R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201212CRTI-C059640-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술지역특성화사업 | |||||
| 연구과제명 | 낙동강 세사, 염색공단 슬러지의 골재활용기술 개발과 대경권 퇴적암의 콘크리트용 골재 활용성 연구(대경권) | |||||
| 총 연구기간 | 2011-10-24 ~ 2013-10-23 | |||||
| 연구책임자 | 이승한 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
3명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
13명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 380,000,000 원 기업 : 180,000,000 원 계 : 560,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 600,000,000 원 기업 : 280,000,000 원 계 : 880,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 계명대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
본 연구는 대경권 골재수급안정화를 위하여 대구이하 낙동강 하류에 분포하는 낙동강세사와 염색공단슬러지의 골재 활용기술을 개발하고, 대경권에 널리 분포하고 있는 퇴적암(셰일)의 골재 활용성을 연구하는 것으로 연구개발 개요는 다음과 같다. ○ 대경권에서 건설공사 중 발생되는 셰일의 경우 야적, 매립 등으로 폐기하고 있어 공사비 증대 및 시공성 비효율화를 야기 시키고 있음. ○ 지속적인 대규모 건설공사로 골재 수요는 급증하고 있지만 천연골재 자원의 고갈로 근본적인 골재수급 대책이 필요함. ○ 이를 위하여 대경권에 널리 분포하고 있는 셰일의 콘크리트용 골재로의 활용성 연구가 필요하며, 셰일의 콘크리트용 골재 활용성이 입증되는 경우 향후 골재수급 안정화와 시공의 효율성 및 공사비 절감효과 등을 기대할 수 있음. ○ 수도권 신도시 건설 및 고속철도 건설 등 지속적인 대규모 건설공사로 주요 건설자재인 콘크리트의 수요가 급증함에 따라 콘크리트용 대체 골재로서 바다모래, 부순모래 등이 사용되고 있음. ○ 대경권 지역인 낙동강 중?하류에 분포되어 있는 세사(細砂)는 입도는 부적절하지만 그 외의 잔골재로서 품질은 매우 우수하고, 바다모래 등과 같이 골재 자체에 콘크리트의 성질에 악영향을 미치는 유해물이 없으며 그 부존량이 풍부함. ○ 4대강 살리기 사업 준설(낙동강 전체 준설량의 75%)에 따른 천연 잔골재 적치량이 증가됨에 따라 당분간은 잔골재 수급문제는 심각하지 않을 것으로 예상되지만, 준설 잔골재량은 향후 3？5년이면 모두 소비 될 전망. ○ 대경권은 타 지역과 달리 바다모래의 활용도 여의치 않으며, 낙동강 하류 지역으로 중？상류에 비해 세사가 많아 콘크리트용 골재로 사용시 건조수축, 유동성, 내구성 등의 문제점이 많이 발생함. 이러한 문제 해결과 골재자원 확보를 위하여 낙동강 세사의 활용성 증대방안에 관한 연구가 필요함. ○ 국내 3대 염색산업단지(대구, 반월, 부산)에서 발생하는 슬러지의 발생량은 2005년을 기준으로 년간 168,881 Ton으로 이중 대구염색공단에서 발생하는 슬러지량은 년간 106,000 Ton으로 전체 발생량의 약 63%를 차지함. ○ 염색공단에서 발생되는 슬러지는 육상 단순매립 또는 인근 공해 해상에 투기하는 해양 배출로 저렴하게 처리하였으나 해양오염을 우려하는 국제협약(1972년 런던협약, 1996년 교토의정서)에 의하여 