초록 ▼

연구개발 결과

최종목표
○ 순환골재의 pH 저감기술 실증화 완성
- 생산 순환골재의 pH 최대 9.0 이하
- pH 저감 순환골재 생산량 최소 50톤/일(최대 250톤/일) 이상
- 환경신기술 인증·검증
- 순환골재의 pH 관리기준 제정

개발내용 및 결과
○ 순환골재 pH 저감 실증시설의 설치 및 운용
- 순환골재의 pH 저감의 영향인자 분석을 위하여 파이롯트 시험을 수행한 결과, 압력 및 교반, CO₂ 농도가 주요인자 로 분석됨
- 순환골재 p

연구개발 결과

최종목표
○ 순환골재의 pH 저감기술 실증화 완성
- 생산 순환골재의 pH 최대 9.0 이하
- pH 저감 순환골재 생산량 최소 50톤/일(최대 250톤/일) 이상
- 환경신기술 인증·검증
- 순환골재의 pH 관리기준 제정

개발내용 및 결과
○ 순환골재 pH 저감 실증시설의 설치 및 운용
- 순환골재의 pH 저감의 영향인자 분석을 위하여 파이롯트 시험을 수행한 결과, 압력 및 교반, CO₂ 농도가 주요인자 로 분석됨
- 순환골재 pH 저감시설의 현장설치 실험결과, 순환골재 1회 처리량 2.4t으로 5분의 반응시간 동안 -0.5~1kg/cm²의 압력변화를 3싸이클 주는 경우 챔버 내 CO₂ 농도는 80% 이상 유지되고, 순환골재 pH는 19.5% 저감되어 9.8 이하로 측정됨.
- 안정적 순환골재의 생산을 위하여 1회 처리량을 3.4t으로 증가하고, 1차 5회, 2차 5회 등 총 10회에 걸친 장기간의 순환골재를 생산, 순환골재의 품질기준 항목과 알카리를 측정한 결과, 소성지수는 비소성 범위, 수정CBR은 평균 77.03%, 마모감량 34.53%, 모래당량 73.65%, 액성한계 는 비소성 범위, 이물질 함유량은 유기이물질의 경우 0.03%, 무기이물질은 0.55%로 모두 기준이내로 처리 전 보다 개선되는 것으로 나타남
- 순환골재 밀도는 입도 크기 5mm 이상 2.37g/cm³, 5mm 이하, 2.11g/cm³, 흡수율은 입도크기 5mm 이상 5.49%, 5mm 이하, 10.87%로 모두 처리 전 보다 개선되는 것으로 나타남.
- 결과적으로 1회당 3.4t의 순환골재 탄산화 기술 실증화로 시간당 약 25t, 일일 8시간 가동시 200t의 순환골재를 안정적으로 pH 9.5 이하로 저감이 가능함을 확인.
- 또한 pH 저감실증기술의 안정적 활용을 위한 지침서로 설계시방서 및 운전절차서를 작성·제시함.

○ 순환골재 pH 저감기술의 환경성, 경제성 분석 제시
- 순환골재의 pH 저감실증시설의 가동시 발생가능한 비산먼지, 소음, 진동 등에 대한 환경성을 법적 규정에 따라 검토 한 결과, 작업장 내 비산먼지 (TSP)는 0.189~0.487mg/Sm³, 소음레벨은 82.2 ~ 82.4Leq/dB, 부지경계선 주변 소음은 60.3~64.6Leq/dB, 부지경계선 주변에서 진동레벨은 39.5 ~ 52.6dB로 환경적 기준을 만족하는 것으로 분석됨
- 운용측면에서 시설투자비용과 골재 생산단가, 연간운영비, 처리단가를 산정하여 경제성 분석을 수햄한 결과, pH 저감 처리를 고려한 순환골재 생산단가는 약 5,160원/톤으로 천연골재 가격인 7,800원/톤에 비하여 약 35% 골재비용이 저감되는 것으로 분석됨

○ 순환골재 pH 저감기술의 환경신기술 추진
- 순환골재 pH저감기술의 설치 및 안정적인 가동여부를 검토 한 후 본 기술의 환경신기술 검증 신청을 실시하여, 1차심사는 통과하여 신규성 및 우수성을 인정하였고, 현재 현장 검증단계에 있음.

○ 순환골재 환경관리기준안 제시
'건설폐기물의 재활용촉진에 관한 법률 시행령’ 및 ‘동시행규칙' 과 ‘건설폐기물 처리기준 및 방법 등에 관한 업무처리지침’ 에 순환골재의 pH 기준 및 사용용도 제한지역 을 추가하는 개정안을 제시함.

