KR102335536B1 - Solidified material for radioactive waste using fine powder of waste concrete and treatment method of radioactive waste using the same - Google Patents
Solidified material for radioactive waste using fine powder of waste concrete and treatment method of radioactive waste using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102335536B1 KR102335536B1 KR1020200176102A KR20200176102A KR102335536B1 KR 102335536 B1 KR102335536 B1 KR 102335536B1 KR 1020200176102 A KR1020200176102 A KR 1020200176102A KR 20200176102 A KR20200176102 A KR 20200176102A KR 102335536 B1 KR102335536 B1 KR 102335536B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- powder
- waste
- fine powder
- radioactive waste
- concrete
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
- G21F9/16—Processing by fixation in stable solid media
- G21F9/162—Processing by fixation in stable solid media in an inorganic matrix, e.g. clays, zeolites
- G21F9/165—Cement or cement-like matrix
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00862—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for nuclear applications, e.g. ray-absorbing concrete
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 원전 구조물과 같은 오염된 콘크리트를 포함하는 구조물의 해체에 있어 발생되는 콘크리트 미분말을 방사성 폐기물의 처리에 필요한 고화재로 재활용할 수 있도록 한 폐콘크리트 미분말을 활용한 방사성 폐기물용 고화재 및 이를 이용한 방사성 폐기물의 처리방법에 관한 것이다. The present invention relates to a solidifying material for radioactive waste using fine waste concrete powder that enables recycling of fine concrete powder generated during the dismantling of structures containing contaminated concrete, such as a nuclear power plant structure, as a solidifying material necessary for the treatment of radioactive waste, and the same. It relates to the treatment method of the used radioactive waste.
2030년 내 국내 원자력발전소 20기 중 12기의 원자력발전소의 설계수명이 다한다. 그러나 국내에는 상업용원자력발전소의 해체 경험이 없어 이와 관련된 기술 개발이 필요하다. 특히 원자력시설 해체 시 발생하는 폐기물 중 콘크리트 폐기물이 70% 이상을 차지하고 있으며, 이에 따른 처리비용 및 처분시설 확보의 문제가 있다. By 2030, 12 out of 20 nuclear power plants in Korea will reach the end of their design life. However, there is no experience in dismantling commercial nuclear power plants in Korea, so technology development is necessary. In particular, concrete waste accounts for more than 70% of the waste generated during the dismantling of nuclear power facilities, and there are problems in terms of treatment costs and securing disposal facilities.
이에 따라 해체된 콘크리트에서 방사화 농도에 따른 분리가 필요하며, 일반적으로 콘크리트 내의 핵종은 저밀도 다공성 재질인 모르타르(시멘트 페이스트)에 잔존하며, 고밀도의 골재에는 미미한 수준이다. Accordingly, separation according to the radioactive concentration is required in the dismantled concrete, and in general, nuclides in concrete remain in the mortar (cement paste), which is a low-density porous material, and it is insignificant in high-density aggregates.
따라서 원전해체 콘크리트 내의 골재는 파쇄 후 표면에 부착된 모르타르(오염물질)를 제거하면 자체 처분 기준이하로 구분되어 방사성 폐기물이 아닌 일반폐기물 또는 순환골재로서 재활용이 가능하다. Therefore, if the aggregate in the nuclear power plant dismantled concrete is crushed and the mortar (contaminants) attached to the surface is removed, it is classified below the self-disposal standard and can be recycled as general waste or recycled aggregate rather than radioactive waste.
원전 해체 시 콘크리트 폐기물은 전체 폐기물의 60%이상을 차지할 것으로 예상하고 있다. 또한 국내에서는 방사성 폐기물 처분장의 처리용량 한계로 방폐물의 저감기술 및 재활용 기술개발이 필수적이다.Concrete waste is expected to account for more than 60% of the total waste when dismantling nuclear power plants. In addition, in Korea, it is essential to develop technologies for reducing waste and recycling due to the limitation of the treatment capacity of radioactive waste repositories.
건설폐기물 중 폐콘크리트가 차지하는 비율은 약 60% 수준으로 그 발생양은 매년 5천만 톤을 상회한다. 과거에는 폐콘크리트 재활용 기술의 미비로 발생량 대부분이 산업폐기물로서 처리되었으나, 근래에는 산업 폐기물의 저감 및 천연자원의 절약 등의 환경성을 강조하는 패러다임으로 변화함에 따라 폐콘크리트 재활용 기술의 개발이 다양하게 이루어지고 있다. 일반적인 폐콘크리트의 재활용 기술은 순환골재의 생산과 골재 처리과정에서 발생하는 분말 및 분진을 이용한 재생 시멘트 생산을 대표적인 예로 들 수 있다.Concrete waste accounts for about 60% of construction waste, and the amount generated exceeds 50 million tons annually. In the past, most of the amount of waste generated was treated as industrial waste due to the lack of recycling technology for waste concrete. is losing A typical example of recycling technology for waste concrete is the production of recycled aggregate and the production of recycled cement using powder and dust generated during the aggregate processing process.
