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2019년 12월 6일 (금) 20:47 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 00000000..

영문 : 00000000..

과제 팀명

00000..

지도교수

000 교수님

개발기간

2019년 0월 ~ 2019년 0월 (총 0개월)

구성원 소개

서울시립대학교 화학공학과 20143400** 박**(팀장)

서울시립대학교 화학공학과 20143400** 이**

서울시립대학교 화학공학과 2014340039 이주호

서울시립대학교 화학공학과 20143400** 신**

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

1. 이산화탄소 배츨 저감을 위한 OPC 대체제 개발한다.

2. 폐자원, 비산재 및 슬러지 활용 방안 모색한다.

3. 비산재 및 슬러지 비율에 따른 시편의 물성 변화 파악한다.

4. 고온 조사 후, 소결화 및 결정화 등 다양한 변화 관찰 및 물성 변화 분석한다.

5. XRD, FTIR, SEM 및 TG/DSC 등 과학적 분석을 통해 화학 및 미세구조 변화 분석한다.

6. 열적 내구성을 갖춘 지오폴리머 합성한다.

개발 과제의 배경

1. 시멘트(OPC)로 인한 CO2 발생량이 총 발생량의 8%에 달한다. 시멘트를 대체할 물질을 개발해 CO2 발생량을 줄이고자 한다.

2. 매년 750만 톤의 석분슬러지가 발생하지만, 대부분이 매립되어 환경문제를 야기한다. 이는 적절한 재활용 방안이 마련되지 않기 때문이다. 이번 설계를 통해 슬러지의 활용 방안을 제시하고자 한다.

3. OPC는 열적 내구성이 낮아 500-600 ℃까지만 버틸 수 있다. 그에 반해, 비산재 기반 geopolymer는 상대적으로 열적 내구성이 높아 약 800 ℃까지 버틸 수 있다.

4. 슬러지는 기존 특허를 통해 내화벽돌로의 가능성을 살펴볼 수 있었다. 슬러지가 geopolymer에 합성되면 높은 열적 내구성을 발현할 수 있을 것으로 보인다.

개발 과제의 목표 및 내용

1. 인공 골재 제조공장에서 발생하는 석분 슬러지와 석탄 화력발전소 부산물인 비산재를 포함한 버려지는 자원의 활용도를 높이고 환경오염을 방지한다. 2. 고온에 노출된 후에도 높은 내구성을 가지는 geopolymer를 제조한다.

1. 상온에서 geopolymer 물성 분석(압축강도, 밀도 등) - 담당자: 박준성, 신동진 - 개발기간(월 단위): 9월, 10월

2. 고온 조사 후 geopolymer 물성 분석(압축강도, 밀도 등) - 담당자: 박준성, 이주호 - 개발기간(월 단위): 10월, 11월

3. 온도별 geopolymer 변화 요인 분석(XRD, FTIR, TG/DSC 등) - 담당자: 박준성, 이성준 - 개발기간(월 단위): 10월, 11월, 12월

구성원 및 추진체계

1. 본 설계에 있어, 영월 화력발전소에서 비산재를, 하남시 인공골재공장에서 슬러지를 조달받았다.

2. 시편은 다음과 같이 제작한다. 비산재와 슬러지를 다양한 비율(10:0, 6.7:3.3, 5:5 등)을 혼합한 후, 14 M NaOH 수용액을 고체비율 대비 0.28로 혼합한다. 5 cm 큐브 몰드에 넣어 90 ℃ 오븐에서 24시간동안 양생하여 완성한다.

3. 완성된 시편을 전기로에 넣고 고온(300 ℃, 600 ℃, 900 ℃ 등)에 2시간동안 노출하여 열에 의한 geopolymer의 변화를 관찰한다.

4. 고온에 조사된 시편의 물성을 측정하고, XRD와 FTIR 그리고 SEM 등의 분석을 통하여 물질의 화학구조 및 미세구조의 변화를 파악하여 물성변화의 요인을 조사한다.

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용

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 ====개발 과제의 배경====
 . 시멘트(OPC)로 인한 CO2 발생량이 총 발생량의 8%에 달한다. 시멘트를 대체할 물질을 개발해 CO2 발생량을 줄이고자 한다.
 . 매년 750만 톤의 석분슬러지가 발생하지만, 대부분이 매립되어 환경문제를 야기한다. 이는 적절한 재활용 방안이 마련되지 않기 때문이다. 이번 설계를 통해 슬러지의 활용 방안을 제시하고자 한다.
 . OPC는 열적 내구성이 낮아 500-600 ℃까지만 버틸 수 있다. 그에 반해, 비산재 기반 geopolymer는 상대적으로 열적 내구성이 높아 약 800 ℃까지 버틸 수 있다.
 . 슬러지는 기존 특허를 통해 내화벽돌로의 가능성을 살펴볼 수 있었다. 슬러지가 geopolymer에 합성되면 높은 열적 내구성을 발현할 수 있을 것으로 보인다.