저품위 석회석과 폐제지 슬러지를 이용한 클링커 제조연구

초록

포틀랜드 시멘트는 석회분(CaO),실리카분(SiO),알루미나분(Al2O3),빈 산화철분(Fe2O3)을 함유한 원료혼합물을 소성하여 얻어지는 수경성 시멘트에 속하며 4종류의 산화물을 합친 함유량은 시멘트 중량의 거의 90%를 점하고 있으며, 나머지 10%는 산화마그네슘(MgO),알칼리금속산화물(Na2O나 K2O), 산화티탄(TiO2),5산화인(P2O5) 및 석고이다. 시멘트의 품질은 CaO,SiO2,Al2O3,Fe2O3의 4성분을 고온에서 소성할 때 생기는 시멘트 광물의 조성비에 의해 결정된다. 조성비는 CaO(60-65%), SiO2(22-24%),Al2O3(4-7%),Fe2O3(2-4%) 이며, 나머지 MgO,alkali, SO3등은 10% 미만이다. 위의 4 성분에 의해 결정되는 시멘트광물은 C3S, C2S, C3A,C4AF으로 이루어져 있으며, 이들의 상조성과 결정구조 등에 따라 시멘트 품질이 좌우된다. 또한 시멘트 합성광물인 C3S, C2S의 생성은 이들 구성광물중 CaO함량에 의해 좌우되므로 강도발현에 충분한 합성물질을 만들기 위해서는 CaO량이 충분한 고품위석회석을 원료로 사용하고 있다. 상대적으로 CaO가 적은 저품위 석회석은 충분한 C3S,C2S를 생성하지 못한다. 따라서 본 연구에서는 이들 저품위 석회석으로 포틀랜드 시멘트용 클링커를 제조하기 위해, CaO성분의 부족량을 CaCO3를 다량 함유하고 있는 폐제지 슬러지로부터 보충하여 이로부터 생성되는 시멘트 광물의 생성온도, 광물조성 및 결정구조등을 검토해 보았다.