국내의 각 공장에서 생산된 플라이애쉬 15종류를 수집하여 콘크리트용 혼화재료로 이용하기 위한 연구의 일환으로 화학성분, 물리적 성질을 조사하고 플라이애쉬 풀의 유동성을 측정하였다. 본 연구에서 국산 플라이애쉬의 화학성분은 한국공업규격의 규정을 만족하였으나 강열감량이 약간 크게 나타났다. 한편 물리적 성질 중 비표면적과 표준체의 잔류량 및 단위중량, 표준체의 잔류량과 강열감량과의 사이에서 상관성을 알아냈다. 그리고 시멘트 풀과 동일한 유동성 을 얻기 위한 플라이애쉬 풀의 물결합재비가 크게 요구됨을 알았다.
광물탄산화 기술은 천연광물 및 산업부산물에 포함된 칼슘이나 마그네슘을 이산화탄소와 반응시켜 탄산염을 생성하는 기술로 이산화탄소를 열역학적으로 안정한 형태로 저장할 수 있는 기술이다. 본 연구는 철강슬래그를 이용한 이산화탄소 저감 및 추출 후 슬래그 재활용을 통해 환경적 부담 및 공정 비용 절감을 절감할 수 있는 광물탄산화 상용화 기술 개발을 목표로 설정하였다. 추출 용매(염화암모늄)를 사용하여 괴재 및 전로슬래그로부터 칼슘을 추출하고 추출된 칼슘을 이산화탄소와 반응시켜 순도 98% 이상의 탄산칼슘을 합성하였다. 또한 칼슘 추출 후 슬래그를 건축자재(패널)로 활용하는 기술을 개발하였다. 슬래그의 칼슘 추출효율에 따라 상이한 결과를 보였지만 광물탄산화 전체 공정에 있어 중량 비(약 80-90%)를 차지하는 칼슘 추출 후 슬래그(잔여슬래그)의 활용을 통해 광물탄산화 공정으로부터 배출되는 산업부산물의 양을 최소화하고자 하였다. 잔여슬래그는 시멘트 패널 제작에 활용되는 규사미분 대체 물질로서 이용하였고 기존 시멘트 패널과 물성평가(압축강도 및 휨강도)를 상호 비교하였다. 용액 내 칼슘 농도는 유도결합 플라즈마 분광분석기(Inductively coupled plasma optical emission spectrometer, ICP-OES)를 사용하여 분석하였다. 합성한 탄산칼슘은 X선 회절 분석법(X-ray diffraction, XRD)을 이용하여 결정학적 특성 및 정량 분석하였고 주사 전자 현미경(Field emission scanning electron microscope, FE-SEM)을 사용하여 표면 형상을 확인하였다. 시멘트 패널평가는 KS L ISO 679에 준하여 패널 제작 및 패널의 압축강도와 휨강도를 측정하였다.
축열이용기술은 열저장효과를 이용하여 냉난방 부하가 적을 때 남는 열을 저장하였다가 부하가 증가할 때 이용하는 방법으로써, 열저장 물질의 온도이용 특성에 따라 현열축열과 잠열축열로 구분한다. 잠열축열은 특정 온도 범위에서 상변화 할 때 높은 잠열을 갖는 물질을 이용하여 열을 저장하는 방법으로 동일한 열저장을 위해 소요되는 공간 크기가 현열 축열에 비하여 작아지게 되고 일정한 온도범위에서 열의 흡수 및 방출이 가능한 특성이 있다. 본 연구는 건축물의 냉난방시 소요되는 에너지를 절약하기 위하여 상온 상변화물질을 축열재로 사용하여, 건축자재로 범용적으로 사용되고 있는 시멘트, 석고 등에 적용하고자 하였다. 제조된 물질이 에너지절약성능은 물론 건축자재로서 필요한 물성을 갖추기 위하여 최적배합 방법 및 비율을 도출하고자 하였다. 그에 따라 중량비로 3% 들어간 축열모르타르의 냉각지연효과는 약 19%로 나타났다.
