에코시멘트는 폐기물로 배출되는 시멘트 원료성분이 포함되어 있는 점을 착안하여 이들을 주원료로 사용하여 시멘트로써 재활용하기 위한 자원순환형 시멘트입니다. 에코시멘트 종류, 용도 그리고 성능에 대해서 알아보겠습니다.
에코시멘트의 종류
(1) 보통에코시멘트 원료에 탄산나트륨을 첨가하는 것에 따라 소각회로부터 가지고 들어오는 CT을 소성공정에 서 알칼리염화물로서 휘발시켜 제거한 것이 보통에코시멘트입니다. 그 결과 시멘트 중의 CI량 은 약 0.05%까지 저감 시킬 수 있다. 구성광물은 보통포틀랜드 시멘트와 동등하지만 C3A량 이 약 14%로 약간 많기 때문에 시멘트 분쇄공정에서 석고량을 많게 하는 방법으로 응결시간을 제어합니다.
(2) 속경에코시멘트 소각회에 포함되어 있는 CT'을 시멘트의 주성분으로 이용한 것이 속경형 에코시멘트입니다. 클링커 중에 다량의 Cl'이 포함된 경우 시멘트 광물로서 C3A 대신에 칼슘클로로 알루미네이트가 생성합니다. 칼슘클로로 알루미네이트는 수화반응성이 높기 때문에 이 시멘트는 속경성을 나타냅니다. 시멘트 분쇄공정에서는 강도 발현성을 확보하기 위하여 무수석고와 황산알칼리를 첨가시킨다. 장기재령의 속경에코시멘트 경화체는 알라이트나 벨라이트(C2S)의 수화에 따라 생성하는 규산칼슘수화물과 수산화칼슘, 칼슘모노설페이트 수화물로 구성되며 프리델 씨 염(3 CaO-Al2O 3. CaCl2-10 H2O)이 공존한다. 보통포틀랜드시멘트와 비교하면 에트리자이트 및 칼슘모노설페 이트 수화물 생성량이 많기 때문에 여타 속경형 시멘트와 같이 석고첨가량 즉 삼산화황의 함량이 많은 차이가 있다. 또한 속경에코시멘트의 경화시간은 응결지연제나 적절한 혼화제의 첨가에 따라 조절하는 것도 가능합니다.
(3) 유해성분의 무해화 에코시멘트 제조공정과 제품은 무해화하는 것이 필수조건입니다. 에코시멘트 원료에는 폐기 물로부터 다이옥신이나 중금속 등을 함유하고 있는 것들이 있지만, 다이옥신류에 대해서는 소성공정의 1350℃ 고온에서 분해하여 무해화함으로 배가스나 시멘트 중에 는 포함되지 않습니다. 또한 중금속의 대부분은 약 1300℃ 이상의 고온에서 염화물로 서 휘발, 제거 에코시멘트 제조공정의 특징인 중금속 회수시스템에서 농축 분리 후 재자원화 한다. 중금속 회수 후 배수도 배출기준을 만족합니다.
