바이오 황 함유 초속경 시멘트를 이용한 콘크리트 교면포장 기술개발 (Development of Bridge Deck Technology Using Bio-sulfur Concrete with Rapid-setting Cement)

서지정보

· 발행기관 : 한국콘크리트학회
· 수록지 정보 : 콘크리트학회 논문집 / 36권 / 4호 / 309 ~ 315페이지
· 저자명 : 심명화, 박장춘, 이민택, 권이금

초록

원유 정제과정에서 발생되는 황을 이용한 유황 콘크리트는 고강도 특성을 나타낸다. 수도권매립지 50 MW 매립가스 발전시설에서 매립가스 중 황화수소를 산화하여 처리 시 바이오 황(SO3 93 %)이 약 20톤/일 발생된다. 수분이 약 50 %인 바이오 황을 필터프레스로 탈수한 후 열풍 건조하고, 분쇄하여 바이오 황 분말을 생산하였다. 시멘트 대비 건조된 바이오 황을 10~15 % 혼합 시 콘크리트에 발수력이 확보되고 압축강도가 높아졌다. 바이오 황의 황 성분이 시멘트의 칼슘과 반응하여 CaSO4 생성되어 강도가 증가된 것으로 판단된다. 초속경 시멘트 대비 바이오 황을 10%, 15% 혼합 시 압축강도, 부착강도, 동결융해저항도는 높아지고, 염소이온 침투저항성, 건조수축은 낮아졌다. 바이오 황 함유 초속경 콘크리트를 교량에 시험시공(8.2 m2, 0.9 m3)하고, 콘크리트 내부특성, 구조특성, 적합특성 품질기준 항목(압축강도, 부착강도, 염소이온침투저항성, 동결융해저항성 등)을 측정한 결과 기준 만족을 확인하였다. 또한, 시험시공 5개월 이후 현장을 확인한 결과, 균열 및 파손이 없었다. 교면포장 상용화 시험시공에 참여하여 교량에 바이오 황 초속경 콘크리트를 14.8 m3 타설한 결과 압축강도, 부착강도, 염소이온침투저항성, 동해융해저항성이 기준 만족으로 측정되었다.

영어초록

Sulfur concrete has high strength properties due to its sulfur content, which is a byproduct of the crude oil refining process. In the Sudokwan landfill, bio-sulfur (SO3 93 %) is generated at a rate of about 20 tons a day as hydrogen sulfide from the landfill gas is oxidized by sulfur-oxidizing bacteria. This bio-sulfur, with a moisture content of about 50 %, was dehydrated using a filter press and subsequently dried in an oven. The water resistance of the bio-sulfur cement was ensured by mixing 10~15 % of dried bio-sulfur with rapid hardening cement. Calcium sulfate (CaSO4), formed from the sulfur in the bio-sulfur and the calcium in cement, effectively contributed to the compressive strength development. Bio-sulfur concrete has higher compressive strength, bond strength, and freeze–thaw resistance, as well as lower chloride penetration resistance and drying shrinkage, compared to conventional concrete. When the bio-sulfur rapid-set concrete (0.9 m3) was applied to a bridge (8.2 m2), it met the test standards for compressive strength, bond strength, chloride penetration resistance, and freeze–thaw resistance. After five months of testing, no cracks or breaks were observed. Similarly, when bio-sulfur rapid-set concrete (14.8 m3) was cast into a bridge for test construction, it satisfied the test standards for compressive strength, bond strength, chloride penetration resistance, and free-thaw resistance.

참고자료

· 없음