산업의 발달로 인하여 매년 공업용 유황의 생산량은 증가하는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 융점이 약 $65^{\circ}C$인 개질유황을 모르타르에 첨가하여 비빔방법 및 양생조건에 따른 개질유황 모르타르의 분포도 및 강도특성을 연구함으로써 개질유황을 모르타르 또는 콘크리트 활용방안에 대한 기초자료로 활용하고자 하였다. 실험결과, 비빔방법에서는 잔골재, 시멘트를 비빔한 뒤 물을 넣고 비비고 마지막으로 개질유황을 첨가하는 방법이 유동성과 강도면에서 가장 유리한 것으로 사료되며, EDS분석을 통한 유황의 분포도 또한 가장 좋은 것으로 나타났다. 양생조건에서는 수중양생과 기건양생 $20^{\circ}C$에서 가장 높은 압축강도를 발현한 것으로 나타났으며, $40^{\circ}C$이상의 양생을 할 경우 장기강도에서 악 영향을 미치는 것으로 나타났다.
이 원고는 표기와 같이 Electrical World지의 오스트레일리아 및 동남아시아관계 편집자인 W. Diesendorf씨의 동남아시아 전기사업의 시찰시행기이다. 주로 전기사업에 있어서의 최근의 동향 및 설비확장상황에 대하여 조사하였고 그 조사대상국은 서말레이시아, 태국, 필리핀, 홍콩 및 싱가포르이다. 이들 제국에서는 민간 및 국제자금, 세계은행차관과 업자차관을 자금원으로 하여 전력설비의 건설을 진행하고 있다. 홍콩은 과거에 722.5Mw의 혹$\cdot$운(Hok Un)발전소로 인한 대기오염 때문에 곤란을 겪어 왔으나 중화전등전력회사와 ESSO의 공동출자로 설립된 반도전력회사(PEPC)의 칭$\cdot$이(Tsing Yi) 발전소가 베이스부하발전을 맡게 되고 시내로부터 멀리 떨어져 있는 위치와 높은 연출에 의하여 1969년도에는 심한 대기오염을 완하하기로 계획되어 있다. 싱가포르는 1971년까지 240Mw의 쥬롱(Jurong)발전소가 운전을 개시하기로 되어 있다. 싱가포르는 $5\~6$년마다 배증하는 부하를 가지고 있는데 이것은 주로, 철강, 시멘트 및 섬유공업에 의한 것이다. 말레이시아는 포오트$\cdot$딕슨(Port Dickson)발전소의 제1기 60MwX4가 $1969\~1972$년에 운전을 개시하기로 되어 있고 제2기는 수개의 유니트가 구성될 예정이며 카메론고지수력개발계획이 진행되고 있다. 태국에서는 유명한 꾸아에$\cdot$야이(Quae Yai)강의 칸$\cdot$리엥(Kany Rieng)에서 200Mw를 개발하기로 되어 있으며 그 제1기 공사는 1973년에 시작될 예정이다. 1975년까지 얀히이(Yanhee)전기청의 부하는 400Mw의 원자력발전소의 건설을 가능케 할 것으로 생각되고 있다. 마닐라에서는 중유화력의 가아드너(Gardener)발전소의 건설을 진행시키고 있으며 첫 번째의 165Mw의 유니트는 곧 운전을 개시할 것이며 두 번째 유니트도 1969년도에 운전이 개시될 예정이다. 마닐라전기회사는 연율 $12\~13\%$의 부하성장율을 흡수할 수 있도록 설비확장공사를 추진시키고 있다. 지리적으로만 보더라도 우리나라와 가까운 동남아시아의 전력설비현황을 알기 위한 참고로서 이 원고를 소개하기로 한다.
본 연구에서는 석탄회를 주재료로 하고 시멘트와 물을 혼합한 저강도고유동화재(CLSM)를 개발하여 공유수면매립용으로 사용하고자 ${\bigcirc}{\bigcirc}$매립공사현장에서 현장매립실험을 실시하였고, 저강도고유동화재로 매립된 지반의 강도 및 환경적 특성을 분석하였다. 약 3개월에 걸쳐 표준관입시험, 콘관입시험, 환경영향평가 등을 실시하였다. 실험결과 저강도고유동화재 매립지반의 N값, 관입저항력값은 원지반보다 더 크거나 비슷하게 나타났으며, 석탄회 매립지반의 경우 원지반보다 낮았다. 토양 및 해수오염도를 평가한 결과 pH를 제외하고는 토양오염도와 해수오염도에서 요구하는 시험항목의 기준값보다 낮게 나타났다. pH의 경우도 지하수법에서 정하는 공업용수 기준 pH 5.0~9.0 이내를 만족하였다.
