KCI등재
시멘트 종류별 질산 중화 레드머드 혼입 모르타르의 특성 = Characteristics of Mortar Mixed Nitric Acid Neutralized Red Mud by Cement Type
저자
강석표 ( Kang Suk-pyo ) ; 홍성욱 ( Hong Seong Uk ) ; 김상진 ( Kim Sang-jin ) ; 홍석우 ( Hong Seok-woo )
발행기관
학술지명
한국건축시공학회지(Journal of the Korea Institute of Building Construction)
권호사항
발행연도
2023
작성언어
-주제어
KDC
500
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
693-702(10쪽)
DOI식별코드
제공처
본 연구에서는 알루미늄 정련 중 발생하는 대량의 산업폐기물인 레드머드를 건설산업에서의 활용 가능성에 대한 기초연구로서 모르타르에 질산 중화 처리 액상 레드머드를 대체하여 물리·화학적 특성을 검토한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
1) 액상레드머드를 질산으로 중화하여 pH 7~8 범위로 안정화시킨 결과, 입도 및 비표면적 등의 물성이 변화되었고 점도가 19%로 증가되었으며, 플로우 측정결과 시멘트 종류별 LR과 LN의 경우 Plain과 비교하여 플로우 값이 감소하였다. 이는 레드머드가 포틀랜드 시멘트와 슬래그 시멘트보다 비표면적이 크고 밀도가 작아 레드머드로 대체하였을 경우 플로우가 감소하는 것으로 판단된다.
2) 응결시간 측정결과 시멘트 종류별 Plain과 비교하여 LR과 LN의 초결시간과 종결시간이 단축되었다.
3) 압축강도 측정결과 포틀랜드 시멘트의 경우 질산으로 중화한 액상 레드머드 첨가 모르타르의 효과가 미미한 것으로 판단되며, 슬래그 시멘트의 경우 질산으로 중화한 액상 레드머드를 첨가한 모르타르보다 중화하지 않은 액상 레드머드를 첨가한 모르타르가 초기강도에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다.
4) 모르타르 샘플별 1, 3일 SEM 이미지를 분석한 결과 시멘트 종류에 따른 LR과 LN보다 O-Plain-1d와 S- Plain-3d 미세구조에서는 공극이 관찰되었다. S-Plain-3d, SN-3d를 SR-3d와 비교한 결과 공극이 관찰되었으며, OR 1일과 SR 3일을 분석한 결과 미세구조 사이에서 C-S-H(Calcium Silicate Hydrate)가 관찰되었다.
5) 시멘트 종류별 모르타르 재령 1, 3일 XRD 분석결과 OR과 ON 비교하여 SN에서는 XRD 패턴이 유사하게 나타나고 있지만, 2θ 값 22°에서 피크가 관찰되었다. SR에서는 새로운 피크가 관찰되었으며, 이는 SR에서 미세한 섬유상 구조의 수화생성물이 관찰되어 S-Plain 및 SN과 상이한 결과를 가져온 것이라고 판단된다.
This research explores the potential application of Liquid Red Mud(LRM), a byproduct of industrial processes, in the construction sector. We neutralized LRM(pH 10-12) using nitric acid, aiming to understand its viability in construction applications. The study involved substituting LRM(pH 7-8) in mortar formulations, varying by cement type. We assessed the properties of these mixtures by measuring flow, setting time, and compressive strength. Additionally, X-ray Diffraction(XRD) and Scanning Electron Microscopy(SEM) analyses were conducted to examine the chemical properties. Results indicated a reduction in flow value for LRM and LN(neutralized LRM) compared to the control (Plain ) across different cement types. The setting times(initial and final) for LRM and LN were notably shorter than Plain. In compressive strength tests, LRM replaced with slag cement showed enhanced initial strength, though long-term strength gains were marginal across different cement types. SEM analysis revealed distinct voids in Plain and LN, with LRM exhibiting a fibrous microstructure. XRD patterns in SN(slag neutralized) resembled those in OR(original red mud) and ON(original neutralized), with a notable peak at a 2θ value of 22°. The study concludes that unneutralized LRM, when substituted for slag cement in mortar, yields superior initial strength compared to its neutralized counterpart.
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