바텀애시와 폐유리를 사용하여 제조한 저온소성 경량골재의 열전도율과 기공특성 (Thermal Conductivity and Pore Characteristics of Low-Temperature Sintering Lightweight Aggregates Fabricated Using Waste Glass and Bottom Ash)

서지정보

· 발행기관 : 한국콘크리트학회
· 수록지 정보 : 콘크리트학회 논문집 / 22권 / 6호 / 851 ~ 858페이지
· 저자명 : 이한백, 지석원, 서치호

초록

본 연구에서는 대부분 폐기·매립되고 있는 산업부산물의 재활용 기술을 확보하고자, 연화점이 700℃ 수준으로 낮은 폐유리와 에너지 연소물질을 포함하고 있는 바텀애시를 모재로 기존 경량골재의 소성온도보다 20∼30%가 낮은 800～900℃에서 제조가능한 에너지 절감형 저온소성 경량골재를 제조하고자 하였다. 경량골재의 열전도율은 0.056～0.105W/m․k 수준, 기공율은 40.36～84.89% 수준으로 나타났다. 열전도율과 기공율의 상관계수는 -0.97로 매우 높은 음(-)의 상관성을 보였는데, 기공율이 단열특성을 좌우하는 핵심 요소임을 확인할 수 있었다. 각 소성온도별 CaCO3 첨가량과 바텀애시 치환율에 따른 경량골재의 미세구조는 소성온도에 상관없이 CaCO3 첨가량이 증가할수록 기공크기도 증가하고, 바텀애시 치환율이 증가할수록 기공크기는 작아지며 일정하지 못하였다. 특히 바텀애시를 30% 치환한 경우 대부분의 기공형태가 구(球)형태의 폐기공이 아닌 불규칙한 형태의 개기공으로 존재했으며 기공크기도 바텀애시 0～20% 치환사용한 경우에 비해 약 1/10～1/5 수준으로 관찰되었다. 또한 바텀애시 30% 치환시 소성온도 900℃의 경우가 700℃, 800℃에서 보다 더욱 불규칙한 형태의 개기공이 두드러지게 나타났는데, 이는 경량골재의 흡수율 증가, 강도 저하, 단열특성 저하에 일정부분 기여할 것으로 판단된다.

영어초록

In this study, waste glass and bottom ash were used as basic materials in order to secure a recycling technology of by-products which was mostly discarded and reclaimed. In addition, because softening point of waste glass is less than 700℃ and bottom ash includes energy burning material, it was possible to manufacture low-temperature sintering lightweight aggregates for energy saving in 800∼900℃ that it is as much as 20∼30% lower than sintering temperature of existing lightweight aggregates. Thermal conductivity of newly-developed lightweight aggregates was 0.056∼0.105 W/m·k and its porosity was 40.36∼84.89%. A coefficient of correlation between thermal conductivity and porosity was −0.97, it showed very high minus correlationship. With this, we were able to verify that porosity is key factor to affect thermal conductivity. Microstructure of lightweight aggregates by CaCO3 content and replacement ratio of bottom ash in the variation of temperature were that CaCO3 content increased along with pore size while replacement ratio of bottom ash increased as pore size decreased. Specially, most pores were open pore instead of closed pore of globular shape when replacement ratio of bottom ash was 30%, and pore size was small about 1/10∼1/5 as compared with case in bottom ash 0∼20%. In addition, open pore shapes were remarkably more irregular form of open pore in 900℃ than 700℃ or 800℃ when replacement ratio of bottom ash was 30%. We reasoned hereby that these results will influence on absorption increase, strength and thermal conductivity decrease of lightweight aggregates.

참고자료

· 없음