제지 공정 과정에서 슬러지를 소각할 때 생성되는 제지애쉬를 도로 하부 동공 보수 재료인 유동성 채움재의 재료로 재 활용 가능성에 대하여 실험적으로 평가하였다. 유동성 채움재는 플로우 값으로 대표되는 유동성, 압축강도 및 블리딩률 에 의해 평가됨에 따라 해당 특성에 대하여 시험 및 평가를 진행하였다. 제지애쉬의 화학적 성분이 강도 발현을 위한 시 멘트와 유사한 점에 기반하여 제지애쉬를 시멘트 중량비의 0~40% 범위에서 치환하여 페이스트 혼합물을 제작하였다. 이 후, 플로우 및 압축강도 시험을 수행하여 제지애쉬의 적정 치환 범위를 선정하였다. 이후, 시멘트-제지애쉬 페이스트 혼 합물에 잔골재 및 굵은 골재를 혼합하여 유동성 채움재(CLSM: Controlled Low Strength Material) 혼합물을 배합하고 플로 우, 압축강도, 블리딩 시험을 실시하였다. 시험 결과 제지애쉬 치환율이 증가함에 따라 혼합물의 유동성 및 압축강도가 감소하였으며, 이는 제지애쉬의 높은 수분 흡수율에 의한 영향으로 판단된다. 혼합물의 적정 배합을 통하여 소정의 플로 우, 압축강도 및 블리딩률 기준을 만족할 수 있었으며, 이를 통해 제지애쉬의 유동성 채움재 활용 가능성을 확인하였다.

현재 우리나라 환경부에서 발간하는 ‘전국 폐기물 발생 및 처리현황’에 의하면 소각재의 구분은 ‘소각재’, ‘연소재’로 구분되어 있으며 ‘사업장배출시설계폐기물’ 항목으로 집계되고 있다. 소각재 및 연소재의 발생 현황을 살펴보면 연소재의 경우 최근 5년간의 발생량은 큰 변화 없이 약 8,000천톤 내외로 일정한 양을 보였지만, 소각재는 매년 증가경향을 보였으며 2010년 약 1,667천톤에서 2014년 약 3,054천톤으로 두 배정도가 증가하였다. 또한, 2014년 기준 소각재의 발생비율은 소각재 및 연소재의 총 발생량(11,410.3천톤) 중 26.8%를 차지하고 있다. 발생하고 있는 소각재의 재활용은 폐기물종류 및 업종에 따라 다르지만, 일반적으로 비산재는 중금속의 유해특성이 높아 재활용이 극히 제한적이고, 바닥재는 상대적으로 유해성이 낮아 재활용 가능성이 높아 다양한 용도로 재활용이 가능하다. 본 연구는 최근 자원순환법 제정, 폐기물관리법 개정 등 환경부의 재활용활성화 정책을 적극 추진하고 있고, 바닥재가 경량골재, 재활용 벽돌, 아스팔트 채움제 등으로 다양하게 재활용되고 있는 상황을 고려하여 중금속 용출특성과 물리･화학적 특성 중심으로 제지소각바닥재에 대한 재활용의 용도 및 방법을 다양화시키기 위한 목적이 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 7개 제지업체에서 발생하는 제지소각바닥재의 중금속 용출특성과 물리･화학적 특성을 중심으로 석탄재와 비교분석하였다. 그 결과 석탄재의 수분 및 강열감량에 대한 재활용 환경기준은 없으나, 재활용 제품 품질기준을 제시하고 있고, 제지소각재의 수분과 강열감량은 석탄재 재활용 제품의 품질기준을 만족하는 경우(유동상식)와 그렇지 않은 경우(스토커식)로 나타났다. 중금속용출은 전 항목 지정폐기물, 바닥재 재활용, 요업제품 원료기준의 용출기준을 모두 만족하였으며, 석탄재와 차이가 거의 없었다. 화학성분은 석탄재와 비교하였을 때 비슷한 범위를 보였지만, 재활용 제품 품질기준을 만족하는 경우(유동상식)와 그렇지 않은 경우(스토커식)로 나타났다. 이와 같이 유동상식에서 배출된 제지소각 바닥재의 물리화학적 특성, 중금속 용출농도가 석탄재와 큰 차이가 없고, 품질기준을 만족하는데도 불구하고 재활용이 활성화되어있는 석탄재와 비교하였을 때 제지소각 바닥재는 상대적으로 재활용의 제약을 받고 있는 것으로 보인다. 본 연구결과 유동상식에서 배출된 제지소각 바닥재는 ｢자원의 절약과 재활용촉진에 관한 법률｣ 별표 4에 제시되어 있는 석탄재의 재활용용도 중 콘크리트 및 시멘트 제품(콘크리트 혼화재, 시멘트 및 시멘트 클링커 제조 원료)으로서 재활용이 가능할 것으로 평가되며, 일부 품질기준을 충족시키지 못하는 경우(스토커식), 소각로 방식을 유동상식으로 변경할 경우 품질기준을 충족하는 것이 가능할 것으로 보인다.

