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실용기술 상세정보 게시판
제목 도시생활폐기물 소각재의 건설재료로서 재활용 방안
국적 한국
회사명 인천지역환경기술개발센터
대표자 최계운
주소 인천광역시 연수구 송도동 7-46 인천대학교 미래관
대표전화 032-850-5660
담당자 윤중만
팩스 032-851-8862
요약

◎ 연구의 목적 및 필요성

  • 일반폐기물인 도시쓰레기 소각재에 고화재 및 섬유물질을 혼합하여 재료의 강도, 내구성을 증가시켜 건설용 공사재료로 재활용하는데 목적이 있다. 구체적으로 벽돌 및 블록 등의 건축용 자재와 도로성토시 토공재료,지하매설물의 뒷채움재료,배수를 위한 샌드드레인재료, 팩드레인재료 및 샌드매트포설용 세골재로의 사용과 보도 블럭의 인터락킹 등 토목공사용 자재로 활용하고자 한다.
특징

◎ 연구의 내용 및 범위

  • 도심지에 소재하고 있는 쓰레기 소각장에서 배출되는 소각재를 수거하여 다음과 같은 순서에 의해 연구를 진행하고자 한다.
  • 1) 소각재 화학분석시험 : 현재 소각되고 있는 쓰레기는 일반적으로 도시생활폐기물로 그 구성성분이 비교적 안정한 무기물로 이루어져 있다. 위의 사실을 확인하기 위해 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 이용한 중금석 분석시험을 통하여 환경에 영향을 미치는 유해물질의 포함 여부를 조사한다. 그리고 환경부 허용기준치와 비교한다.
  • 2) 강도시험 : 수거된 소각재를 시멘트계 고화재 및 섬유재와 교반혼합하여 공시체를 만들어 일축압축시험을 실시한다. 일축압축시험은 ASTM 기준에 의거하여 실시한다.
  • 3) 물리적 특성 분석 : 시멘트계 고화재 및 섬유재와 교반혼합된 소각재를 이용하여 만든 재생골재의 물리적 특성을 분석한다. ASTM 기준에 의거하여 실시한다. (입도분석시험, 비중시험, 흡수률, 단위중량)

◎ 연구 결과

  • 도시생활 폐기물 소각재를 건설재료로서 재활용하는 방안을 모색하기 위하여 소각재 및 소각제가 혼합된 고화체에 대하여 일련의 실험을 실시하여 얻은 결과를 정리하면 다음과 같다. 소각재의 중금속 및 비소의 함유량 분석결과 소각재는 자체에 고농도의 중금속을 지니고 있으며 카드늄 및 납 성분이 높은 반면 구리와 크롬 성분이 낮은 것으로 나타났다. 소각재의 구성성분으로, 주성분은 Al, Si, S, Cl 및 Ca로 구성되어 있다. 칼슘(Ca)성분이 차지하는 양이 전체의 약 40%이며 황은 약 2% 정도를 차지하는 것으로 나타났다. SEM 사진분석 결과 바닥소각재는 모양이 불규칙적이고 다양한 성분들로 구성되어 있다. 모래에 비해 입자의 각이 뚜렷한 형상을 보이고 있으며 서로 느슨한 결합 형상을 보여주고 있다. 바닥소각재의 중금속의 함유량이 상당히 높지만 KOLP에 의한 중금속 용출실험 결과는 대부분의 항목들은 낮은 수치를 보여주고 있고, 용출된 중금속의 양의 우리나라의 폐기물관리법(시행령 3조)기준 미만으로 검출되고 있음을 알 수 있다. 고화체의 용출실험결과 용출되는 중금속 량은 소각재 자체보다 이 조금 감소 된 것을 알 수 있다. 고화체의 함수비는 양생일에 관계없이 일정하게 나타나고 있으며 소각재의 혼합비, 물-시멘비, EPS 혼합비가 높을 수록 고화체의 함수비는 증가하는 것으로 나타나고 있다. 또한, 고화체의 단위중량은 모래에 대한 소각재의 혼합비가 증가할수록 단위중량은 감소하는 것으로 나타나고 있다. 한편 EPS 혼합비가 증가할수록 고화체의 단위중량은 감소하고 있다. 모래에 대한 소각재의 혼합비에 따른 압축강도는 소각제 혼합비가 증가함에 따라 고화체의 강도는 감소하고 있다.각 혼합비에 따른 고화체의28일 강도는 보도블럭의 품질기준(압축강도 80kg/cm2 )을 만족하는 것으로 나타났다.고화체의 강도는 양생온도가 노을 수록 크게 나타났다. 그러나 양생온도가 30±2o C에서 양생된 고화체의 강도가 40±2o C에서 양생된 고화체의 강도보다 크게 나타나고 있다.물-시멘트 비 변화에 따른 고화체의 강도는 물-시멘트비가 55%에서 60%로 증가한 경우에는 고화체의 강도는 증가하는 것을 보여주고 있다. 그러나 물-시멘트비가 65% 이상이 되면 고화체의 강도는 감소하였다. 모래에 대한 EPS의 혼합비에 따른 고화체의 압축강도는 EPS의 혼합비가 증가함에 따라 고화체의 강도는 감소하는 것을 보여주고있다 . 따라서 EPS 혼합에 따른 고화체의 강도 감소율을 감소시키기 위해서는 적절한 양생온도, 물-시멘트비를 선정할 필요가 있다. 그러나 이 두 경우의 28일 강도는 각각 130과 87kg/cm2 정도로 보도블럭의 품질기준을 만족한다. 소각재를 이용하여 제조한 건설, 건축용 블록은 현재 유통되고 있는 시중의 콘크리트 제품보다 경제성이 뛰어남을 알 수 있었다.

※ 자세한 사항은 첨부 파일 참조

첨부파일 31C3A0610117.pdf
조회수 2566
등록일 2006-10-09

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