지오폴리머 원료에 폐형광등 유리분말의 활용

전문가 제언

○ 지오폴리머(geopolymer)는 알루미나 규산염과 고농축 수용성 알칼리 수산화물 또는 규산염 용액의 반응에 의하여 합성되는 알칼리 알루미노 실리케이트(alkali alumino-silicate)이다. 폭넓은 의미로 지오폴리머는 시멘트와 유사한 무기바인더나 무기폴리머라고 할 수 있다. 최근에 지오폴리머가 주목을 받는 이유는 건축재료인 시멘트보다 친환경 재료이고 낮은 온도에서 제조가 가능하기 때문에 제조원가도 약 30% 정도 저렴한 것으로 알려지고 있다.

○ 즉 시멘트는 생산과정에서 화석연료를 사용하고, 탄산칼슘이 분해되므로 대량의 탄산가스를 배출한다. 시멘트 1톤을 생산하는 데 탄산가스는 대략 0.85톤을 배출하는 것으로 추정한다. 이것은 인위적으로 배출되는 전체 CO2의 5∼7%에 해당하는 큰 비중을 차지하므로 새로운 대체재료가 필요하다.

○ 본 문헌에서는 수명을 다한 폐형광등 유리를 지오폴리머용 원료에 섞는 방안을 연구했다. 일반적으로 지오폴리머용 원료에는 메타카올린이 사용된다. 이 메타카올린의 일부를 폐형광등 유리분말로 대체했다. 이것이 실용화되면 제조과정에서 탄산가스를 대량 배출하는 시멘트 생산을 줄일 수 있을 뿐 만 아니라 산업 폐기물을 재활용할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

 

○ 또 알칼리 용액의 농도, 경화조건, 발포제인 과산화수소의 투입량, 등의 각종 제조조건이 치밀성 지오폴리머와 다공성 지오폴리머의 결정구조, 물리적 및 기계적 특성 등에 미치는 영향을 조사했다. 그 결과 폐유리의 투입량을 늘이면 기계적 강도가 열악해지며, 경화조건도 강도에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.

 

○ 우리나라에서도 최근 지오폴리머에 대한 연구개발 활동이 시작되었다. 주로 화력발전소에서 생산되는 비산회나 슬래그 분말을 강알칼리 용액에 녹인 것을 원료로 사용한다. 현재 다수의 대학과 한국건설기술연구원, 대우건설연구소, 등에서 시멘트 대체재료 및 콘크리트 폼 등에 응용 가능성을 검토하고 있다.

저자

Rui M. Novais, G. Ascensao, M.P. Seabra, J.A. Labrincha

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

52()

잡지명

Waste Management

과학기술
표준분류

재료

페이지

245~255

분석자

허*도

분석물

• 지오폴리머 원료에 폐형광등 유리 분말의 활용.pdf [347,712 byte]

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