본 연구는 굵은골재의 완전 리사이클 기술개발을 위해서 시멘트계 재료를 이용한 개질 페이스트를 이용하여 원골재의 표면을 코팅하는 표면개질 기술을 적용하고 있다. 이 때에 원골재와 개질 페이스트의 계면은 개질 페이스트의 점착력과 점도에 의존되어 개질골재의 피막두께가 결정된다고 생각할 수 있다. 본 연구에서는 굳지 않은 상태에서의 개질 페이스트의 유동특성을 파악하고 표면 개질골재의 피막 두께에 대해 검토한 결과, 개질 페이스트를 빙엄유체로서 가정하여, 잉여 페이스트 이론과 유동학 정수 (항복치)를 고려하는 것으로 개질 페이스트의 정량적인 피막 두께의 설계가 가능하여, 표면개질 골재를 이용한 콘크리트의 정량적인 배합설계가 가능할 것으로 판단된다.
건전자제품의 개발과 생산기술에 비교하여 폐유리의 재활용을 위한 기술개발은 상대적으로 미흡하여 자원낭비와 환경오염이 가속화되고 있다. 해외에서는 이 분야에 대한 기술개발이 활발하게 이루어지고 있으나 국내의 경우, 그 관심도가 부족하여 폐유리를 불법투기 또는 매립으로 처리하고 있는 실정이다. 폐유리는 시멘트와 수화반응시 포졸란 반응가능성이 있는 것으로 확인되어 경화 콘크리트의 물리적 성질을 향상시키고 굳지 않은 콘크리트의 레올로지 특성을 개선하여 블리딩의 저감 및 수화열 발생의 억제 등에 효과적인 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 논문에서는 폐유리를 잔골재로 사용한 차폐콘크리트의 알칼리-실리카반응이 팽창에 미치는 영향을 분석하고 폐유리 혼입에 의한 알칼리-실리카반응의 팽창을 억제하기 위한 방안으로 적정 혼화재료를 사용하여 차폐콘크리트의 내구성능을 평가하였다.
본 연구에서는 재활용 석회석 분말(Recycled limestone powder, 이하 RLP라 함) 콘크리트2차제품 혼합재로 이용하기 위한 기초적인 연구로 RLP 혼입율 10%, 20%까지 압축 및 휨강도가 Plain에 비하여 동등하거나 다소 증진되는 것으로 나타났지만 30% 혼입에서는 강도가 오히려 저하하는 것으로 나타났으며,수화열 실험결과 RLP혼입율이 증가할수록 수화열은 감소하였고, 최대발열 경과 시간도 지연되는 것으로 나타났다. 건조수축실험결과 미분말인 RLP가 시멘트모르타르 내부공극을 충진시켜줌에 따라 건조수축량은 혼입률이 증가할수록 감소하였다. RLP 20%를 혼입한 콘크리트블록의 압축강도, 흡수율, 동결융해 후 압축강도 모두 한국콘크리트공업협동조합연합회의 단체표준 기준을 모두 만족한 것으로 나타나 혼합재로서 사용가능성을 확인하였다.
콘크리트 구조물의 고성능화가 요구됨에 따라 고성능 콘크리트에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔으며, 특히 고강도 콘크리트에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 고강도 콘크리트를 제조하기 위해서는 혼화재료의 첨가가 필수적이라 할 수 있으며, 지금까지는 실리카 퓸을 주로 사용하여 왔으나, 최근에는 실리카 퓸과 대등한 성능을 가지면서 실리카 퓸보다 저가인 메타카올린을 사용한 고강도 콘크리트에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 메타카올린을 사용한 고강도 콘크리트의 특성을 규명하기 위하여 시멘트 페이스트 시험체의 XRD 및 SEM 분석을 통하여 메타카올린의 포졸란 반응을 고찰하였고, 콘크리트 시험체를 제작하여 수은압입법으로 공극구조를 분석하여 압축강도와의 상관성을 도출하였다. 그 결과, 메타카올린의 대체율이 증가할수록 평균 공극직경은 작아지고 압축강도는 증가하는 것으로 나타났으며, 본 연구에서는 $10nm{\sim}10{\mu}m$의 모세관 공극량과 압축강도와의 회귀분석 결과 이들 사이의 결정계수는 약 0.93 정도의 높은 상관성이 있었고, 메타카올린의 적정 대체율은 10~15%로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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