석탄회를 활용한 지중관로 뒤채움용 CLSM의 열적 특성에 관한 연구

Abstract

현재 우리나라는 생활수준의 향상과 더불어 라이프라인의 공간 창출 및 미관 등이 중요시되면서 대도시의 지중관로의 건설이 나날이 증대되고 있는 추세에 있다. 그리고 상하수도, 통신, 전력 등의 지중관로에서 발생된 열을 뒤채움재가 효과적으로 방출시키지 않으면 절연파괴에 이를 수 있으므로 반드시 관거 뒤채움용 채움재는 반드시 우수한 열적 특성을 필요로 한다.

그리고 석탄을 이용한 화력발전은 풍부한 매장량과 타 발전에 비하여 저렴한 비용 등의 이유로 국내 전력의 약 65%를 담당하고 있다. 석탄화력발전의 산업부산물인 석탄회량도 꾸준히 증가하여 재활용되지 못하고 회처리장에 매립된 누적 석탄회량이 2010년 기준으로 약 7,600여만톤인 것으로 추정된다. 산업부산물 중 석탄회는 전체배출량의 약 30%가 재활용되지 못하고 매립되고 있으며, 매립에 따른 비용 및 환경오염 등의 문제가 심각하다. 한편, 국내 석탄회 중에서 비회는 건설재료로서 재활용되나, 매립회는 대부분 재활용되지 못하고 매립되고 있다.

따라서 본 연구에서는 석탄회를 활용한 관거 뒤채움용 CLSM의 열전도도, 열확산율 및 비열량 측정 시험, 일축압축강도 시험, 단위중량 시험을 실시하여 매립회를 대량 유효 활용할 수 있으며, 재굴착이 용이하고 소정의 강도를 발휘할 수 있으며, 상하수도, 통신, 전력 등의 지중관로에서 발산되는 열을 외부에 효과적으로 방출 시킬 수 있는 높은 열전도도, 열확산율 및 비열량 값을 만족하는 적정 배합비를 도출하고자 한다.

시험 결과, 배합비(PA:FA)=80:20, 시멘트비 9%, 함수비 29%는 재령 1일 강도기준 0.2MPa 이상, 재령 28일 강도기준 1.0∼1.5MPa을 동시에 만족하고, 상대적으로 높은 단위중량 및 열전도도, 열확산율 및 비열량 값을 나타내었으므로 이는 현재 폐기물로 처리되는 매립회를 대량 유효 활용하는 측면에서 적합할 뿐 아니라 전력 및 통신 등의 지중관로 뒤채움재로서의 활용이 클 것으로 판단된다.