현재 우리나라 환경부에서 발간하는 ‘전국 폐기물 발생 및 처리현황’에 의하면 소각재의 구분은 ‘소각재’, ‘연소재’로 구분되어 있으며 ‘사업장배출시설계폐기물’ 항목으로 집계되고 있다. 소각재 및 연소재의 발생 현황을 살펴보면 연소재의 경우 최근 5년간의 발생량은 큰 변화 없이 약 8,000천톤 내외로 일정한 양을 보였지만, 소각재는 매년 증가경향을 보였으며 2010년 약 1,667천톤에서 2014년 약 3,054천톤으로 두 배정도가 증가하였다. 또한, 2014년 기준 소각재의 발생비율은 소각재 및 연소재의 총 발생량(11,410.3천톤) 중 26.8%를 차지하고 있다. 발생하고 있는 소각재의 재활용은 폐기물종류 및 업종에 따라 다르지만, 일반적으로 비산재는 중금속의 유해특성이 높아 재활용이 극히 제한적이고, 바닥재는 상대적으로 유해성이 낮아 재활용 가능성이 높아 다양한 용도로 재활용이 가능하다. 본 연구는 최근 자원순환법 제정, 폐기물관리법 개정 등 환경부의 재활용활성화 정책을 적극 추진하고 있고, 바닥재가 경량골재, 재활용 벽돌, 아스팔트 채움제 등으로 다양하게 재활용되고 있는 상황을 고려하여 중금속 용출기준을 중심으로 바닥재에 대한 재활용의 용도 및 방법을 다양화시키기 위한 목적이 있다. 따라서 본 연구에서는 중금속 용출기준으로 제지소각 바닥재를 고경량골재, 재활용 벽돌, 아스팔트 채움제로서 재활용시 유해성의 여부를 검토하였다.

The quantities of low-grade reject fly ash (RFA) and paper sludge ash (PSA) generated are increasing annually and causing a serious social problem. In this study, the utility of these by-products was analyzed by using RFA and PSA as mineral admixtures. RFA-PSA blended mortar was fabricated and evaluated for use as a cement additive. RFA was milled to improve workability and the hydration reaction, and PSA was mixed with anhydrite to create the ettringite. As the RFA-PSA blended powder replaced 10% of the cement by weight, compressive strength of the mortar exceeded that of ordinary mortar prepared with Portland cement (OPC). Length change (28 days) of the RFA-PSA mortar with a 10% replacement rate was 68% of the OPC mortar and was 62% with a 30% replacement rate.

