mar;12(7):1033. https://doi.org/10.3390/ma12071033

상세보기

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증