미연탄소가 다량 함유된 석탄바닥재로 제조된 인공골재의 물성분석 = Characterization of artificial aggregates fabricated from coal bottom ash containing much unburned carbon

국문 초록 (Abstract)

미연탄소가 과량 함유된 석탄 바닥재와 준설토가 30 wt% 혼합된 모분말(parent batch powders)로 부터 인공골재를 제조하고 그 물성을 평가하였다. 특히 폐유리 또는 폐유리에 $Na_2O$를 5 wt% 첨가하여 제조된 프리트(NWG)의 혼합이 인공골재의 발포 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 모분말로 제조된 골재는 과량의 미연탄소가 소결을 방해하여 부피비중이낮았다. 그러나 모분말에 폐유리를 첨가하면 소결이 촉진되어 치밀화가 일어나고 부피 비중이 증가하였다. 한편 모분말에 NWG를 5 wt% 첨가하여 인공골재를 제조하면, 단순히 폐유리만 첨가한 경우에 비하여 부피비중 값이 감소하였다. 이는 고온에서 융제의 점도가 $Na_2O$ 영향으로 낮아짐에 따라 골재표면에 다량의 액상이 생성되었고 이로 인해 표면 액상에 가스가 포집되어 표피가 다공성을 나타내기 때문이다. 본 연구에서 $1100^{\circ}C$ 이상으로 소성된 시편은 부피 비중 1.15~1.34 및 흡수율 11~19 %을 갖는 경량골재의 특성을 나타내었으며, 발포 현상은 내부가 아닌 표피에서 발생되는 특징을 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The artificial aggregates (AAs) were manufactured from the parent batch powders consisting of bottom ash containing excess unburned carbon and dredged soil, 7 : 3 weight ratio by direct sintering method and those physical properties were evaluated. Especially, the effects of waste glass or frit (NWG) which was made by addition of 5 wt% $Na_2O$ to the waste glass upon the bloating phenomenon of AAs were analyzed. The AAs manufactured from the parent batch powders showed a lower specific gravity than that of specimens containing waste glass or NWG due to excess u$Na_2O$nburned carbon which usually obstructs a sintering process. But, the waste glass added on parent batch powders promoted the sintering and densification thus increased the specific gravity of AAs. Also the specific gravity of AAs added with 5 wt% NWG, was lowered compared to that of AAs added with as-received waste glass. This is because of bloating of shell which captures gases owing to the lowered viscosity of liquid formed at the specimen surface caused by $Na_2O$ addition. In conclusion, the AAs sintered at above $1100^{\circ}C$ in this study showed characters of lightweight aggregate of specific gravity 1.15~1.34 and water absorption 11~19 %, and the bloating phenomenon of AAs was occurred at the shell rather black core part.

참고문헌 (Reference)

1 김성수, "폐유리로 제조된 인공경량골재를 이용한 모르타르의 물리적 성능에 대한 평가" 한국콘크리트학회 21 (21): 147-152, 2009

2 신상욱, "석탄재의 강도 특성에 관하여" 한국지반환경공학회 8 (8): 57-63, 2007

3 김강덕, "석탄 바닥재와 점토를 이용한 인공경량골재 제조" 한국결정성장학회 17 (17): 277-282, 2007

4 김강덕, "발전소 매립회를 이용한 인공경량골재의 제조" 한국세라믹학회 11 (11): 583-589, 2010

5 T. Lakatos, "Viscosity temperature relation in the glass system SiO2-Al2O3-Na2O-K2O-CaO-MgO in the composition range of technical glasses" 13 : 88-, 1972

6 C.M. Riley, "Relation of chemical properties to the bloating of clay" 34 (34): 121-, 1951

7 "Korea glass bottle recycling association"

8 "Korea Electric Power Industrial Development Corporation"

9 W.D. Kingery, "Introduction to ceramics" John Wiley & Sons, New York 1979

10 H. Scholze, "Glass Engineering" Chungmungak 1995

11 W.J. Choi, "Characteristic of environmental and physical of domestic waste" 2 (2): 77-, 2001

12 K.D. Kim, "A study on application and fabrication of functional ceramics for constructing materials using ecofriendly waste recycling process" Kyonggi University 2010