초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 활용도가 낮은 2차 정련 슬래그의 처리방식으로 SAT(Slag Atomizing Technology) 적용을 통해 단 시간내 비정질 개질하여 반응성을 높인 슬래그 비드를 생산하고 분말화하며, 적정량의 석고를 혼입하여 에트린자이트 생성반응을 유도하여 품질개선(체적변화 0.08% 이내의 수축률 개선과 팽창제어, 강도증진율 20% 이상 달성, 초기 최대 수화열 피크값 30% 이상 저감)을 통한 속경성 시멘트재 개발을 목적으로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 연구목표 대비 달성 연

□ 연구개요
본 연구는 활용도가 낮은 2차 정련 슬래그의 처리방식으로 SAT(Slag Atomizing Technology) 적용을 통해 단 시간내 비정질 개질하여 반응성을 높인 슬래그 비드를 생산하고 분말화하며, 적정량의 석고를 혼입하여 에트린자이트 생성반응을 유도하여 품질개선(체적변화 0.08% 이내의 수축률 개선과 팽창제어, 강도증진율 20% 이상 달성, 초기 최대 수화열 피크값 30% 이상 저감)을 통한 속경성 시멘트재 개발을 목적으로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 연구목표 대비 달성 연구결과는 다음과 같다.(- 목표 / : 결과)
- 슬래그 조성변화에 따른 상용화 기반 품질 안정화(품질편차 5% 미만) 방안 수립
: 지속적인 월별 품질평가를 통한 품질관리
(CaO 0.62, Al₂O₃ 0.14, SiO₂ 0.09, MgO 0.37% 로 3시그마법에 의한 관리한계선내 존재)
(품질개선을 통한 응결시간 초결 20sec 이내, 종결 25sec 이내)
(3시간 10MPa 이상 달성 -> 최적 석고사용을 통한 20MPa 이상 달성)
- OPC와의 상성 평가와 수화거동 분석을 통한 수화모델 확립
: 미세구조 분석을 통한 2차정련 슬래그 수화물 내 Hydrogarnet 생성 확인 -> OPC 수화 생성물 표면 피막생성을 통한 장기수화 저해 메커니즘 확인
- 촉진 시험법 및 자연환경에서의 장기 내구성 확보(내구성 지수 80% 이상)
: 염소이온투과시험을 통한 OPC 대비 119%의 내구성 개선 확인
- 비정질 개질 슬래그를 이용한 속경성 시멘트의 용처 개발
: PC제품의 거푸집 탈형시간 조절형 혼화재로서 가능성 확인
: 도로보수용 결합재 및 숏크리트용 급결제로서의 가능성 확인
- 체적변화율 0.08% 이하의 안정성을 확보한 최적 석고 배합 설정
: HG20 조건에서 에트린자이트 생성을 통한 수축보상효과에 의한 0.009% 체적안정성 확인
- 3시간 이내 OPC 1일강도 발현, 7일이내 OPC 28일 재령 강도발현 속경성 시멘트 개발(수화활성도 110% 이상)
: OPC 1일강도 대비 3시간에 HG20 158%, HG30 175% 달성
: 재령 28일 OPC 대비 HG20 114%, HG30 128% 달성

□ 연구개발결과의 중요성
기존 활용도 없이 매립되어지던 2차정련 슬래그의 조성에 따른 잠재된 가능성을 파악하고 이를 이용하여 최적의 성능을 도출하기 위하여 SAT 기술을 적용하여 비정질 슬래그상을 제조하였으며, 속경성을 갖는 비정질 슬래그 상의 초기강도 저하 및 낮은 체적안정성을 석고 혼입으로 에트린자이트 생성을 유도하여 성능을 최적화함으로서 속경성 시멘트 제조 기술을 완성함. 이상으로 아래와 같은 효과를 도출함.
1)부산자원의 유효활용
: 연간 200만톤 이상 활용도 없이 활용되던 2차 정련 슬래그의 활용방안 제시
: 폐기물 매립을 통한 매립지, 침출수, 비산먼지 등의 환경문제 개선
: 슬래그의 처리단가는 10,000원/톤으로, 본 기술에 의하여 200만톤 처리를 위한 절감 효과는 연간 140억원임.
2) 시멘트산업에서의 대체자원 활용
: 높은 CO₂ 배출산업인 시멘트 산업에서의 대체자원 활용을 통한 1톤 사용당 0.7ton·CO₂ 탄소배출 저감 효과
: 경제성을 갖는 시멘트 제조기술 확보 및 고가의 속경 시멘트 원료 수입 대체 효과
3) 특수시멘트 요구 현장의 수요 충족
: 속경성 결합재로서 도로보수재 및 숏크리트용 급결재로서의 활용 가능성 확인
: Precast Concrete 제품의 촉진양생시간 및 거푸집 탈형시간 단축형 급결재 활용
: 도로 및 지반의 긴급복구용 급결재로서의 적용 가능성 확인

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 필요성 ... 4
• 2) 연구의 가설 및 최종목표 ... 5
• 3) 연구범위 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 1) 슬래그 조성변화에 따른 상용화 기반 품질 안정화(품질편차 5% 미만) 방안 수립 ... 6
• 2) 비정질 개질 슬래그의 수화거동 분석 및 OPC와의 상성평가를 통한 수화모델 확립 ... 6
• 3) 촉진 시험법 및 자연환경에서의 장기 내구성 평가 ... 7
• 4) 비정질 개질 슬래그를 이용한 속경성 시멘트의 용처개발 ... 7
• 5) 체적변화율 0.08% 이하의 안정성을 확보한 최적 석고 배합 설정 ... 8
• 6) 3시간 이내 OPC 1일강도 발현, 7일이내 OPC 28일 재령 강도발현 속경성 시멘트 개발 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 1) 부산자원의 유효활용 ... 8
• 2) 시멘트산업에서의 대체자원 활용 ... 8
• 3) 특수시멘트 요구 현장의 수요 충족 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 11