| 초록 |
□ 연구개발 목표 및 내용 ◼ 최종 목표 산업부산물인 강알카리성 레드머드를 재활용 황산을 이용하여 pH 7~8로 중화 전처리할 수 있는 저알칼리화 액상 촉진제 상용화 설비를 구축한 후 이를 활용하여 시멘트를 전혀사용하지 않는 ASRC 시멘트를 개발하고 고감성 건설산업에 활용할 수 있는 사업화기술을 개발하고자 함 ** ASRC (Alkali Activated Slag-Redmud Cement)： 시멘트를 전혀 사용하지 않는 클링커 프리(Clinker Free) 알칼리활성화 슬래그-레드머드 시멘트 ◼ 전체 내용 [주관기관] 에스제이기술(주) 저알칼리 액상 레드머드 촉진제의 상용화 생산설비 구축 - 저알칼리 액상 레드머드촉진제의 상용화 생산설비 구축 - 고감성 ASRC 시멘트의 현장적용 기술개발 [공동기관] 우석대학교 산학협력단 액상 레드머드 촉진제를 활용한 ASRC 시멘트 제조기술 - 황산염계 저알칼리 액상 레드머드 촉진제 제조기술 - 액상화 레드머드를 활용한 ASRC 시멘트 개발 ◼ 1단계 ❏ 목표 황산염계 저알칼리 액상 레드머드 촉진제 제조기술 ❏ 내용 강알칼리성 레드머드를 pH 7~8의 중화 전처리하여 황산염 저알칼리액상 촉진제 기술을 개발하고 이를 상용화 할 수 있는 생산설비 구축 - 저알칼리화 전처리기술 - 레드머드 액상 분산기술 - 재활용 황산을 활용한 저알칼리화 기술 - 레드머드 백화 저감기술 - 액상 레드머드 상용화 생산설비 구축 - 저알칼리 액상 레드머드 시제품 생산 ◼ 2단계 ❏ 목표 저알칼리 액상 레드머드 촉진제를 활용한 ASRC 시멘트의 사업화 기술개발 ❏ 내용 황산염계 저알칼리 액상화 레드머드 촉진제를 활용하여 시멘트를 전혀 사용하지 않는 ASRC시멘트를 개발하고 고감성 건설현장에 활용 - ASRC 시멘트 제조기술 - ASRC 시멘트 성능평가 - 색채 및 감성평가 기법 개발 - 건설산업 건식제품 활용기술 - 건설산업 습식제품 활용기술 - 활용용도 확대 방안 검토 □ 연구개발성과 (1) 정성적 연구개발성과 본 연구는 산업부산물인 강알카리성 레드머드를 재활용 황산을 이용하여 pH 7~8의 중화 전처리할 수 있는 저알칼리화 액상 촉진제 상용화 설비를 구축한 후 이를 활용하여 시멘트를 전혀사용하지 않는 ASRC 시멘트를 개 발하고 고감성 건설산업에 활용할 수 있는 사업화기술을 개발하는 것으로서 현재 정성적 연구개발 성과는 다음과 같음. [1단계] O 저알칼리화 전처리 기술 - 저알칼리화 전처리 기술개발을 위하여 저알칼리화 최적공정 도출, 저알칼리화 레드머드 수화반응, 시멘트 모르타르 특성 등을 검토하였음 - 환경성목표성능을 토양오염공정시험 법에 의한 공인기관 시험성적서로 제출 - 1차년도 및 2차년도 토양오염공정시험법 기준 만족 O 중화 액상 레드머드의 제조기술 - 레드머드 액상화 분산기술개발을 위하여 레드머드 품질특성 평가, 액상화 분산 및 침전방지, 액상화 유지 성능 등을 검토하였음. - 황산, 질산으로 중화시킨 액상레드머드를 제조하여 시멘트 모르타르에 적용한 후 pH, 플로우, 응결시간, 압축강도, XRD, SEM 등을 검토 분석하였음. - pH, 점도, 활성도지수에 대한 목표 성능을 공인기관 시험성적서로 제출 - 1차년도 공인시험의뢰 결과 목표성능 만족 O 액상형 레드머드 촉진제의 백화저감기술 - 액상형 레드머드 촉진제의 백화저감 기술개발을 위하여 유기계 혼합형 백화저감제, 무기계 혼합형 백화저감제의 압축강도, 흡수율, 백화발생 등을 검토하였음. - pH, 점도, 활성도지수에 대한 목표 성능을 공인기관 시험성적서로 제출 - 2차년도 공인시험의뢰 결과 목표성능 만족 O 재활용 황산 활용 저알칼리화 기술 - 재활용 황산 활용 저알칼리화 기술개발을 위하여 재활용 황산 저장 및 공급장치, 반응조 설계 및 안정성, 최적 생산설비 및 제작 등을 검토하였음. - 상용화 설비 구축을 위한 상세 설계도면 완료 O 액상화 분산 상용화 생산설비구축 및 시제품제작 - 액상화 분산 상용화 생산설비구축 및 시제품제작을 위하여 저알칼리화 액상 레드머드 촉진제의 상용화 생산설비 구축, 저알칼리화 액상레드머드를 활용한 중금속 흡착재 개발 등을 검토하였음. [2단계] O ASRC 시멘트 제조기술 - ASRC 