2008년부터 배출기준이 강화되었고, 2012년부터는 해양배출이 금지 될 예정임. ○ 본 연구에서는 염색공단에서 발생되는 슬러지의 처리공정 중 화학적 응집처리 공정에서 사용되어지는 Ticl4, 철염 등 응집침전제를 적용하여 생산된 침전슬러지에 광물질을 첨가하여 믹싱, 건조, 소성 등 일련의 처리 공정으로 생산된 골재의 물성 및 성능평가를 실시하여 품질개선 및 보완을 통해 고부가가치의 환경 친화적인 콘크리트 제품용 골재를 개발하여 환경부하 저감 및 슬러지의 재활용 촉진을 위한 기술적 기반을 마련하는 것이 목적임. [최종목표] ① 대경권 퇴적암(셰일)의 콘크리트용 골재 활용성 연구 ○ 대경권 셰일의 분류 및 물리?화학적 특성 분석 ○ 대경권 퇴적암(셰일)의 콘크리트용 골재로의 활용성 연구 ○ 대경권 퇴적암(셰일)의 콘크리트 2차 제품 활용성 연구 ② 낙동강 세사의 골재활용기술 개발 ○ 낙동강 세사의 골재활용기술 개발 ○ 콘크리트용 잔골재로서 세사의 적정 입도 범위 제시 ○ 콘크리트용 잔골재로서 세사의 활용지침(안) 제시 ○ 지역 특성에 적합한 대체골재 개발 및 활용방안 제시 ③ 대경권 염색공단슬러지를 이용한 골재활용기술 개발 ○ 염색공단 슬러지 성상 및 처리공정 조사 분석 ○ 침전슬러지와 점토 등 기타 광물질의 최적배합비 산정 및 시제품 생산 ○ 염색슬러지를 활용하여 생산된 골재의 물성 및 성능평가 ○ 염색공단 슬러지의 콘크리트 및 콘크리트 제품 제조용 골재로의 활용방안 제시 [연구내용 및 범위] ? 팔공산 접촉변성대 위치별 셰일특성 평가 ? 풍화 및 변성정도에 따른 슬레이킹 내구성 시험 ? pH변화에 따른 슬레이킹 내구성 시험 ? 온도 및 습도 변화에 따른 셰일의 풍화특성 평가 ? 동결융해 반복에 따른 풍화특성 평가 ? 강도수준별 콘크리트의 물성 평가 ?셰일의 풍화정도(대기노출 기간)에 따른 콘크리트의 물성 평가 ? 평가항목 ? 수열반응, 폴리머 등을 이용한 셰일골재의 성능개선 ? 성능개선 셰일골재를 이용한 콘크리트의 특성 연구 ? 셰일골재의 콘크리트용 골재 활용지침(안) ?콘크리트 2차 제품 제조용 골재로의 활용 연구 ? 보설치 전?후 세사의 유해물 함량 평가 ?낙동강 위치별 세사를 사용한 콘크리트 배합설계 ? 세사 종류별 콘크리트 배합특성 도출 ?세사를 사용한 콘크리트의 압축?인장?휨강도 및 탄성적 성질 평가 ?세사를 사용한 콘크리트의 건조수축 특성 평가 ?세사를 사용한 콘크리트의 동결융해 특성 평가 특성 평가 ?세사를 사용한 콘크리트의 탄산화평가 특성 평가 ? 세사의 적정 입도 및 조립률 도출 ?보통강도 및 고강도 콘크리트용 세사의 활용지침(안) 작성 ?콘크리트 제품 제조용 세사의 활용지침(안) 작성 ?1차 시제품의 성능 보완 및 최적화 방안 모색 ?슬러지와 첨가재료의 배합비 및 소성조건에 따라 생산된 2차 시제품 제작 ?2차 시제품의 물성평가 ?콘크리트용 골재의 기본 물성평가 ?콘크리트용 골재의 유해성평가 ? 콘크리트용 골재의 대기정화성능 평가 ? 콘크리트용 골재의 방오성능 평가 ?콘크리트 관련 제품의 특성 조사 ?염색슬러지 콘크리트용 골재의 적용방안연구 ?슬러지 골재를 활용한 시제품 개발 및 활용방안 제시 ?관련 특허 출원 |
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| 색인어 | 한글 | 대경권 | 셰일 | 세사 | 염색공단 슬러지 | 골재활용 |
| 영문 | Daegyeong province | Shale | Fine sand | Technology of dyestuff sludge | Aggregate utilization | |
| 최종보고서 | 낙동강세사,염색공단슬러지의골재활용기술개발과대경권퇴적암의콘크리트용골재활용성연구(대경권 )최종보고서_20131023.pdf | |||||