폐콘크리트의 처리과정에서 발생되는 미분(일반적으로 0.6 mm 이하)의 양은 콘크리트 폐기물 전체양의 약 20% 수준인데, 이를 재활용하기 위한 기술은 아직 마련되지 않은 상태로서 대부분이 매립을 통해 폐기 처분되고 있다. 일부 석고나 시멘트를 혼합한 형태의 재생 시멘트로서의 활용이 시도되고 있으나 재생 시멘트는 그 강도발현 수준이 일반 시멘트를 활용한 콘크리트나 모르타르 경화체의 50% 수준에도 미치지 못하기 때문에 사용이 다소 제한적이다.The amount of fine powder (generally 0.6 mm or less) generated during the treatment of waste concrete is about 20% of the total amount of concrete waste. . Although some gypsum or cement-mixed regenerated cement is being used as a regenerated cement, the use of regenerated cement is somewhat limited because its strength level does not reach 50% of that of concrete or mortar hardened body using general cement.
한편 앞서 언급한 바와 같이 폐콘크리트 미분말은 그 자체로서 반응성이 매우 낮아 고화재로서 재활용하기 위해서는 강도발현 확보(수화반응 개선)를 위한 재료로서 시멘트나 석고 등의 혼합재가 필요하다. 이 경우 방사성 폐기물 처분용 고화재의 압축강도 인수기준은 3.45Ma 이상으로 고강도의 성능을 요구하지 않다는 점을 고려할 수 있다. 더불어, 시멘트의 사용은 비용증가 및 천연자원 소모 측면에서 바람직하지 않으며, 벤토나이트 등의 대체 재료 사용은 인체에 유해한 비산성 재료를 사용함에 따라 작업자의 작업 안전성 확보에 불리하다. On the other hand, as mentioned above, the fine powder of waste concrete itself has very low reactivity, and in order to be recycled as a solidifying material, a mixed material such as cement or gypsum is required as a material for securing strength expression (improving hydration reaction). In this case, it can be considered that the acceptance criteria for compressive strength of solid fire materials for radioactive waste disposal is 3.45Ma or higher, which does not require high-strength performance. In addition, the use of cement is undesirable in terms of cost increase and consumption of natural resources, and the use of alternative materials such as bentonite is disadvantageous in securing work safety of workers as it uses non-acidic materials that are harmful to the human body.
폐콘크리트 미분말을 방사성 폐기물 처분용 고화재로서 재활용하는 기술은 아직도 초보 단계로서 이에 대한 기술의 개발은 여전히 미미한 수준이다. 이에 따라 폐콘크리트 미분말을 활용한 고화재 제조에 대한 방법 및 기술에 대해 유용한 자료는 매우 미흡한 실정이다.The technology for recycling fine powder of waste concrete as a solidifying material for radioactive waste disposal is still in its infancy, and the development of this technology is still insignificant. Accordingly, useful data on methods and technologies for manufacturing solidification materials using fine powder of waste concrete are very insufficient.
본 발명은 상술된 종래의 폐콘크리트 처리 방법의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 콘크리트 건축물의 해체시 발생되는 폐콘크리트 미분말을 방사성 폐기물 처리용 고화재로 활용할 수 있도록 반응성을 높일 수 있는 알칼리 활성 슬래그를 첨가한 폐콘크리트 미분말을 활용한 방사성 폐기물용 고화재 및 이를 이용한 방사성 폐기물의 처리방법에 관한 것이다. The present invention was derived to solve the problems of the conventional waste concrete treatment method described above, and an object of the present invention is to increase the reactivity so that the waste concrete fine powder generated during the dismantling of a concrete building can be used as a solidifying material for radioactive waste treatment. It relates to a solidifying material for radioactive waste using fine powder of waste concrete to which alkali activated slag is added, and a method for treating radioactive waste using the same.
본 발명의 일 측면에 따르면 폐콘크리트 미분말 및 알칼리 활성 슬래그 분말이 혼합된 분말 혼합체;를 포함하는 방사성 폐기물용 고화재에 있어서, 상기 알칼리 활성 슬래그 분말은, 고로슬래그 미분말; 및 수산화칼슘 분말;을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물용 고화재가 제공된다. According to an aspect of the present invention, in the solidifying material for radioactive waste comprising; a powder mixture in which the waste concrete fine powder and alkali activated slag powder are mixed, the alkali activated slag powder includes: blast furnace slag fine powder; And calcium hydroxide powder; is provided a solidifying material for radioactive waste comprising a.
이 경우 상기 폐콘크리트 미분말은, 콘크리트의 절삭, 파괴 등의 처리 과정에서 발생되는 미분; 및 상기 미분과 동일한 입경의 잔골재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물용 고화재일 수 있다. In this case, the waste concrete fine powder may include fine powder generated during processing such as cutting and destruction of concrete; and fine aggregate having the same particle diameter as the fine powder; it may be a solidified material for radioactive waste comprising a.