에코시멘트의 용도
에코시멘트의 용도는 그 품질특성에 따라 속경과 보통에코시멘트의 용도가 달라집니다. 속경에코시멘트는 염화물이온량이 0.5% 이상으로 많기 때문에 용도는 조기강도의 발현성을 필요로 하는 무근콘크리트에 한정하며, 속경성을 요하는 몰탈이나 조기탈형으로 생산성 향상을 얻을 수 있는 콘크리트 제품이나 고화성능의 개량을 필요로 하는 일부 지반개량 고화재 등에 주로 쓰일 것으로 기대되고 있습니다. 보통에코시멘트는 콘크리트로서의 물성이나 내구성까지도 보통포틀랜드 시멘트와 마찬가지로 사용할 수 있습니다. 기본적으로는 현장타설 콘크리트, 콘크리트 제품 및 지 반개량재 등 폭넓은 분야의 용도로 사용되기 시작하고 있습니다. 그러나 보통에코시멘트는 일반적인 포틀랜드 시멘트에 비하여 염화물이온량이 다소 많고 아직까지는 사용실적이 적기 때문에 당면의 조치로서 용도를 한정하고 있습니다. 규격(JIS R 5214)에서도 보통에코시멘트의 적용 용도는 무근 및 철근콘크리트로 하여, 단위시멘트량이 많은 고강도·고유동 콘크리트를 사용한 철근콘크리트나 프리캐스트 콘크리트 제품은 제외하는 것으로 되습니다. 이에 따라 보통에코시멘트의 적용범위는 무근제품(URC), RC-1. RC-2. RC-3가 적당한 것으로 판단됩니다. 그 이유로서 원심성형으로 제조하는 철근콘크리트 제품(RC-4)에서는 에코시멘트가 분말도가 높기 때문에 제조가 곤란하게 되는 점이 있습니다. PC-1이나 PC-2와 같이 프리스트레스트 콘크리트분야에서는 에코시멘트의 염화물이온량이 많기 때문에 배합과 사용재료에 따라서는 굳지 않은 콘크리트의 염화물 이온량의 규격치인 0.20kg/m²을 만족시킬 수 없는 경우도 생각할 수 있으며 고강도와 고내구성을 요하는 점을 감안하여 원칙적으로 적용을 배제하고 있습니다. 공장제품은 증기양생 등의 촉진양생을 하는 경우가 많습니다. 증기양생을 실시하는 에코시멘트 콘크리트는 보통포틀랜드시 멘트와 동등합니다. 또 진동다짐이나 가압다짐에 의한 제조도 가능합니다.
에코시멘트의 성능
에코시멘트의 성능은 분말도가 높고 칼슘알루미네이트 광물상이 많이 포함되어 있기 때문에 단위수량이 약간 증가하고 공기조절제량도 다소 많게 됩니다. 슬럼프의 경시변화는 20. C에서는 보통포틀랜드 시멘트와 큰 차이는 없지만 온도가 높게 되면 약간 커지게 되는 경향이 있습니다. 블리딩(타설 후 콘크리트 표면에 물이 떠오르는 현상)은 약간 적고, 응결시간은 보통포틀랜드시멘트에 비해 1~2시간 정도 길어지는 경향이 있습니다. 에코시멘트 콘크리트는 일반 콘크리트 공사에서 행하여지고 있는 시공방법의 적용이 가능한 것으로 확인되고 있습니다. 에코시멘트 콘크리트의 압축강도는 양생방법에 관계없이 보통포틀랜드 시멘트와 마찬가지로 시멘트물비와 직선관계를 갖으며, 보통포틀랜드시멘트를 사용한 경우와 비교하면 약간 낮은 값을 갖습니다. 이 때문에 동일한 강도를 얻기 위해서는 물시멘트비(W/C)를 3~5% 정도 적게 할 필요가 있습니다. 에코시멘트 콘크리트의 건조수축률은 보통포틀랜드시멘트를 사용한 콘크리트와 비교하면 약간 적은 편입니다. 경화한 콘크리트가 동결하는 경우 콘크리트 내 수분에 의해 열화가 생길 수 있다. 동결융해 시험은 동결과 융해를 반복적으로 행하면서 동탄성계수를 측정하여 동결융해에 대한 저항성을 평가합니다. 충분한 공기량이 연행된 에코시멘트 콘크리트의 동결융해저항성은 보통포틀랜 드시멘트의 경우와 마찬가지로 높은 저항성을 나타낸다. 콘크리트는 pH 12 정도의 높은 알칼리성을 나타내지만 콘크리트 중의 수산화칼슘이 공기 중 의 이산화탄소와 반응하여 탄산칼슘을 생성하여 중성에 가깝게 되는 것을 중성화라고 합니다. 슬래그미분말을 사용한 콘크리트의 중성화는 보통포틀랜드시멘트를 사용한 경우보다도 증가하는 경향이 있지만 일 반콘크리트로서 같이 취급하는 것이 가능한 점을 고려하면 에코시멘트 콘크리트의 중성화는 일반콘크리트와 같이 취급할 수 있습니다. 또한 에코시멘트 콘크리트의 중성화는 물시멘트비를 3~5% 적게 하여 강도를 동일한 수준으로 하면 보통포틀랜드 시멘트의 경우와 동등한 수준이 될 수 있습니다.
