[시멘트] 플라이애쉬 재활용 고성능 시멘트

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플라이애쉬 시멘트(fly ash cement)

화력발전소에서 부산 되는 미립의 석탄재로서 시멘트의 일부를 대체하여 콘크리트 혼화재(混和材)로 사용한 시멘트로써 플라이애쉬는 미분탄을 연료로 하는 보일러의 연도(煙道) 가스로부터 도 집진기(集塵器)로 채취한다. 여기에 포틀랜드 시멘트의 원료인 클링커와 적당량의 석고(石膏)를 가하여 미분쇄하거나, 시멘트와 플라이애쉬를 균일하게 혼합하여 만든다. 플라이애쉬의 혼합비율에 따라 몇 가지로 분류된다.

플라이애쉬는 천연의 화산재를 대신한 인공 포졸란으로서 구상을 가진 유리 모양의 미소입자의 미분석 탄회이다. 플라이애쉬 시멘트의 플라이애쉬의 혼합비율은 0 ∼ 30%(중량) 이며, 그 혼합비율에 따라 다음과 같이 A종, B종, C종의 크게 3종으로 분류되며 사용 목적에 따라 종류를 선택하여야 한다.
플라이애쉬의 사용상 주의할 점은 플라이애쉬의 효과로서 특히 강도의 향상, 수밀성의 형상을 충분히 발휘시키기 위해서는 습윤양생이 중요하며 양생온도에도 주의를 하여야 한다. 또한 초기강도가 낮고 경화가 늦어지므로 타설 후 동결방지 등에 대하여 주의하여야 한다.


화력발전소에서 생성되는 플라이애쉬를 건설산업에 활용하기 위한 연구는 91년부터 시작됐다. 그러나 플라이애쉬의 재활용은 주택 2백만 호 건설 당시, 최적 배합을 무시한 부실과 맞물려 더욱 더 쓸모없는 천덕꾸러기 신세가 됐다. 플라이애쉬 활용이 무용지물이라는 인식이 널리 퍼졌고, 이로 인해 이 분야의 연구가 거의 중단되다시피 했다. 그러나 플라이애쉬의 활용 가능성을 인지한 연구팀은 지속적인 연구를 거듭해 93년 진해건축현장에서 5백kg/cm2의 고강도 콘크리트를 적용한 결과 좋은 성과를 얻었다.
94년 중반, 울산석유화학지원(주)에서 공단내 열병합 발전소에서 발생하는 플라이애쉬를 한 보따리 들고 찾아왔다. 이를 재활용할 수 있게 연구해 달라는 부탁이 이어졌다. 이는 열병합 발전소의 플라이애쉬를 콘크리트에 사용하려는 최초의 시도였다. 원탄의 종류와 함유된 산화칼슘함량에 따라 원료를 구분짓는 KS규격에는 F등급만 규정돼 있었지만 실제 실험결과 열병합 플라이애쉬는 C급으로 판명됐다. 미국의 ASTM규격에 열병합 플라이애쉬가 C급으로 돼 있어 이를 근거로 실험에 들어갔다. 열병합 플라이애쉬의 품질 및 특성, 콘크리트에 사용할 경우의 경제적인 배합조건과 콘크리트의 여러 특성을 규명하기 위한 1년간의 연구 끝에, 화력발전소의 플라이애쉬보다 초기강도가 높고 내구성, 수화열, 크리프, 건조수축, 내화학 저항성 등이 우수함을 입증해냈다.
이제는 화력발전소 플라이애쉬 재활용의 축적된 기술을 바탕으로 수많은 배합적용을 통해 최적의 배합기술 메커니즘을 규명하고 이를 현장에 직접 적용해야 하는 힘든 작업을 수행해야 한다. 실험실에서는 배합설계 프로그램 개발과 자동 배합된 고강도 콘트리트의 성능테스트가 만족스러울 때까지 반복되고 현장에서는 레미콘 차량마다 배합의 최<font color=aaaaff>..</font>

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