| 연구개발개요 |
○ LCD 폐유리는 일반적인 유리(CRT유리, 병유리, 판유리 등)와 달리 나트륨 성분이 매우 낮거나 없는 순도 높은 실리카 성질의 재료이며, 나트륨 성분은 콘크리트에 혼합될 경우 강도를 저하시킬 수 있는 결정적인 요인이 될 수 있다는 점에서 LCD 폐유리가 콘크리트에 혼입될 수 있고 충분히 논의 가능한 재료로 사료됨. 또한, 가정용 디스플레이 용도로 많이 사용된다는 점에서 인체에 접근하더라도 유해한 물질이 거의 없다는 것이 일반적으로 알려진 내용임.○ 현재 우리나라는 [그림 1.1]와 같이 세계 디스플레이 제품 시장 점유율 통계에 따르면 2008년도부터 2012년도까지 1위의 점유율을 차지하고 있을 정도로 디스플레이 부분에서 전 세계적으로 최고의 기술을 보유하고 있는 강국으로 많은 디스플레이 제품들이 개발되어지면서 생산되고 있음. 현 시점에서 디스플레이 화면 표시장치로 주로 사용되어지는 것은 평판디스플레이가 사용되고 있으며, 그 중 LCD의 비중이 평균 약 91% 정도로 LCD 사용량이 월등히 높은 상황임. 이러한 LCD는 액정이 인가전압에 따라 광의 특성을 변조하는 원리를 이용하여 휴대폰, 노트북, 컴퓨터, TV 등 전반적인 디스플레이에 걸쳐 사용되고 있는 실정임. ○ 디스플레이 산업에 대한 기술 개발 기간이 비교적 짧아 제품 교체 주기가 빨라지고 있음에 따라서 산업폐기물인 LCD 폐유리의 발생량 또한 증가할 것으로 사료됨. LCD 폐유리 중에서 LCD 기판 파유리는 대부분 재활용되고 있지만 패널 제조공정에서 발생하는 약품 및 코팅된 폐유리는 대부분 재활용 되지 못하고 있으며, 이는 LCD 폐유리와 같이 용해 공정이나 열가공 공정을 포함한 폐기물은 대부분 안정적인 물질로서의 원료로 가공이 어렵고, 가공 후에도 재활용이 어렵다는 단점을 가짐. 이러한 이유로 현재 LCD 폐유리에 대한 마땅한 재활용 방안이 모색되어진 것이 아니므로 대부분 매립 또는 소각에 의존하면서 매립부지 부족, 토양 및 수질 오염과 소각에 의한 대기오염 및 폐기 처리비용 등의 문제가 발생하면서 환경적인 문제를 야기함.○ 따라서, 본 연구에서는 산업폐기물인 LCD 폐유리를 역학적 특성에 대한 분석을 통하여 대체재로 활용하고자 하는 것에 그 목적을 가지고 있으며, 이를 위해 LCD 폐유리를 수집, 입자 크기별로 분쇄하여 이를 혼입한 모르타르 및 콘크리트 공시체의 강도 평가에 의해서 친환경적이고 경제성 있는 콘크리트를 개발하고자 함. 또한, 고강도 구조물 및 콘크리트 블록식 옹벽에의 적용 등을 통한 실용화를 하고자 함. 최종적으로 LCD 폐유리가 콘크리트 재료로써 사용가능성을 확인하여 산업폐기물인 LCD 폐유리의 재활용 방안을 모색함으로써 LCD 폐유리로 인하여 발생할 수 있는 사회적, 환경적 문제점을 해결할 수 있는 방안을 제시하고자 함.
