슬래그 기반 산업부산물을 활용한 고강도 시멘트 클링커 제조 = Production of High-Strength Cement Clinker Using Slag-Based Industrial By-Products

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 다양한 산업부산물을 활용하여 고강도 클링커를 제조하기 위해 원료 배합 설계 및 이에 따른 클링커 주요 광물상(C3S, C2S, C3A, C4AF)의 형성 특성을 분석하였다. 실험을 통해 원료 대체율 및 Modulus 조건(LSF, SM, IM)이 클링커의 주요 광물상의 형성과 물리적 특성에 미치는 영향을 확인하였다. 소성온도 1,500 ℃, LSF 100, SM 2.7, IM 1.5의 Modulus 조건에서 제조된 A-1 클링커는 C3S 생성량이 75.0 %으로 확인되었으며, 로드밀 분쇄를 통해 4,000 cm2/g의 분말도(Fineness)를 확보하였다. A-1 클링커를 이용해 제작한 모르타르 공시체의 3일, 7일, 28일 압축강도는 각각 37.1 MPa, 45.6 MPa, 60.5 MPa를 확인하였다. 또한, 기존 연구와의 비교를 통해 산업부산물 활용이 클링커의 C3S 함량 및 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 특히, 본 연구에서 활용한 KR 슬래그 기반 A-1 클링커는 기존문헌에서 보고된 C3S 함량(65∼70 %)을 상회하였으며, 고강도 시멘트로의 적용 가능성을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study analyzed the formation characteristics of major clinker phases (C3S, C2S, C3A, C4AF) by varying the raw material mixing design to manufacture high-strength clinker using various industrial by-products. The effects of raw material substitution content and modulus conditions (LSF, SM, IM) on the formation and physical properties of the major clinker phases were confirmed through experiments. The A-1 clinker, manufactured under the modulus conditions of LSF 100, SM 2.7, IM 1.5, and a calcination temperature of 1,500°C, was confirmed to have a C3S production of 75.0%. A fineness of 4,000 cm2/g was achieved through rod milling. The compressive strengths of the A-1 clinker were 37.1 MPa, 45.6 MPa, and 60.5 MPa at 3, 7, and 28 days, respectively. A comparative analysis with previous studies examined the impact of industrial by-products on C3S content and clinker properties. The A-1 clinker utilizing KR slag achieved a C3S content exceeding the typical range reported in the literature (65~70%). This result confirms the potential of A-1 clinker for high-performance cement applications.