개발기술의 특징·장점
- 순환골재의 알카리 유출수에 의한 환경피해를 저감하기 위하여 순환골재를 압력, CO₂ 농도, 교반 등의 탄산화 촉진조건을 부여하여 단시간내에 탄산화반응에 의해 pH를 저감시키는 기술로 순환골재 알카리 저감을 위한 국내 및 세계 최초 실증 기술임.
- 본 기술은 밀폐된 순환골재 반응챔버에서 5분이라는 짧은 시간에 - 0.5~1 기압의 압력 변화, 회전속도 15rpm, 80% 이상의 내부 CO₂ 농도 유지하여 탄산화를 최적화하는 기술을 특징으로 함

기대효과 (기술적 및 경제적 효과)
- 순환골재 사용시 알카리 용출수에 의한 환경적 문제 발생 최소화
- 순환골재의 천연골재의 대체로 860억원(35%)의 건설공사 비용저감 기대
- 건설폐기물 매립비용 약 345억원/년 저감 기대

적용분야
본 연구는 건설폐기물을 재활용하여 순환골재를 생산하는 중간처리업체에 설치하여 순환골재의 친환경 생산에 활용하는 기술임

(출처 : 보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 4
• 목차 ... 8
• 표목차 ... 11
• 그림목차 ... 14
• 제1장 서론 ... 19
• 제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 ... 21
• 1. 건설폐기물의 국가 정책 추진방향 ... 21
• 2. 순환골재의 사용현황 및 문제점 ... 26
• 가. 건설폐기물 발생량 분석 ... 26
• 나. 건설폐기물의 처리 현황 ... 29
• 다. 순환골재의 생산 및 사용현황 ... 31
• 라. 순환골재 활용의 문제점 ... 34
• 제2절 연구개발의 국내외 현황 ... 36
• 1. 순환골재의 환경성 관련규정 현황 ... 36
• 가. 국내 순환골재 환경성 관련규정 현황 ... 36
• 나. 국외의 순환골재 환경성 관련규정 현황 ... 40
• 2. 순환골재 관련 연구현황 ... 56
• 가. 국내 순환골재 관련 연구현황 ... 56
• 나. 국외 순환골재 관련 연구현황 ... 62
• 제3절 연구개발대상 기술의 차별성 ... 74
• 1. 순환골재의 환경적 문제 해결기술 ... 74
• 2. 단시간의 촉진탄산화 반응을 활용한 순환골재의 대량 알카리 저감기술 ... 74
• 3. 순환골재의 환경성을 고려한 제도적 보완 ... 75
• 4. CO₂ 포집기술과의 연계 가능기술 ... 76
• 제2장 연구개발의 목표 및 내용 ... 77
• 제1절 연구의 최종목표 ... 79
• 제2절 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 ... 80
• 제3절 연도별 추진체계 ... 83
• 제3장 연구개발의 결과 및 활용계획 ... 85
• 제1절 연구개발 결과 및 토의 ... 87
• 1. 주관연구기관의 연구개발 결과 및 토의 ... 87
• 가. 순환골재 pH 저감기술 현장설치 ... 87
• 나. 순환골재의 pH 특성 실험 ... 107
• 다. 순환골재 pH 저감 실증화 시설 최적화 ... 119
• 라. 순환골재 pH 저감기술의 환경신기술 검증 추진 ... 129
• 2. 위탁연구기관의 연구개발 결과 및 토의 ... 130
• 가. 순환골재의 촉진탄산화 영향인자 분석을 위한 시험 ... 130
• 나. 순환골재 pH 저감 실증시설의 현장 안정성 실험 ... 142
• 다. 순환골재 pH 저감 실증시설에 의한 순환골재의 탄산화량 분석 ... 171
• 라. 순환골재 pH 저감기술의 환경성 및 경제성 분석 ... 179
• 마. 순환골재의 환경관리기준안 제안 ... 189
• 3. 향후 연구 진행방향 ... 200
• 제2절 연구개발 결과(요약) 및 결론(제언) ... 201
• 제3절 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 203
• 제4절 연도별 연구성과(논문·특허 등) ... 204
• 제5절 관련분야의 기술발전 기여도 ... 266
• 1. 순환골재 관련 친환경성 범위 확대 ... 266
• 2. 순환골재의 친환경성에 대한 사회적 인식 제고 ... 266
• 3. 순환골재의 친환경적 활용 촉진을 위한 제도적 기반 마련 ... 266
• 4. 순환골재 생산기술 관련 다양성 증대 ... 266
• 제6절 연구개발의 활용계획 ... 267
• 1. 건설폐기물 중간처리업체의 순환골재 생산시 기술 활용 ... 267
• 2. 환경신기술 검증 자료로 활용 ... 267
• 3. 순환골재 관련 규정 개정시 환경성 관련 기본 자료로 활용 ... 267
• 4. 순환골재의 알카리성 저감기술 관련 기초자료로 활용 ... 267
• 제4장 참고문헌 ... 269
• 부록 ... 275
• 설계시방서 및 운전절차서 ... 276
• 건설폐기물의 재활용 촉진에 관한 법률 시행령 개정안 ... 288
• 건설폐기물의 재활용 촉진에 관한 법률 시행규칙(별표 1의 2) 개정안 ... 294
• 건설폐기물 처리기준 및 방법 등에 관한 업무처리지침 개정안 ... 299
• 끝페이지 ... 311