중유혼소 소각재를 활용한 무시멘트 아스콘 채움재 개발

국문 초록 (Abstract)

석탄은 매장량이 풍부하고 발전용 연료로서 가격이 저렴하지만 연소시 발생하는 각종 오염물질과 고체연료로서 취급의 곤란성이 문제시 되고 있다. 따라서 석탄을 이용하는 방법을 환경적으로 안정되고 취급이 용이하도록 하기 위하여 연구되고 있는 기술을 전체적으로 CCT(Clean Coal Technology)라 한다. 그 중 석탄과 중유를 분쇄기로 혼합분쇄 후 첨가제를 가해 만들어 기름과 같이 취급할 수 있는 기술을 COM(Coal Oil Mixture)라고 한다. 본 논문에서 사용되는 중유혼소 소각재가 바로 COM을 사용한 발전소에서 생성되는 소각재이다. 본 연구는 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물에서 재료들의 결합 및 충진 역할을 위해 가장 일반적으로 사용되고 있는 시멘트를 배제하고, 그 대신 중유혼소 소각재, 고로슬래그 미분말, 탈황 석고 등 순환자원을 복합적으로 이용하여 보다 경제적이고 친환경적인 비가열 순환아스팔트 콘크리트 채움재를 개발하는 것이 그 목표이다. 중유혼소 소각재 및 고로슬래그 등의 비결정질 물질은 시멘트와 달리 자체적으로 물과 수화반응을 하지 않지만, 수산화물 또는 황산염과 같은 자극제의 첨가에 의해 비결정질 입자의 불규칙적 3차원 쇄상결합이 절단되면서 망상구조체 내부에 함유된 Ca2+, Mg2+, Al3+ 등의 수식이온들이 용출되어 시멘트와 같은 경화특성을 갖고있는데, 본 논문은 이점에 착안하여 산업부산물인 중유혼소 소각재, 고로슬래그, 탈황석고 등을 결합재 및 자극제로 이용하여 최적배합을 도출해 냄으로써 시멘트의 사용을 완전히 배제하고 고온의 소성과정 없이 상온에서 제조가 가능한 무기결합재를 개발하고 이를 비가열 아스콘 결합재로 활용하는 것이다. 본 연구는 KS L 5105에 명시된 시험방법으로 실험하였으며 중유혼소 소각재, 고로슬래그, 탈황석고의 배합에 따른 압축강도를 시험하였으며, 각각 배합의 flow를 13.5±0.5mm로 고정하여 실험하였다. 그 결과 고로슬래그와 탈황석고의 비율을 1:1로 고정하고 중유혼소 소각재의 혼입비를 증가시킬수록 압축강도는 감소하였으나, 중유혼소 소각재의 혼입량을 고정하고 고로슬래그와 탈황석고의 비율을 조절한 경우 고로슬래그의 혼입량에 비례하여 압축강도가 증가하였다. 본 실험을 토대로 경제성을 비교하여 중유혼소 소각재를 활용한 최적의 비가열 순환아스팔트 콘크리트 채움재 배합을 도출하였다.