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Applied Chemistry for Engineering, Vol.26, No.1, 104-110, February, 2015
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산업부산물 구형골재를 사용한 폴리에스테르 폴리머 콘크리트의 특성(Ⅲ) (아토마이징 제강슬래그를 충전재와 잔골재로 사용)
Characteristics of Polyester Polymer Concretes Using Spherical Aggregates from Industrial By-Products (Ⅲ) (Using an Atomizing Steel Slag as a Filler and Fine Aggregate)
황의환†, 김진만1
  • 공주대학교 화학공학부
  • 1공주대학교 건축학부
Eui-Hwan Hwang†, and Jin-Man Kim1
  • Department of Chemical Engineering, Kongju National University, 275 Budae-dong, Cheonan, Chungnam 331-717, Korea
  • 1Department of Architecture, Kongju National University, 275 Budae-dong, Cheonan, Chungnam 331-717, Korea
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초록
폴리머 콘크리트는 보통 포틀랜드 시멘트 콘크리트에 비하여 가격이 8∼10배 비싼 것으로 알려져 있다. 그러므로 폴리머 콘크리트 제품 생산에 있어서 생산비의 대부분을 차지하는 폴리머 결합재의 사용량을 절감하는 것이 매우 중요하다. 폴리머 결합재의 절감기술을 개발하기 위하여 철강 산업에서 발생되는 제강 산화공정 슬래그와 환원공정 슬래그를 사용하여 아토마이징 공법으로 표면이 매끄러운 구형의 골재를 제조하였다. 폴리머 콘크리트 제조에 일반적으로 사용되는 탄산칼슘(충전재)과 강모래(잔골재) 대신 구형의 아토마이징 산화공정 슬래그와 환원공정 슬래그를 사용하면 최밀 충전효과와 볼베어링 효과로 작업성이 향상되어 폴리머 결합재의 절감효과를 기대할 수 있다. 폴리머 콘크리트 복합재료의 물성을 조사하기 위하여 폴리머 결합재의 첨가율과 아토마이징 제강 환원슬래그의 대체율에 따라 다양한 배합의 폴리머 콘크리트 공시체를 제조하였다. 시험결과, 아토마이징 제강 슬래그의 대체율이 증가됨에 따라 공시체의 압축강도는 증가되었으나 휨강도는 폴리머 결합재의 첨가율에 따라 최대값이 다르게 나타났다. 내열수성시험에서 압축강도, 휨강도, 밀도 및 세공의 평균직경은 감소되었으나 총세공량과 공극률은 증가되었다. 탄산칼슘과 강모래대신 구형의 아토마이징 제강 산화슬래그와 아토마이징 제강 환원슬래그를 사용하여 만든 폴리머 콘크리트는 작업성이 현저히 개선되어 종래의 제품보다 폴리머 결합재의 사용량을 19.0% 절감할 수 있는 것으로 나타났다.
It is known that polymer concretes are 8∼10 times more expensive than ordinary Portland cement concretes; therefore, in the production of polymer concrete products, it is very important to reduce the amount of polymer binders used because this occupies the most of the production cost of polymer concretes. In order to develop a technology for the reduction of polymer binders, smooth and spherical aggregates were prepared by the atomizing technology using the oxidation process steel slag (electric arc furnace slag, EAFS) and the reduction process steel slag (ladle furnace slag, LFS) generated by steel industries. A reduction in the amount of polymer binders used was expected because of an improvement in the workability of polymer concretes as a result of the ball-bearing effect and maximum filling effect in case the polymer concrete was prepared using the smooth and spherical atomized steel slag instead of the calcium carbonate (filler) and river sand (fine aggregate) that were generally used in polymer concretes. To investigate physical properties of the polymer concrete, specimens of the polymer concrete were prepared with various proportions of polymer binder and replacement ratios of the atomized reduction process steel slag. The results showed that the compressive strengths of the specimens increased gradually along with the higher replacement ratios of the atomized steel slag, but the flexural strength showed a different maximum strength depending on the addition ratio of polymer binders. In the hot water resistance test, the compressive strength, flexural strength, bulk density, and average pore diameter decreased; but the total pore volume and porosity increased. It was found that the polymer concrete developed in this study was able to have a 19% reduction in the amount of polymer binders compared with that of the conventional product because of the remarkable improvement in the workability of polymer concretes using the spherical atomized oxidation steel slag and atomized reduction steel slag instead of the calcium carbonate and river sand.
Keywords:Polymer concrete;Polymer binder;Atomizing steel slag;Spherical aggregate;By-product
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