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R&D최종보고서

연구과제 상세정보
과제고유번호 201818CTAP-C129778-02
연구사업명 국토교통기술촉진연구사업
연구과제명 제철슬래그 활용 이산화탄소 영구포집 시멘트 복합체 기술 개발
총 연구기간 2017-04-01 ~ 2018-12-31
연구책임자 최영철
당해년도
참여 연구원수
4명 총 연구기간
참여 연구원수
7명
당해년도
연구비
정부 : 220,000,000 원
기업 : 0 원
계 : 220,000,000 원
총연구비 정부 : 370,000,000 원
기업 : 0 원
계 : 370,000,000 원
연구기관명 가천대학교 산학협력단
등록 발간번호 -
ISBN 979-11-965888-4-7
주요 내용 “제철슬래그 활용 이산화탄소 영구포집 시멘트 복합체 기술 개발”
본 연구는 제철산업에서 부가적으로 발생되는 슬래그* 소재를 활용하여, 이산화탄소를 흡수하면서 강도가 발현되는 건설재료에 대한 기술로서 자원재활용과 온실가스 저감 기술임.
: CO₂흡수능력, 흡수속도 향상기술, 강도발현기술, 프리캐스트 건설제품 활용기술을 포함
*스테인리스 생산공정의 부산 슬래그로 공정처리상 를 다량 함유
[Key Element Technologies]
1. CO2 영구포집 성능향상 바인더 기술
2. CO2 양생을 통한 강도증진 콘크리트용 바인더 기술

[최종목표]
본 연구는 제철슬래그를 활용한 CO2 영구포집 및 CO2 양생을 위한 신개념 시멘트 복합체 기술개발에 관한 연구로 CO2 흡수능력, 흡수속도 향상기술, 강도발현기술, 프리캐스트 2차 건설제품 활용기술등을 포함하며, 연구의 최종 목표는 아래와 같음.
■ 최종 목표 : 제철슬래그를 활용한 CO2 영구포집 및 이를 활용한 CO2양생을 위한 신개념 바인더 개발

■ 세부 목표 : 1) CO2 흡수성능 14CO2/100g of binder
2) CO2 양생에 의한 강도증진 100%

[연구내용 및 범위]
본 연구는 제철산업에서 부가적으로 발생되는 슬래그 소재를 활용하여, 이산화탄소를 흡수하면서 강도가 발현되는 건설재료에 대한 기술로서 자원재활용과 온실가스 저감 기술의 개발을 포함함.

※ 연구 범위
“제철슬래그(STS 슬래그) 활용 이산화탄소 영구포집 시멘트 복합체 기술” 은 크게 이산화탄소를 영구포집할 수 있는 성분을 함유하고 있는 제철슬래그(STS)의 분리선별을 포함하는 성능향상 기술과, 이를 건설제품으로 활용할 수 있는 시멘트 복합체 기술 개발로 구분됨. 주관기관인 가천대학교와 위탁기관인 (재)한국건설생활환경시험연구원에서는 건설재료 전반에 대한 재료 개발 및 정량평가에 대한 상당한 노하우를 확보하고 있음. 이러한 축적된 재료개발에 대한 경험을 바탕으로 이산화탄소를 영구포집할 수 있는 제철슬래그 원재료의 특성을 바탕으로 최적화된 배합 또는 새로운 재료 개발을 수행할 예정임.

※ 연구 내용
[핵심기술 1] CO2 영구포집 성능향상 바인더 기술 개발
● CO2 저장 제철슬래그 기초물성 평가 및 CO2 저장 정량평가 방법(안) 도출
- 탄산화 후 CO2 저장성능 정량기법 도출 ( 정량평가(XRD-Rietveld), 입도, 화학성분 등)
● CO2 저장 및 반응성 향상을 위한 제철슬래그의 표면개질 기술 개발
- STS 슬래그 입자크기 분포에 따른 영향, 진동밀에 의한 분쇄의 영향(surface scratching effect)
● γ-C2S 함유 제철슬래그의 시멘트 복합체 적용 기술 개발
- 제철슬래그 혼합률에 따른 시멘트 복합체의 CO2 저장성능 정량평가
● γ-C2S 함유 제철슬래그의 CO2 저장 및 반응성 향상을 위한 첨가제 기술 개발
- CO2 저장성능 향상 및 압축강도 증진을 위한 무기 첨가제 기술 개발
● 제철슬래그 활용 CO2 영구포집 성능향상 바인더 최적배합 도출
- 벽바름체, 구조부재 적용 바인더, 도로 포장체, PC 2차제품(침목 등)

[핵심기술 2] CO2 양생을 통한 강도증진 콘크리트용 바인더 기술 개발
● γ-C2S의 CO2 반응에 의한 시멘트 복합체 기초물성 평가
- 탄산화에 의한 STS 슬래그의 압축강도 증진 분석
- 탄산화에 의한 시멘트 복합체의 미세구조 분석
● CO2 저장성능 극대화를 위한 함유 제철슬래그의 경량기포 콘크리트 제조 기술 개발
- γ-C2S 함유 제철슬래그의 경량기포 콘크리트 제조
- 철도 침목 등 CCU 적용 기술 도출
● γ-C2S 함유 제철슬래그 시멘트 복합체의 장기내구성 평가
- 체적변화 평가 및 염해저항성 평가
● 생애주기 CO₂평가(LCCO2)
- CCS / CCU를 고려한 생애주기 CO2 평가
색인어 한글 이산화탄소 영구포집 이산화탄소 양생 제철슬래그(STS 슬래그) 산업폐기물 시멘트복합체
영문 CCU CO2 Curing STS slag Industrial Waste Cement Composite
최종보고서 [190424]_국토교통과학기술진흥원_최종보고서_최영철.pdf
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