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급냉 전기로 산화 슬래그의 콘크리트용 골재로서의 활용성 평가
곽은구(Kwak Eun-Gu),김진만(Kim Jin-Man) 대한건축학회 2010 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.26 No.2
Blast furnace slag is recycled as high value-added material, while steel slag is difficult to recycle or is recycled as low value-added one relatively due to its expansion collapsibility. It's property is caused by the high content of free lime and instable steel oxides. Recently, a innovative rapid cooling method for melting steel slag has been developed in Korea, which reduces free lime content to minimum level and increases the stability of steel oxides. However, research on the long-term stability of it is not insufficient so far. Therefore, this study, focused the electric arc furnace oxidizing slag in the steel slag, aims to investigate the properties of the rapidly cooled steel slag aggregate, its long term volume stability, and the engineering strength of mortar using it as a fine aggregate. This study results indicated that it was possible to use as concrete aggregate because the volume change of the rapidly cooled steel slag appeared to be stable, and that flow and strength of mortar appeared to increase according to increase of content of raipidly cooling steel slag aggregate.
홍성록,김하석,곽은구,박선규,김진만,Hong, Sung-Rog,Kim, Ha-Seog,Kwak, Eun-Gu,Park, Sun-Gyu,Kim, Jin-Man 한국건설순환자원학회 2011 한국건설순환자원학회지 Vol.6 No.2
콘크리트 같은 많은 건설 폐기물이 빠르게 늘어나고 있으며, 콘크리트에 재활용 골재의 사용이 심각하게 고려되고 있다. 그러나 순환골재의 사용은 품질이 낮기 때문에 매우 한정적으로 사용되고 있다. 그러므로 순환골재의 품질은 콘크리트의 제조에서 매우 중요하다. 본 연구는 지구 온난화의 원인이 되는 $CO_2$를 고정하여 $CO_2$배출 저하와 건설폐기물의 재자원화 및 고품질화를 목적으로 수행한 일련의 연구로, 촉매인 NaOH을 $CO_2$와 반응시켜 제조한 $Na_2CO_3$에 의한 순환잔골재의 $Ca(OH)_2$의 제거효과와 이에 따른 순환잔골재의 품질 특성을 고찰하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 순환잔골재를 사용하는데 있어 문제시 되는 알칼리 성분을 제거하고자 공정수를 탄산나트륨 용액으로 대체하여 수산화칼슘을 탄산칼슘으로 침출시키는 방법을 계획하였고, 순환잔골재의 알칼리성분 제거 후의 품질 특성에 대하여 검토하였다. 본 연구의 결과, 수산화칼슘이 탄산나트륨 용액에 의해 탄산칼슘으로 제거된다는 것을 확인할 수 있었고, 생성물에 대하여 열분석(DT-TGA)을 실시한 결과 탄산칼슘인 것을 확인하였다. 탄산처리한 순환잔골재의 밀도는 원골재 보다 높아졌고 흡수율은 낮아지는 것을 확인할 수 있었으며, 탄산나트륨의 농도와 교반시간에 대해 결과치가 달랐는데 이것은 고정된 수산화칼슘의 양에 대한 탄산나트륨 용액의 반응 양에 의한 것으로 판단된다. 즉, 탄산 반응 후 순환잔골재의 밀도, 흡수율 및 입도 등의 물리적 성질은 전반적으로 개선되는 것을 확인할 수 있었다. Amount of disposed construction materials like waste concrete is growing fast and use of the recycled aggregate for concrete has been seriously considered. But the use of the recycled aggregate is very limited because recycled aggregate has very low quality. Therefore, quality of recycled aggregate is very important in the manufacturing of recycled aggregate concrete. We have studied a series of research according to chemical processes and investigate the alkaline elimination effect of recycled aggregate and quality variation of recycled aggregate by sodium carbonate. Thereafter we have evaluated quality of recycled fine aggregate and experimented quality of this aggregate. As a results, we find that it is easy to eliminate the calcium hydroxide in recycled aggregate by sodium carbonate and the quality of recycled aggregate increase by elimination of alkaline.
급냉 전기로 산화슬래그 잔골재의 입도 변화에 따른 모르타르의 특성
김진만(Kim, Jin-Man),곽은구(Kwak, Eun-Gu),최선미(Choi, Sun-Mi),김지호(Kim, Ji-Ho),이원영(Lee, Won-Young),오상윤(Oh, Sang-Youn) 한국건설순환자원학회 2011 한국건설순환자원학회지 Vol.6 No.4
철강 산업에서는 고로 슬래그, 전기로 슬래그, 전로 슬래그 등 많은 부산물이 발생한다. 그 중 제강 슬래그는 일반 골재와 달리 높은 CaO와 낮은 가 존재하며, 이를 시멘트와 콘크리트에 적용하게 되면 일부 알칼리 반응을 발생시키는 원인이 된다. 한편, 국내외적으로 제강 슬래그 중 전기로 산화슬래그의 콘크리트 구조용 골재로 사용하는 기준이 제정되어 사용을 장려하고 있지만, 슬래그에 대한 체적 안정성은 해결하지 못하였다. 최근에 이런 문제점을 해결하기 위하여 제강 슬래그의 고속의 공기로 냉각하는 방법이 국내에서 개발되었으며, 이를 적용할 경우 슬래그의 체적 붕괴를 야기시키는 유리 석회의 함유량을 최소화시키고 철 산화물에 대한 안정성을 갖는 것으로 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 철강 산업에서 발생되는 제강슬래그의 고속의 공기로 냉각한 급냉 전기로 산화슬래그의 콘크리트용 골재로서 활용하기 위한 기초 연구이다. 이를 위해 급냉 전기로 산화슬래그 잔골재의 품질 특성을 검토하였으며, 골재의 입도별에 따른 모르타르 특성을 검토하였다. 실험 결과 급냉 전기로 산화슬래그 잔골재의 특성은 아토마이저 공정에 의한 특성을 반영하고 있으며, 기존 콘크리트용 골재 입도 분포 범위에 비해 작은 입도 분포 범위를 가지는 것으로 나타났다. Steel industry produces many by-products and wastes such as blast furnace slag, electric arc furnace slag, and converter slag. As in the case of rock, the main component of steel slag are CaO and ; further, steel slag is as alkaline as portland cement or concrete. Electric arc furnace oxidizing slag is possible to use as an aggregate for concrete ; however, it has been reclaimed because of it's expansibility caused by free CaO. Recently, a innovative rapid cooling method for melting steel slag has been developed in Korea, which reduces free lime content to minimum level and increases the stability of iron oxide. Therefore, this study describes the results of a series of research to utilize globular shape of electric arc furnace oxidizing slag fine aggregates made by rapidly cooled method for the construction industry by cooling rapidly melted slag from the steel industry. First of all, an experiment was carried out to investigate the quality characteristics of rapidly cooled electric arc furnace oxidizing slag fine aggregates in order to determine whether they can be applied to the construction industry. Then, by applying them to concrete of various particle sizes, we explored experimentally the desired condition to apply rapidly cooled electric arc furnace oxidizing slag fine aggregates to concrete.