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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김성수
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 대진대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
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현재 전 세계적으로 이산화탄소 배출로 인해 지구온난화와 석탄 화력발전소에서 배출되는 석탄회로 인한 환경피해가 심화되고 있다. 시멘트는 제조과정에서 시멘트를 1톤 생산하는데 0.7∼1.0톤의 이산화탄소를 배출함으로써 오존층을 파괴하는 환경오염의 원인 중 하나로 인식되고 있으며, 석탄 화력발전소에서 발생하는 산업폐기물인 바텀애시는 미세먼지 발생과 매립·폐기로 인해 환경피해의 원인이 되고 있는 실정이다.
본 연구에서는 이산화탄소 발생 절감과 산업폐기물의 재활용을 위해 바텀애시를 결합재로서 사용 가능성을 검토하였다. 바텀애시의 활성도를 높이기 위해 미분쇄를 실시하였고, 바텀애시 기반 지오폴리머 모르타르, 바텀애시 혼입 모르타르 및 바텀애시/시멘트 복합 지오폴리머 모르타르의 배합을 선정하였다. 또한, 각 배합별 바텀애시 대체율, 양생온도 및 활성화제에 따른 바텀애시 활용성을 위한 시험을 실시하였다.
시험결과, 바텀애시 기반 지오폴리머 모르타르에서 고온양생으로 9몰의 활성화제를 사용 시 다량의 Si, Al이온 용출과 함께 지오폴리머 반응이 활성화되어 높은 압축강도를 나타내었고, 바텀애시 혼입 모르타르에서 상온양생 시 바텀애시 대체율 25%까지 포졸란 반응으로 높은 압축강도를 나타내었다. 바텀애시/시멘트 복합 지오폴리머 모르타르에서 활성화제가 시멘트의 수화반응을 방해하는데 소모되어 지오폴리머 반응과 포졸란 반응이 제한되어 낮은 압축강도를 나타내었다. 따라서 고온양생과 적절한 활성화제의 몰 농도를 선정한다면 바텀애시를 결합재로서 지오폴리머 재료로 사용이 가능 할 것으로 판단되며, 바텀애시를 시멘트 대체재로 사용할 경우 최대 25%까지 사용이 가능할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 이산화탄소 발생 절감과 산업폐기물의 재활용을 위해 바텀애시를 결합재로서 사용 가능성을 검토하였다. 바텀애시의 활성도를 높이기 위해 미분쇄를 실시하였고, 바텀애시 기반 지오폴리머 모르타르, 바텀애시 혼입 모르타르 및 바텀애시/시멘트 복합 지오폴리머 모르타르의 배합을 선정하였다. 또한, 각 배합별 바텀애시 대체율, 양생온도 및 활성화제에 따른 바텀애시 활용성을 위한 시험을 실시하였다.
시험결과, 바텀애시 기반 지오폴리머 모르타르에서 고온양생으로 9몰의 활성화제를 사용 시 다량의 Si, Al이온 용출과 함께 지오폴리머 반응이 활성화되어 높은 압축강도를 나타내었고, 바텀애시 혼입 모르타르에서 상온양생 시 바텀애시 대체율 25%까지 포졸란 반응으로 높은 압축강도를 나타내었다. 바텀애시/시멘트 복합 지오폴리머 모르타르에서 활성화제가 시멘트의 수화반응을 방해하는데 소모되어 지오폴리머 반응과 포졸란 반응이 제한되어 낮은 압축강도를 나타내었다. 따라서 고온양생과 적절한 활성화제의 몰 농도를 선정한다면 바텀애시를 결합재로서 지오폴리머 재료로 사용이 가능 할 것으로 판단되며, 바텀애시를 시멘트 대체재로 사용할 경우 최대 25%까지 사용이 가능할 것으로 판단된다.
목차
국 문 요 약 i목 차 ii그 림 목 차 v표 목 차 vii제 1 장 서 론 11.1 연구목적 11.2 연구동향 31.3 연구방법 5제 2 장 바텀애시 이론 72.1 바텀애시 72.1.1 석탄회 발생과정 및 분류 72.1.2 바텀애시의 재활용 현황 92.1.3 바텀애시의 특성 112.2 포졸란 132.2.1 포졸란 반응 132.2.2 포졸란 반응 메커니즘 132.3 지오폴리머 152.3.1 지오폴리머 반응 152.3.2 지오폴리머 반응 메커니즘 202.4 활성화제 222.4.1 알칼리 활성화제 222.4.2 수산화나트륨 22제 3 장 미분쇄 바텀애시 특성 243.1 미분쇄 바텀애시의 특성 243.2 화학성분 및 미세구조분석 26제 4 장 미분쇄 바텀애시의 적용한 모르타르 및 지오폴리머 특성 284.1 실험개요 284.2 사용재료 284.2.1 시멘트 284.2.2 바텀애시 294.2.3 골재 294.2.4 수산화나트륨 용액 294.3 실험배합 304.4 실험방법 334.4.1 유동성 334.4.2 압축강도 334.4.3 미세구조분석 33제 5 장 시험결과 및 고찰 345.1 바텀애시 기반 지오폴리머 모르타르(A-TYPE) 345.1.1 유동성 345.1.2 압축강도 365.1.3 미세구조분석 425.2 바텀애시 혼합 모르타르(B-TYPE) 505.2.1 유동성 505.2.2 압축강도 525.2.3 미세구조분석 575.3 바텀애시/시멘트 기반 복합 지오폴리머 모르타르(C-TYPE) 645.3.1 유동성 645.3.2 압축강도 665.3.3 미세구조분석 71제 6 장 결 론 78참 고 문 헌 80Abstract 83감사의 글 85
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