폴리실리콘 슬러지를 활용한 콘크리트 내구성 향상에 관한 연구

Abstract

전세계적인 지구온난화에 따른 태양광발전 수요가 연평균 30%이상 고속 성장하고 있으며 이로 인한 태양광발전 집광판의 주원료인 폴리실리콘의 생산량이 급증하고 있다. 하지만 폴리실리콘 슬러지는 고형화되어 대부분 매립처리되고 있어 또 다른 환경문제가 발생되고 있다.

따라서, 폴리실리콘 슬러지를 재활용한 콘크리트 내구성 향상에 관한 연구를 통하여 산업폐기물의 자원화와 향후 고성능ㆍ고내구성이 요구되는 구조물에 실용화 및 광물질 혼화재의 대체재로서의 활용성 검토를 목적으로 연구를 진행하였다.

본 연구를 위하여 폴리실리콘 슬러지 치환비율을 5%, 10%, 15%, 20%, 25%로 구분하여 콘크리트 공시체를 제작하여 슬럼프 시험, 공기량 시험, 압축강도 시험, 탄산화 깊이 측정 시험, 염소이온 침투 저항성 시험, 흡수율 시험을 실시하였다.

실험결과 슬럼프는 폴리실리콘 치환율이 높을수록 감소되었고 공기량은 거의 영향을 받지 않는 것으로 확인되었다. 그리고 치환율이 높을수록 압축강도는 대체적으로 증대되고 탄산화깊이도 증가하였다. 염소이온침투깊이는 강도특성과 유사하게 나타나 치환율이 높을수록 침투깊이는 줄어드는 것으로 확인되었다.

이러한 결과는 폴리실리콘 슬러지가 광물질 혼화재의 대체재로서의 사용성능이 있는 것으로 판단되고 폴리실리콘 슬러지의 높은 분말도의 특성은 콘크리트 내부의 미세한 공극을 줄여주어 구조가 치밀해지고 강도가 증진되어 외부의 유해인자의 침투를 막아주는 역할을 하여 내구성 향상에 기여하는 것으로 판단된다.