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콘크리트 혼합물에 석탄연소 바닥재

전문가 제언: ○ 전력산업, 특히 석탄발전소는 환경문제로 공중의 주의가 증대되어 이로 인한 영향을 받고 있다. 발전소에서 발생되는 석탄재는 중요한 경제 및 환경문제가 되고 있으며 그로 인해 석탄재의 대량발생과 재순환율의 저조로 전통적인 쓰레기 매립 대체로 재순환이 필요하게 되었다. 미국, 중국, 인도 및 EU의 전 에너지소비는 1990년대 중엽 이래 증가하고 있으며 이 경향은 앞으로 계속될 전망이다.

○ 비록 비산재(飛散灰)가 건설공사에 시멘트의 일부 대체물로 또는 시멘트 첨가물로 대량으로 이용되고 있으나, 석탄의 바닥재(CBA: Coal Bottom Ash)는 미연소탄소의 함량이 상대적으로 높고 비산재에 비하여 구조적인 성질이 달라 이용이 제한적이다.

○ 콘크리트에 규산질 석탄재를 이용하는 것은 재의 작열감량(LOI: Loss of Ignition)이 시멘트 특성을 유지하는 데 필요한 6% 이하일 것을 요구한다. 이는 석탄재에 함유된 탄소의 양이 적을 것을 요구하며, 또한 물의 양과 콘크리트 배합에서 들어가는 공기의 양이 재의 탄소함량과 합산되어 LOI 6%를 초과하게 된다. 결과적으로 재에 함유된 탄소의 제거/회수기술이 고탄소 함량의 CBA가 산업에 널리 이용되도록 개발되어야 한다.

○ 본고에서는 터키의 Tuncbilek 발전소 바닥재(CBA:　coal bottom ash)의 콘크리트 산업에의 산업적 이용을 평가하기 위한 연구를 수행하였다. 실험결과 바닥재에 함유된 미연소탄의 감축방안으로 분쇄에 의한 체-분리 방법이 가장 우수한 미연소탄소 감축방안임을 알았고, CBA의 10%를 포틀랜드 시멘트의 대체물로 사용한 결과 콘크리트의 기계적 강도가 향상됨을 알 수 있었다. 그래서 콘크리트 산업에 사용할 수 있다는 것이 확인되었다.

○ 우리나라의 전력산업은 수입 유연탄에 의한 화력발전소가 주종을 이루고 있으며 생성되는 바닥재의 활용 방안이 시급한 현실이다.

저자: Haldun Kurama, Mine Kaya
자료유형: 학술정보