탈황석고와 페로니켈슬래그 미분말을 혼합한 진동전압방식 콘크리트 혼합물의 강도 및 내구성에 관한 연구 :A Study on Strength and Durability of Vibrated and Rolled Method Concrete Mixed with Desulfurized Gypsum and Ferronickel Slag Fine Powder

유정환

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자료유형: 학위논문

저자정보: 유정환 (상명대학교, 상명대학교 일반대학원)

지도교수: 박상순

발행연도: 2020

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2021

탈황석고와 페로니켈슬래그 미분말을 혼합한 진동전압방식 모르타르의 강도 및 내구성에 관한 연구

유정환 , 박상순 한국건설순환자원학회논문집 2021.12 학술저널

2020

탈황석고와 페로니켈슬래그 미분말을 혼합한 진동전압방식 콘크리트 혼합물의 강도 및 내구성에 관한 연구

유정환 건설시스템공학과 2020.01 학위논문

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최근 전 세계적으로 지구온난화 및 자원고갈에 대한 문제는 매우 중요한 이슈로 되고 있는데, 콘크리트는 토목 및 건축 분야에서 가장 많이 사용하는 재료 중 하나로 시멘트는 매년 전 세계적의 CO 배출량의 약 8%를 차지하고 있다. 그 중 시멘트 제조 과정 중 하나 인 클링커 과정에서 가장 많은 CO를 발생하게 된다. CO를 줄이기 위해 건설 폐기물의 재활용 및 다양한 공법들이 연구개발을 통해 확대되고 있다.
탈황석고는 화력발전소의 전략 생상 및 원유 정제처리 과정중에 발생하는 배기가스로부터 SOx성분을 제거하기 위한 과정 중 발생하는 산업부산물로 연 평균 196만톤이 발생한다. 페로니켈슬래그 미분말은 스테인레스강 및 특수강의 주원료인 니켈을 제련하는 과정에서 발생하는 산업부산물로 연간 200만톤들이 발생한다.
본 연구에서는 산업부산물인 탈황석고 및 페로니켈슬래그 미분말을 혼합한 진동전압방식 콘크리트 혼합물에 강도 및 내구성의 평가를 실시한다. VR관 제작시 사용되는 석회석미분말 25% 기준 대비 탈황석고 및 페로니켈슬래그 미분말을 치환하고, 진동전압방식을 사용하여 모르타르 시편을 제작하였다. 이에 따라 강도를 평가하기 위해 휨 및 압축강도를 실시하였으며, 내구성을 평가하기 위해 염소이온침투저항성 및 내황산저항성 시험을 실시하였다.
강도 결과로 휨 및 압축강도에서 탈황석고 및 페로니켈슬래그 미분말을 사용하게 되면 재령 3일에서 56일에서 석회석 미분말을 사용한 배합과 유사한 강도를 유지하게 되며, 염소이온침투저항성은 전체적으로 통과 전하량이 큰 폭으로 감소하는 경향을 보였다. 또한 내황산저항성 성능도 탈황석고 및 페로니켈슬래그 미분말을 혼합한 모르타르 시험편은 석회석 미분말을 사용한 모르타르와 유사한 모습을 보였다. 탈황석고 및 페로니켈슬래그 미분말을 적절하게 사용한다면 강도 및 내구성 측면에서 성능 개선 효과를 보인다고 판단된다.

Recently, the problem of global warming and resource depletion has become a very important issue worldwide. Concrete is one of the most used materials in civil engineering and construction, and cement accounts for about 8% of global CO emissions every year. Among them, the largest amount of CO is generated during clinker, one of the cement manufacturing processes. To reduce CO, construction waste recycling and various construction methods are being expanded through R & D. Desulfurized gypsum is an industrial by-product generated during the process of removing SOx from the exhaust gas generated during the strategic generation of crude power plants and crude oil refining. Ferronickel slag fine powder is an industrial by-product produced during the smelting of nickel, a major raw material for stainless steel and special steel, and generates 2 million tons per year. In this study, strength and durability evaluations are performed on vibration-voltage concrete mixtures containing desulfurized gypsum and ferronickel slag powder. Desulfurized gypsum and ferronickel slag fine powders were substituted for 25% limestone fine powders used in the manufacture of VR tubes, and mortar specimens were prepared using vibration voltage method. Accordingly, bending and compressive strengths were performed to evaluate the strength, and chlorine ion penetration resistance and sulfuric acid resistance tests were performed to evaluate durability. Using the desulfurized gypsum and ferronickel slag powder in flexural and compressive strengths as a result of the strength, it maintains the strength similar to the formulation using limestone fine powder from 3 to 56 days of age. Showed a tendency to decrease. In addition, the mortar resistance specimens containing desulphurized gypsum and ferronickel slag fine powders showed resistance similar to that of mortar using limestone fine powder. Appropriate use of desulfurized gypsum and ferronickel slag powder is expected to improve performance in terms of strength and durability.

표 차 례 ⅰ
그 림 차 례 ⅱ
국 문 요 약 ⅳ
1. 서론 1
1.1. 연구배경 및 목적 1
1.2. 연구동향 5
1.2.1. 국내 연구동향 5
1.2.2. 국외 연구동향 9
1.3. 연구의 목표 및 범위 13
2. 이론적 배경 15
2.1. 페로니켈슬래그 15
2.1.1. 페로니켈슬래그의 정의 15
2.1.2. 페로니켈슬래그의 생산 15
2.1.3. 페로니켈슬래그의 특성 18
2.2. 탈황석고 19
2.2.1. 탈황석고의 정의 19
2.2.2. 탈황석고의 생산 19
2.2.3. 탈황석고의 특성 21
3. 실험개요 24
3.1. 실험재료 24
3.1.1. 시멘트 24
3.1.2. 혼화재 24
3.1.3. 잔골재 27
3.1.4. 혼화제 27
3.2. 실험과정 28
3.2.1. 배합설계 28
3.2.2. 배합과정 29
3.3. 실험방법 31
3.3.1. 휨강도 31
3.3.2. 압축강도 32
3.3.3. 염소이온침투저항성 33
3.3.4. 내황산저항성 35
3.3.5. XRD 분석 36
3.3.6. SEM 분석 37
4. 실험결과 및 분석 38
4.1. 모르타르 강도 평가 38
4.1.1. 휨강도 38
4.1.2. 압축강도 41
4.2. 모르타르 내구성 평가 42
4.2.1. 염소이온침투저항성 42
4.2.2. 내황산저항성 45
4.2.3. XRD 분석 49
4.2.1. SEM 분석 52
5. 결론 60
참고문헌 62
ABSTRACT 71

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