상동광산 광물찌꺼기를 이용한 경량기포콘크리트에서 Al분말에 의한 기공의 분포 특성

국문 초록 (Abstract)

강원도 영월군에 위치한 상동광산은 1916년부터 약 80년간 가행되었으며 단일광산 생산량으로는 국내 최대 규모로 개발되어진 중석광산으로 연간 60만톤의 광석을 처리 할 수 있는 선광시설을 보유하고 있던 광산이다. 이에 발생한 광물찌꺼기는 현재 두 개의 폐재댐에 약1200만톤이 적치되어 있으며 다양한 중금속들이 함유되어 있어, 주변 수계 및 토양, 농경지로의 유입으로 인한 심각한 환경문제를 유발하고 있다. 또한 최근 상동광산 재개발이 진행됨에 따라 대량의 광물찌꺼기가 다시 발생할 것으로 예상되어지므로 그에 따른 적치장 부지의 부족 등 광물찌꺼기 처리의 문제를 해결하기 위한 재활용 방안이 시급한 실정이다. 본 연구자들은 상동광산 광물찌꺼기의 화학조성이 건축재료에서 사용되어지는 규산질원료인 모래와 유사한 점을 활용하여 건식경량벽체로서의 재활용을 고려하였다. 현재 국내 건식경량벽체는 건물의 초고층화 현상과 맞물려 건축물의 자중을 줄이기 위해 사용되어지고 있으나 단열 및 흡음재로서의 성능 부족으로 인하여 화재 발생시, 화재 확산의 원인과 유해가스 발생 및 층간소음으로 인한 주민들간의 분쟁을 유발하는 등, 성능의 증대가 요구 되고 있다. 반면, 경량기포콘크리트에서 Al분말 첨가를 통해 생성된 기공은 단열 및 흡음효과와 경량화를 극대화 시킬 수 있는 요소이기 때문에 광물찌꺼기를 이용한 경량기포콘크리트에서 Al분말에 의한 생성된 기공의 분포 특성에 대한 연구를 진행하였다.
먼저 시료의 입도 분석을 실시한 결과 500mesh 이하의 미립입자의 양이 전체의 54%이상으로 다른 금속광산 광물찌꺼기들에 비해 상당히 다량의 미립입자들이 포함되어 있음을 확인했다. 다음으로는 Al분말 첨가에 따른 기공 크기 분석에 앞서 다른 화학 혼화제들의 첨가량을 선정하기 위해 각 혼화제 첨가에 따른 flow 실험을 진행하였고 측정 결과, 기본 배합비는 각각 시멘트 대비 물량 70%, Al분말 0.1%, 멜라민 0.4%, S.D.S 0.3%, 광물찌꺼기 함량 120%로 선정하였다. 선정 후 Al분말 첨가량에 변화를 주며 샘플을 제작하였고 제작한 샘플의 기공의 크기를 측정하기 위해 Image Analysis Program을 사용하여 각 샘플별 기공의 분포특성 분석을 진행하였다.