석탄화력발전소에서 발생하는 주요 폐기물인 비산재는 물리적 특성이 재료과학에 매우 중요한 영향을 미칩니다. 밀도와 입자 크기 등의 비산재 특성은 건축 자재로서의 활용도와 환경적 영향에 영향을 미칩니다. 비산재의 물리적 특성에 대한 심층적인 연구가 진행되고 있으며, 재료과학 분야에서의 잠재력 또한 탐구되고 있습니다. 이러한 연구는 환경 보호를 위한 새롭고 지속 가능한 해결책을 제시할 수 있을 것입니다.
플라이애시의 물리적 특성(밀도 및 입자 크기 등):
비산재는 밀도, 부피 밀도, 미분도와 같은 물리적 특성을 가지고 있습니다. 이러한 특성은 비산재의 화학적 및 광물학적 조성의 거시적인 반영입니다. 비산재의 밀도는 1.9~2.9 g/cm³이고, 부피 밀도는 0.531~1.261 g/cm³입니다. 비표면적은 질소 흡착법으로 측정했을 때 800~19500 cm²/g이고, 공기 투과법으로 측정했을 때는 1180~6530 cm²/g입니다. 미분탄재의 미분도와 입자 크기는 중요한 요소이며, 활성도 및 기타 특성에 직접적인 영향을 미칩니다. 미분탄재가 미세할수록 미립자 비율이 높아지고 활성도 또한 커집니다.
분쇄된 연료재의 물리적 특성이 재료 성능에 미치는 영향:
플라이 애시의 물리적 특성은 재료에서의 성능에 큰 영향을 미칩니다. 예를 들어, 플라이 애시의 미세함과 입자 크기는 시멘트의 수화에 영향을 미칠 수 있습니다. 이는 차례로 재료의 강도와 내구성에 영향을 미칩니다. 연구에 따르면 분쇄된 연료재를 추가하면 고수분 재료에 영향을 미칩니다. 응결 시간, 밀도 및 수분 함량이 변경됩니다. 이는 차례로 엔지니어링 특성에 영향을 미칩니다. 플라이 애시를 더 많이 추가하면 고수분 재료의 최대 강도가 낮아집니다. 그러나 잔류 강도는 증가합니다. 탄성 및 변형 계수도 감소합니다. 또한 플라이 애시의 포졸란 활성은 시멘트의 수화 생성물과 반응할 수 있습니다. 이는 CSH 겔을 형성합니다. 슬러리의 강도와 밀도가 증가합니다.
새로운 재료 개발에 있어서 플라이애시의 응용:
화산재 활동이 있는 플라이 애시는 새로운 건축 자재를 만드는 데 사용되었습니다. 예를 들어 플라이 애시는 시멘트 혼화제로 사용할 수 있습니다. 시멘트 성능을 개선하고, 소비를 줄이며, 비용을 절감합니다. 콘크리트에서 분쇄된 연료 애시는 작업성, 유동성 및 조작성을 개선할 수 있습니다. 또한 장기적으로 강도와 내구성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 분쇄된 연료 애시는 지오폴리머, 합성 세라믹 및 내화 단열재를 만듭니다. 새로운 스마트 건축 자재에도 사용됩니다.
플라이애시 포졸란 활성은 시멘트 수화 반응에 어떤 영향을 미치는가:
플라이 애시에는 화산재 활동이 있습니다. 시멘트 수화에서 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 반응합니다. 이 반응은 수화 칼슘 규산염 및 수화 칼슘 알루미네이트와 같은 시멘트성 물질을 만듭니다. 이러한 제품은 콘크리트를 강화하고 단단하게 만들 수 있습니다. 또한 부식에 저항할 수 있습니다. 플라이 애시의 활성 SiO2 및 Al2O3는 시멘트 수화 후 알칼리성 환경에서 Ca(OH)2와 반응합니다. 이것은 경화된 시멘트성 물질을 형성합니다. 그들은 콘크리트의 모세관을 채우고 내부 구조를 개선합니다. 결과적으로 콘크리트의 밀도와 강도가 증가합니다.
많은 요인이 플라이 애시의 화산재 활동에 영향을 미칩니다. 여기에는 화학 성분, 표면적, 입자 크기 및 소성 온도가 포함됩니다. 플라이 애시의 유리질 SiO2 및 Al2O3는 화산재 활동의 주요 원인입니다. 이들은 수화 중에 Ca(OH)2와 반응합니다. 이것은 수화된 칼슘 규산염 및 수화된 칼슘 알루미네이트 겔을 만듭니다. 이러한 겔은 콘크리트 강도의 핵심입니다.
또한, 분쇄 연료재의 포졸란 활성은 물리적 형태와도 관련이 있습니다. 플라이 애시의 유리 미세구는 매끄럽고 조밀한 표면을 가지고 있습니다. 그들은 물을 줄이고, 콘크리트를 조밀화하고 균질화하며, 흐름을 개선합니다. 또한 시멘트의 초기 수화를 돕습니다. 그리고 콘크리트의 경화 특성을 개선합니다.
분쇄된 연료재의 포졸란 활성이 시멘트 수화 반응에 미치는 영향은 다음과 같은 측면에서도 반영됩니다.
1. 시멘트 페이스트의 균일성을 개선합니다. 농도를 높입니다. 블리딩과 층화를 줄입니다.
2. 플라이애시는 콘크리트의 유동성과 펌핑성을 개선할 수 있습니다. 이는 물-시멘트 비율이 낮은 콘크리트에 해당합니다.
3. 플라이애시의 포졸란 반응은 시멘트의 수화 속도를 늦춥니다. 이는 차례로 수화열로 인한 콘크리트의 온도 상승을 줄입니다. 콘크리트의 온도 균열을 방지하는 데 도움이 됩니다.
4. 분쇄 연료재의 활성 성분은 시멘트의 에트링가이트와 반응합니다. 이는 생성된 에트링가이트의 양을 줄입니다. 또한 다른 수화 생성물도 증가시킵니다. 이러한 변화는 에트링가이트의 구조에 영향을 미칩니다. 따라서 고수분 재료의 압축 강도를 낮춥니다.
요약하자면, 화산 활동으로 인한 분쇄 연료재는 시멘트 수화에서 나온 Ca(OH)2와 반응합니다. 더 많은 수화 생성물을 생성합니다. 이는 콘크리트의 강도, 내구성 및 내부 구조를 개선합니다. 따라서 콘크리트의 특성을 향상시킵니다.
결론
플라이 애시의 물리적 특성을 연구하는 것은 필수적입니다. 이는 재료 과학에서 플라이 애시의 가치를 높이는 데 도움이 됩니다. 향후 연구에는 다음이 포함될 수 있습니다. 분쇄 연료 애시를 자세히 분류하고, 시멘트와 콘크리트에서 사용을 개선하고, 고부가가치 용도를 개발하고, 환경 작업과 농업에서 새로운 용도를 탐색합니다. 이러한 연구는 분쇄 연료 애시 사용을 개선할 수 있습니다. 또한 환경 보호와 지속 가능한 개발을 촉진할 수 있습니다.