우리나라는 유리 소비량이 많은 국가입니다. 급속한 경제 발전과 함께 유리 소비량이 날로 증가하고 있으며, 폐유리 처리 문제는 점차 심각한 과제로 대두되고 있습니다. 유리의 주성분은 활성 실리카이므로, 분말로 분쇄하면 포졸란 반응을 일으켜 콘크리트 혼화제로 사용할 수 있습니다. 이는 폐유리 처리 문제를 해결할 뿐만 아니라 친환경 건축 자재 개발에도 기여할 수 있습니다.HCM 기계저희 회사는 분쇄기 제조업체입니다. 저희가 생산하는 분쇄기는 폐유리 분말을 분쇄하는 데 사용되는 장비입니다. 오늘은 시멘트에 있어 유리 분말의 역할에 대해 소개해 드리겠습니다.

유리 분말을 혼합한 콘크리트의 압축 강도 시험과 시멘트 페이스트의 현미경 관찰 결과를 분석해 보면, 유리 분말의 CaO가 물과 반응할 수는 있지만 그 반응성이 매우 약하다는 것을 알 수 있다. 따라서 유리 분말 자체는 수경성을 가지지 않는다고 볼 수 있다. 예를 들어 유리 분말의 혼합량이 10%일 경우, 유리 분말에 함유된 활성 실리카, 알루미나, 수산화칼슘이 반응하여 저알칼리성 수화규산칼슘을 형성한다. 활성 실리카는 고알칼리성 수화규산칼슘과도 반응할 수 있다. 수화규산칼슘은 반응하여 저알칼리성 수화규산칼슘을 생성한다. 이 과정에서 수산화칼슘 함량이 감소하고, 수화규산칼슘이 일부 생성되어 경화 슬러리의 밀도와 불투수성이 향상된다. 유리 분말은 시멘트 수화 생성물인 수산화칼슘(Ca(OH)₂)과 반응하여 물을 생성합니다. 수화 규산칼슘은 콘크리트 내 Ca(OH)₂ 함량을 감소시키고, 수화 규산칼슘 함량을 증가시켜 콘크리트 강도를 향상시킵니다. 유리 분말 함량이 20%에 도달하면 시멘트 함량이 감소함에 따라 시멘트 수화로 생성되는 수화물도 감소하지만, 유리 분말은 시멘트 수화물과 반응하여 부분적으로 수화된 규산칼슘을 형성합니다. 유리 분말 함량이 20%에 도달했을 때 강도는 기준 콘크리트와 유사한 수준을 유지합니다. 유리 분말 함량이 계속 증가하고 시멘트 함량이 점차 감소하면 수화 생성물의 양이 점점 줄어들고, 유리 분말이 시멘트 수화물과 반응하여 생성되는 수화물이 시멘트 함량 감소로 인한 수화 생성물 감소를 충분히 보상하지 못하게 됩니다. 따라서 강도가 점점 낮아집니다. 또한 유리 분말 함량이 너무 많으면 균열이 발생하는 것으로 나타났습니다.

이는 시멘트 양이 줄어드는 동시에 수화 반응에 참여하는 활성 실리카의 필요량도 줄어들기 때문입니다. 남은 활성 실리카는 유리 분말의 알칼리성 물질과 반응하여 콘크리트의 내부 팽창을 유발합니다. 또한, 경화된 시멘트 반죽에 균열이 생기고 더 큰 균열이 발생하며, 콘크리트의 강도도 저하됩니다.

시멘트에 유리 분말이 미치는 영향:

(1) 시멘트 대신 무색 투명 유리 분말과 녹색 유리 분말을 10% 및 15% 혼합하여 제조한 콘크리트의 28일 압축강도는 기준 콘크리트보다 높고, 20% 첨가 시 기준 콘크리트와 강도가 동일하며, 30% 이상 첨가 시에는 콘크리트의 압축강도가 크게 감소한다.

(2) 유리 분말을 첨가하지 않으면 수산화칼슘은 잘 결정화되고 크기가 커집니다. 유리 분말의 양이 증가함에 따라 수산화칼슘의 함량은 점차 감소하고 결정화는 점점 더 나빠집니다.

(3) 다양한 색상의 유리 분말을 첨가해도 콘크리트의 강도에 큰 영향을 미치지 않습니다.

(4) 유리 분말은 콘크리트 제조에 사용되며 생태학적 효과가 뛰어납니다.

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