시멘트 제조기술을 위하여 알칼리 자극제 종류 검토, 산업부산물 자극제 종류 검토, 액상화 레드머드 활용 최적배합 등을 검토하였음. O ASRC 시멘트 성능평가 - ASRC 시멘트 성능평가를 위하여 황산 중화 액상레드머드 첨가 OPC, 슬래그 시멘트 모르타르의 경하 메커니즘 규명, 물리 역학적 특성 평가, 백화 저감 기술개발 등을 검토하였음. - 활성도지수에 대한 목표성능 공인기관시험성적서 발급 O 색채 및 감성평가 기법 개발 - ASRC 시멘트의 색채 및 감성평가 기법 개발을 위하여 색채 정량적 평가, 감성평가방법 정립, 용도별 색채 및 감성평가 등을 검톡하였음. - 색차 및 백화발생 면적에 대한 목표 성능 보고서로 제출 O 건설산업 건식 습식제품 활용기술 - 건설산업 건식, 습식제품 활용기술 개발을 위하여 다짐형 건식제품 용도개발, 타설형 습식제품 용도개발, 용도별 최적배합, 상용화 제품의 시범적용을 검토하였음. - 현장적용 흙포장 압축강도, 현장적용 흙포장 동결융해 후 압축강도, 콘크리트 압축강도에 대한 목표성능을 공인기관시험성적서 발급 • 건식 레드머드를 활용한 습식 흙코콘크리트 시험시공 ∘ 시공장소 : 전남 진도군 의신면 소재 (일시 : 2023.07.20.) • ASRC 시멘트를 활용한 건식 흙코콘크리트 시험시공 ∘ 시공장소 : 충북 진천군 진천읍 소재 (일시 : 2023.11.15.) O 환경 유해성 평가 - ASRC 시멘트의 현장적용 환경 유해성 평가을 위하여 토양용오염공정시험，폐기물 관리법에 의한 유해물질 목표성능 공인기관시험성적서 발급 (2) 정량적 연구개발성과 [1단계+2단계] 2단계의 정량적 연구개발 성과는 다음과 같음. O 특허등록 2건 - 특허등록 1건 - 특허명 : 저알칼리화 레드머드 촉진제를 사용한 시멘트 염소 바이패스 더스트 폐기물에서 자원을 회수하는 방법 - 국가명 : 대한민국, 특허등록일 : 2024.02.27. (등록번호 : 10-2642660) O 국내특허출원 2건 - 특허출원 5건 [목표 초과달성 ] • 특허명 : 레드머드를 활용하여 침강방지 액상안료를 제조하기 위한 중화장치 및 이의 제조방법 - 출원인 : 에스제이기술(주) - 특허출원일 : 2021.12.28. (특허출원번호 : 10-2021-0189105) • 특허명 : 시멘트용 레드머드 조강제 조성물 및 이의 제조방법 - 출원인 : 우석대학교 산학협력단 - 특허출원일 : 2022.10.25. (특허출원번호 : 10-2022-0137993) • 특허명 : 저알칼리화 레드머드 촉진제의 중금속 흡착능력을 활용하여 시멘트 염소바이패스더스트 폐기물에서 염화칼륨을 회수방법 - 출원인 : 에스제이기술(주) - 특허출원일 : 2022.10.26. (특허출원번호 : 10-2022-0139207) • 특허명 : 광물탄산화 처리된 레드머드를 포함한 시멘트 조성물 - 출원인 : 우석대학교 산학협력단 - 특허출원일 : 2023.11.09. (특허출원번호 : 10-2023-0154069) • 특허명 : 저알칼리 레드머드를 활용한 스테아르산이 코팅된 적색 안료 제조 방법 - 출원인 : 에스제이기술(주) - 특허출원일 : 2024.01.24. (특허출원번호 : 10-2024-0010757) O 논문어이) 목표 2건 - SCI 2건 [목표 달성] • 논문제목 Hydration Properties of Cement with Liquef ied Red Mud Neutralized by Nitric Acid - 게재지 ： Materials, 2021, 14, 2641 • 논문제목 ： Properties of Red Mud Neutralized with Sulfuric Acid and Effects on Cement Mortar - 게재지 ： Materials, 2023, 16, 4730 O 논문(비 S이) 목표 2건 - 비 SCI 5건 [목표 초과달성] • 논문제목 : 황산으로 중화시킨 액상 레드머드를 혼입한 시멘트 페이스트의 수화특성 - 게재지 ： 한국건축시공학회지 (2022.10) • 논문제목 : 목재칩 열병합 발전소 바닥재를 잔골재로 활용한 모르타르 및 콘크리트 특성 평가 - 게재지 : 한국건설순환자원학회 논문집 (2022.09) |
