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바텀애시를 잔골재로 사용한 콘크리트의 내구성능에 관한 연구
박승호(Seung-Ho Park),이정배(Jeong-Bae Lee),김성수(Seong-Soo Kim) 한국건설순환자원학회 2016 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.4 No.4
본 연구는 화력발전소에서 배출되는 석탄회 중 바텀애시의 재활용에 대한 실험적 연구이다. 석탄회는 일반적으로 플라이애시, 바텀애시, 신더애시 등으로 구분된다. 이 중 플라이애시의 경우 콘크리트 재료 중 시멘트 대체재로 많은 양이 재활용되고 있다. 반면, 바텀애시의 경우 다공성 및 높은 흡수율 등의 특징에 의해 석탄회 중 재활용률이 가장 낮은 실정이다. 이에 본 연구에서는 바텀애시를 콘크리트의 잔골재로 0~30%까지 단계별로 치환하여 제조한 콘크리트에 대한 내구성능을 평가하였다. 바텀애시 잔골재를 사용한 콘크리트의 내구성능 평가 결과, 동결융해의 경우 바텀애시 혼입 유무와 관계없이 적정한 연행공기를 통해 저항성을 확보할 수 있었고 염소이온침투 저항성, 건조수축 및 중금속에 대한 영향을 검토한 결과 바텀애시 혼입량 증가에 따른 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 반면, 탄산화 촉진 실험결과 바텀애시 사용이 증가함에 따라 탄산화 침투가 다소 컸으나 적절한 배합설계를 통해서 바텀애시를 콘크리트 잔골재로 활용하는 것이 가능할 것으로 판단된다. This study is about the reuse of bottom ash, which is released as a necessity in thermal power plant. In general, coal-ash are classified as fly-ash, bottom-ash, cinder-ash. Of these, a large amount of fly ash is being recycled as cement substitutes. While, recycling rates of bottom ash are the lowest due to its porosity and high absorption. In this study, the durability of the concrete using bottom ash as a concrete fine aggregate was evaluated. The using level of the bottom ash ranges to step-by-step from 0% to 30%. According to the result of the durability test, regardless of the presence of the bottom ash, freeze-thaw durability could be secured by air entrainment. In case of the resistance to chloride ions penetration, the length change, and the effects on heavy metals, the replacement of bottom ash as fine aggregate was not critical. Although carbonation penetration was higher as the replacement level of bottom ash increased, the experiment showed that it could be possible to use bottom ash as concrete fine aggregate with proper mix design.
바텀 애시를 콘크리트 잔골재로 사용하기 위한 활용성에 관한 연구
김성수,이정배,박승호,Kim, Seong-Soo,Lee, Jeong-Bae,Park, Seung-Ho 한국건설순환자원학회 2014 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.2 No.3
본 연구는 석탄을 사용하여 발전한 후 남은 폐기물인 석탄회를 콘크리트의 잔골재로 재활용하기 위한 실험적 연구이다. 석탄회는 크게 플라이 애시와 바텀 애시로 구분될 수 있다. 플라이 애시의 경우 콘크리트의 배합 시 시멘트를 대체하는 재료로 많이 활용되고 있는 반면 바텀 애시의 경우 대부분이 매립되고 있는 등 재활용률이 낮은 실정이다. 본 연구에서는 재활용률이 낮은 바텀 애시의 활용률을 증대시키고자 콘크리트의 잔골재로 일부 치환하였으며 활용성을 확인하였다. 콘크리트 배합 시 물시멘트 비를 고정한 상태에서 바텀 애시의 사용량을 증가 시키게 되면 작업성이 현저히 떨어지게 되므로 일정 수준이상 사용하기 위한 대책이 필요하다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 폴리카르본산계 고성능 감수제를 사용하여 콘크리트를 배합하였고 콘크리트 비빔 직후 및 비빔 1시간 후 유동성 및 공기연행성을 비교하여 실제 레미콘이나 배치 플랜트에서 생산된 콘크리트가 현장에 타설되는 시간을 모사하였다. 연구 결과 바텀 애시를 잔골재의 30%정도 치환한 콘크리트 비빔 1시간 후 작업성과 공기연행성을 확보할 수 있었고, 압축강도는 다소 감소하였으나 바텀 애시를 콘크리트 잔골재로 사용할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다. This is an experimental study for recycling coal ash left over from coal use as a potential fine aggregate in concrete. Coal ash is generally divided into either fly ash or bottom ash. Fly ash has been utilized as a substitution material for cement in concrete mixes. On the other hand, bottom ash has the problem of low recycling rates, and thus it has been primarily reclaimed. This study partially substituted fine concrete aggregates with bottom ash to increase its application rate and therefore its recycling rate; its suitability for this purpose was confirmed. The concrete's workability dropped noticeably with increasing bottom ash content when a fixed water-cement ratio of concrete mix was used. Thus, concrete mixes with higher ratio levels are required. To address this problem, concrete was mixed using a polycarboxylate high-range water reducing agent. The fluidity and air entrainment immediately after mixing the concrete and 1 h after mixing were measured, thereby replicating the time concrete is placed in the field when produced either in a ready-mixed concrete or in a batch plant. As a result of this research, the workability and air entrainment were maintained 1 h after mixing for a concrete mixture with approximately 30% of its fine concrete aggregates substituted with the bottom ash. A slight drop in compression strength was seen; however, this confirmed that potential of using bottom ash as a fine aggregate in concrete.