석탄회 부분 대체를 통한 폐기물 재활용 숏크리트의 초기특성에 관한 실험적 연구
Experimental Study for Early Properties of Waste Recycling Shotcrete with a Combination of Coal-Ash
- 주제(키워드) 숏크리트 , 플라이애쉬 , 바텀애쉬 , 석탄회 , FE-SEM분석 , 압축강도 , 확산계수 , 중금속용출 , Shotcrete , Coal-Ash , Fly-Ash , Bottom-Ash , Compressive Strength , Durability , FE-SEM , Heavy metal eruption
- 발행기관 江陵大學校 大學院
- 지도교수 鄭雨泳
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 土木工學科
- 원문페이지 xi, 73 p.
- 본문언어 한국어
초록/요약
급속한 산업화와 인구증가 및 18세기에 시작된 산업혁명을 바탕으로 하여 포틀랜드 시멘트가 발명된 이후 이를 기초로 한 사회기반 시설물 및 여러 가지 부가적인 산업이 발달하게 되었다. 산업화의 발전과 함께 초래 되는 환경오염은 국내·외 할 것 없이 심각한 사회문제로 대두되고 있다. 이에 따른 폐기물의 처리 및 저감에 따른 합리적 처리에 대한 노력과 재활용 방안에 대한 연구가 시급한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 영동지역에 위치한 영동화력발전소의 플라이애쉬(Fly-Ash)와 바텀애쉬(Bottom-Ash), 동해화력발전소의 플라이애시를 0%, 5%, 10%, 15% 비율로 숏크리트용 시멘트 대체 사용하였을 때의 콘크리트 재령별 압축강도 시험, RCPT 실험, FE-SEM분석, XRD분석, 중금속 용출 실험을 실시하고, 영동지역에서 발생되는 석탄회의 숏크리트 시멘트 대체 사용하였을 때의 초기 특성에 관한 기초 연구 자료로서 활용하고자 한다. 반면 본 연구에서는 동해화력발전소의 발생되는 석탄회 중에서 바텀애쉬는 비교구분에서 제외가 되었는데, 이는 동해화력발전소 바텀애쉬의 입형이 일정하지 않고, 입도가 일반적인 석탄회보다 너무 크기 때문에 시멘트와 같이 미분말 재료로서의 대체연구를 수행하기에는 미분말 처리에 따른 시간적, 비용적 제약이 있어 동해화력발전소의 바텀애쉬는 제외되었다. 본 연구의 실험결과는 압축강도의 경우 재령 1일, 3일, 7일, 28일에따른 각 화력발전소의 석탄회를 숏크리트 시멘트로 대체하였을 경우 일반적인 숏크리트 배합과는 큰 차이를 나타내지 않았으며, 이는 숏크리트 급결제의 영향으로 판단되어진다. 또한 RCPT실험을 통하여 석탄회의 함유량에 따른 단기적인 내구특성과 배합에 따른 내부조직의 특성을 분석하였으며, FE-SEM을 이용하여 재령 28일간 양생시킨 공시체의 조직을 관찰하였다. 또한 폐기물을 이용한 연구인만큼 중금속용출실험을 통한 환경유해성 검토를 수행하였다. 본 연구에서는 각 화력발전소별 발생 석탄회의 구분을 위한 편의를 위하여 영동화력발전소의 플라이애쉬는 YF, 바텀애쉬는 YB, 동해화력발전소의 플라이애쉬는 DF로 표기를 하였다.
more초록/요약
Environmental pollution problem is serious by development of industrialization. This research presents early characters of waste recycling shotcerete with a combination of Coal-Ash are used by Yong-Dong thermoelectric power plant and Dong-Hae thermoelectric power plant in Kangwon area. In the case of Dong-Hae Bottom-Ash, it is not used because is not satisfy with grading guideline. Therefore Dong-Hae Bottom-Ash is not applied in this research. Partial replacement ratio of the applied Coal-Ash's is 0%, 5%, 10%, 15%. Several tests were conducted in this research. Compressive test, Permeability of chloride(RCPT) test, Heavy metal eruption test, Field Emission Scanning Electron Microscope(FE-SEM) analysis test. The purpose of compressive test is to check the compressive strength of 1day, 3days, 7days, 28days. The RCPT tests are performed. These tests checked at 7days and 28days each other. The FE-SEM analysis is conducted and cylinder sample of the 28 days curing is used. This purpose of research is to investigate the optimum replacement ratio of Coal-Ash. Finally, it is known that the compressive strength of Waste Recycling Shotcrete with a combination of Coal-Ashs which are produced at Yong-Dong thermoelectric power plant and Dong-Hae thermoelectric power plant are satisfy with guideline of shotcrete construction. Also, it provides us for its possibility of the replacement of shotcrete market.
more목차
제 1 장 서 론 = 1
1.1 연구배경 및 목적 = 1
1.2 연구범위 및 내용 = 4
제 2 장 석탄회의 성질과 특성 = 5
2.1 석탄회의 발생과 구분 = 5
2.2 석탄회의 분류 = 7
2.3 석탄회의 성질 = 8
2.3.1 물리적 특성 = 8
2.3.2 화학적 특성 = 10
제 3 장 숏크리트의 역할 및 구성 재료 = 14
3.1 터널에서 숏크리트의 역활 = 14
3.2 숏크리트 재료 = 17
3.2.1 시멘트 = 17
3.2.2 골재 = 18
3.2.3 급결제 = 18
3.2.4 혼화재 = 22
3.2.5 혼화제 = 23
3.3 배합설계 영향인자 = 23
3.3.1 물/시멘트비 = 24
3.3.2 단위시멘트량 = 24
3.3.3 단위수량 = 24
3.3.4 공기량 및 슬럼프 = 24
제 4 장 실험계획 및 방법 = 26
4.1 실험계획 = 26
4.1.1 실험계획 및 변수 = 26
4.1.2 사용재료 = 27
4.1.3 배합설계 = 29
4.1.4 시험체 제작 = 30
4.2 실험방법 = 31
4.2.1 공기량 및 슬럼프 시험 = 31
4.2.2 압축강도 실험 = 32
4.2.3 RCPT 실험 = 32
4.2.3 FE-SEM 분석 = 35
4.2.5 중금속 용출 실험 = 37
제 5 장 석탄회 폐기물 재활용 숏크리트의 압축강도 및 내구성과의분석 = 38
5.1 화력발전소별 석탄회 함유량에 따른 분석 = 38
5.2 화력발전소별 석탄회 함유량에 따른 염소이온 확산계수 분석 = 43
제 6 장 석탄회 폐기물 재활용 숏크리트의 FE-SEM 분석 = 47
6.1 화력발전소별 석탄회 함유량에 따른 FE-SEM 분석 = 47
6.1.1 석탄회 원재료의 FE-SEM 분석 = 49
6.1.2 석탄회 폐기물 재활용 숏크리트 대체 함유량 별 FE-SEM 분석 = 50
제 7 장 석탄회 폐기물 재활용 숏크리트의 중금속 용출 분석 = 66
7.1 화력발전소별 석탄회 함유량에 따른 중금속 용출 분석 = 66
제 8 장 결 론 = 68
참고문헌 = 71