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| 최종목표 |
□ LCD 폐유리를 주성분으로 하는 친환경 콘크리트 개발 및 실용화- 산업폐기물인 LCD 폐유리의 ①시멘트 대체, ②필러재 대체, ③잔골재 대체를 위해 모르타르 및 콘크리트 공시체의 강도 평가에 의해서 친환경적이고 경제성 있는 콘크리트를 개발하고자 함. 콘크리트의 개발과 동시에 ①고강도 구조물, ②콘크리트 블록식 옹벽에의 적용 등의 시제품 제작을 목표로 함.□ LCD 폐유리 미분말을 이용한 40~80MPa급 콘크리트 제작 매뉴얼□ LCD 폐유리 미분말을 이용한 40~80MPa급 콘크리트를 이용한 프리캐스트 시작품 제작
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| 연구내용 및 범위 |
□ 선행연구 사례조사 - 폐유리의 시멘트, 잔골재, 필러재의 대체 재료로써 활용 연구 - 폐유리 분석 및 처리공정에 관한 조사□ 목표성능 설정 및 최적배합비 도출 - LCD 폐유리 미분말을 혼입한 콘크리트의 목표강도 및 목표성능 설정 - 유동성별, 물-결합재비별, 입경별, 혼입률별 모르타르 및 콘크리트 공시체 제작 및 강도 평가 - 경제성, 시공성 등을 고려한 LCD 폐유리 콘크리트의 최적배합비를 도출□ 기초 물성평가 - 굳지 않은 콘크리트의 공기량 및 슬럼프 측정 등의 시공성 평가 - 굳은 콘크리트의 압축강도, 휨강도 시험 등의 기초 물성평가□ 성능실험 - LCD 폐유리를 혼입한 콘크리트의 압축강도 시험을 통한 장기강도 평가 및 분석 - LCD 폐유리를 혼입한 콘크리트의 화학적 저항성 확인□ 실용화 방안 제시 - LCD 폐유리를 혼입한 40~80MPa급 콘크리트의 매뉴얼을 작성 - LCD 폐유리를 혼입한 콘크리트의 프리캐스트 규격품을 고안□ 프리캐스트 콘크리트 시작품 제작 - LCD 폐유리를 혼입한 콘크리트 프리캐스트 시작품 개발 및 제작 ？ 일반 폐유리와 LCD 폐유리의 화학적 성분 비교？ 분석 ？ 국내 LCD 폐유리 발생량 및 처리현황 실태조사 ？ 폐유리 분석 및 처리공정에 관한 연구 조사 ？ LCD 폐유리 수집 및 크기별 분쇄 ？ 폐유리 입자크기별 모르타르 공시체 제작 및 강도 평가 ？ 산업폐기물 사용량에 따른 작업성 및 강도 평가 ？ 산업폐기물 혼합비율에 따른 성능 비교 실험 ？ 산업폐기물 사용에 따른 물리·화학적 변화 분석 ？ 산업폐기물 혼입에 따른 미세구조 변화 분석 ？ 물-결합재비별, 폐유리 혼입률별 콘크리트의 역학적 특성 및 내구성 평가 ？ 폐유리를 이용한 콘크리트의 최적 배합비 도출 ？ 내구성 및 내화학성 평가 실험 ？ LCD 폐유리를 사용한 콘크리트 배합 매뉴얼 제작 ？ LCD 폐유리를 사용한 콘크리트의 역학적 및 장기 거동특성 평가 ？ LCD 폐유리를 사용한 프리캐스트 시작품 제작 ○ LCD 유리기판은 일반 유리와 달리 Alkari free 특성이 요구되며 제조시 실리카, 알루미나와 같은 원료를 용해, 성형하여 알칼리-실리카 반응이 없고, 가 다량 첨가된 alumino borosilicate계 임으로 콘크리트 제품으로 안정적 활용 가능○ 일반적인 폐유리가 아니라 고순도 를 포함하는 LPWG(LCD Processing waste glass)를 활용함으로서 중금속이 극히 제한적○ 포졸란 반응성(시멘트 대체) 및 모래와 유사한 성분(잔골재 대체)을 갖는 결정질 재료(필러재 대체)로서 LCD를 분말도 및 입경 조절을 통해 형식에 맞는 재료로 가공 가능
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