철강산업 부산물의 재활용에 관한 연구

Study on the Recycling of Steel Industry by-Product: Focusing on Blast Furnace Slag Recycling

본 연구에서는 건설산업 분야에서 지구온난화의 주된 원인인 이산화탄소의 배출량을 줄이기 위한 실험을 실시하였다. 즉 제조과정에서 이산화탄소를 다량으로 배출하는 시멘트를 대체하여 고로슬래그를 사용하고 고로슬래그의 초기강도 및 중성화 저항성의 저하 문제점을 해결하기 위하여 알칼리 자극제를 대신해 탄산칼륨(K2CO3)을 전해질로써 전기분해 한 알칼리수를 사용하였다. 즉, 고로슬래그 및 전기분해 알칼리 수를 사용하여 제작한 콘크리트를 대상으로 압축강도, 미세구조분석 및 중성화 시험 등을 분석하여 시멘트 사용량을 저감하기 위한 일련의 실험적 연구를 수행하였다. 그 결과, 압축강도의 경우 알칼리수를 배합수로 사용한 모르타르가 일반 배합수를 사용한 모르타르에 비해 높은 강도 증진을 보였으며, SEM 분석결과 알칼리수를 배합수로 사용한 모르타르 시험체의 내부에 더 많은 수화 생성물이 생성되는 것을 확인하였다. 이는 알칼리수를 통해 유리질 피막이 초기에 파괴되어 고로슬래그의 반응성 물질이 용출된 결과로 판단된다. 또한 촉진 탄산화 시험 결과, 알칼리수를 배합수로 사용한 모르타르가 일반 배합수를 사용한 모르타르 보다 중성화 저항성이 높은 것을 확인하였다.

In this study, an experiment was conducted to reduce carbon dioxide emission which is the main cause of global warming in the construction industry. Blast furnace slag is used to replace cement that emits a large amount of carbon dioxide in the manufacturing process, and alkaline water was electrolyzed with potassium carbonate (K2CO3) as an electrolyte instead of an alkali activator to solve the problem of deterioration of initial strength and neutralization resistance of blast furnace slag. In other words, a series of experimental studies were conducted to reduce the amount of cement used by analyzing the compressive strength, micro structure analysis and neutralization test of concrete using blast furnace slag and electrolysis alkaline water. As a result, the compressive strength of mortar using alkaline water as the mixing water showed higher strength improvement than the mortar using general mixing water, and as a result of SEM analysis, more hydration products were generated inside the mortar test specimen using alkaline water as the mixing water. This is judged to be(by) the destruction of the glassy film through alkaline water and the elution of reactive substances from the blast furnace slag. In addition, as a result of the accelerated carbonation test, it was confirmed that the mortar using alkaline water as the mixing water had higher carbonation resistance than the mortar using general mixing water.