아스팔트 포장이 최초로 시공된 이후로 눈부신 경제발전과 함께 도로의 신설, 확장 및 포장과 동시에 기존 포장도로의 유지보수는 국가건설 산업의 중요한 부분이 되었다. 근래에는 교통량의 증가 및 교통하중의 증가로 인하여 아스팔트 포장은 설계수명을 다하지 못하고 급속히 파손되는 결과를 가져와 폐아스콘의 발생량이 기하급수적으로 증가하고 있는 추세에 있다. 천연자원 고갈 및 훼손에 따른 문제 해결을 위하여 최근 ｢건설폐기물의 재활용촉진에 관한 법률｣ 제38조제3항에 따른 ‘순환골재의무사용건설공사의 순환골재 사용용도 및 의무사용량 등에 관한 고시’ (환경부 고시 제2009-138호, 국토해양부 고시 제2009-713호, 2009.8.25)에 따라 1km 이상의 도로를 건설할 경우 반드시 재생아스콘을 사용해야한다. 환경부는 공공기관이 발주하는 건설공사에 사용하는 의무사용 비율을 현재 15％에서 40%로 높여갈 계획에 있다. 이러한 정부의 정책에도 불구하고 재생아스콘의 사용 실적이 저조한 이유에는 그 기능성 및 가격경쟁력의 문제가 크다고 할 수 있고 재생아스콘의 사용 공법에는 포장 시 가열의 유무에 따라 가열재생아스콘과 상온순환아스콘으로 구분되어 진다. 환경부하저감과 자원절약의 의미로 시행되는 재생아스콘은 가열시 발생되는 이산화탄소 및 에너지 소비측면에서 적합하지 않으며, 특히 가격 경쟁성에서 시장성이 떨어진다. 따라서 상온순환아스콘의 확대보급을 위한 기술개발이 필요하며 이에 본 연구는 최근 저탄소 녹색생산 및 경제성 향상을 위한 자원재활용과 고부가성을 요구하는 시멘트 업계의 동향을 고려하여 무기계 순환자원인 제지슬러지, 고로슬래그 및 탈황석고 등의 자원을 재활용하여 시멘트를 전혀 사용하지 않고 고온의 소성과정 없이 상온에서 제조가 가능한 상온순환아스콘 채움재 개발과 그 특성평가를 진행하였다. 본 연구는 KS L 5105에 명시된 시험방법으로 실험을 진행하였으며 각각의 배합에 따른 유동성, 압축강도, 기타 물성 등을 시험하였으며 제지애시를 혼입한 채움재의 물성을 확인하였다.

Carbon dioxide has steadily increased in atmosphere since the industrial revolution, and it is the main cause of the global warming. In this study, carbon dioxide is stored in the form of insoluble calcium carbonate through indirect carbonation using paper sludge ash (PSA) as a raw material and acids (acetic acid and hydrochloric acid) as solvents. Acid is very efficient to extract calcium from PSA, which is as high as 55%. However, since the pH of calcium extractant obtained using acid is as low as 6 and carbon dioxide is not present in the form of CO32- at the low pH, carbonation reaction does not occur to form calcium carbonate. Sodium hydroxide, therefore, is added into the calcium extractant to increase pH up to 13. The amount of sodium hydroxide is calculated based on the equivalent of calcium in the extractant. Then, carbon dioxide is injected into the calcium extractant for 30 minutes at a flow rate of 0.05 L/min. The calcium extractant is prepared in advance using 40 g of PSA and 1L of 0.7 M acid, and 35mL of 50% sodium hydroxide is added into the extractant to adjust pH. During carbonation, liquid samples are taken at designated intervals to measure pH and calcium concentration. After the carbonation is completed, white solids are collected to dry at 105℃ for 12 hours, which weigh 30.0 g and 33.1 g from the extractants using acetic acid and hydrochloric acid, respectively. The white solids are found to be highly pure calcite by XRD analysis. Based on the solid mass, the amounts of carbon dioxide sequestrated in PSA are calculated to be 330.4 kg CO2/ton PSA and 363.7 kg CO2/ton PSA using acetic acid and hydrochloric acid as solvents, respectively.

This study is the basic experiment for manufacturing non-cement matrix of lightweight based on blast furnace slag. Consequently, the decrease ratio of the density of matrix about the density of mix showed Ca(OH)2 up to be the highest when adding 2.5%. And the compressive strength increased as the addition ratio of Ca(OH)2 was increased.