또한, 상기 폐콘크리트 미분말의 중량비는 80 내지 95 인 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물용 고화재일 수 있다. In addition, the weight ratio of the waste concrete fine powder may be a solidifying material for radioactive waste, characterized in that 80 to 95.
또한, 상기 알칼리 활성 슬래그 분말의 중량비는 5 내지 20 인 특징으로 하는 방사성 폐기물용 고화재일 수 있다. In addition, the weight ratio of the alkali activated slag powder may be a solidifying material for radioactive waste, characterized in that 5 to 20.
또한, 상기 알칼리 활성 슬래그 분말에 있어서, 상기 수산화칼슘 분말의 중량비는 상기 고로 슬래그 미분말의 중량 대비 7.5 내지 15 인 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물용 고화재일 수 있다. In addition, in the alkali activated slag powder, the weight ratio of the calcium hydroxide powder may be a solidifying material for radioactive waste, characterized in that compared to the weight of the blast furnace slag fine powder is 7.5 to 15.
또한, 상기 미분의 최대 직경은 0.6 mm 이하 인 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물용 고화재일 수 있다. In addition, the maximum diameter of the fine powder may be a solidification material for radioactive waste, characterized in that less than 0.6 mm.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면 방사성 폐기물용 고화재의 제조방법에 있어서, 콘크리트 구조물을 해체하면서 상기 미분을 포집하는 제1 단계(S100); 상기 미분과 상기 잔골재를 혼합하여 상기 폐콘크리트 미분말을 제조하는 제2 단계(S200); 및 상기 폐콘크리트 미분말과 상기 알칼리 활성 슬래그 분말을 혼합하는 제3 단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물용 고화재의 제조방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a solidified material for radioactive waste, comprising: a first step (S100) of collecting the fine powder while dismantling a concrete structure; a second step (S200) of mixing the fine powder and the fine aggregate to prepare the waste concrete fine powder; and a third step (S300) of mixing the waste concrete fine powder and the alkali activated slag powder.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면 방사성 폐기물용 고화재를 이용하여 방사성 폐기물을 처리하는 방법에 있어서, 내부공간(11)이 마련된 하우징(10)에 방사성 폐기물(1)을 수납하는 제1 단계(A100); 상기 폐콘크리트 미분말, 상기 활성 슬래그 분말 및 물을 혼합하여 고화재 페이스트(100)를 제조하는 제2 단계(A200); 및 상기 고화재 페이스트(100)를 상기 내부공간에 타설하고 커버를 이용하여 상기 내부공간을 폐쇄하는 제3 단계(A300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물을 처리하는 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, in the method of treating radioactive waste using a solidifying material for radioactive waste, the first step ( A100); a second step (A200) of preparing a solidifying
이 경우 상기 물과 상기 폐콘크리트 미분말 및 상기 활성 슬래그 분말이 혼합된 분말 혼합체의 혼합비(물/분말 혼합체)는 상기 고화재 페이스트(100)의 중량 대비 35 내지 45인 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물을 처리하는 방법일 수 있다. In this case, the mixing ratio (water/powder mixture) of the powder mixture in which the water, the waste concrete fine powder, and the activated slag powder are mixed is 35 to 45 compared to the weight of the solidifying
본 발명에 따르면 원전 등의 콘크리트 건축물의 해체시 발생되는 폐콘크리트 미분말에 알칼리 활성 슬래그를 첨가하여 방사성 폐기물 처리용 고화재로 활용할 수 있도록 반응성을 높일 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, there is an effect of increasing the reactivity so that it can be used as a solidifying material for radioactive waste treatment by adding alkali activated slag to the fine powder of waste concrete generated during the dismantling of concrete buildings such as nuclear power plants.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 방사성 폐기물용 고화재의 성분비를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 방사성 폐기물용 고화재의 유동성 테스트 결과를 나타낸 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 방사성 폐기물용 고화재의 압축강도 테스트 결과를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 방사성 폐기물용 고화재를 이용하여 방사성 폐기물을 처리하는 방법을 나타내는 도면. 1 is a view showing the composition ratio of a solidifying material for radioactive waste manufactured according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a graph showing the fluidity test results of the solidified material for radioactive waste manufactured according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a graph showing the compressive strength test results of the solidified material for radioactive waste manufactured according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a method for treating radioactive waste using a solidification material for radioactive waste manufactured according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 폐콘크리트 미분말을 활용한 방사성 폐기물용 고화재 및 이를 이용한 방사성 폐기물의 처리방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부된 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.An embodiment of a solidifying material for radioactive waste using fine powder of waste concrete according to the present invention and a method of treating radioactive waste using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, the same or Corresponding components are assigned the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.In addition, terms such as first, second, etc. used below are merely identification symbols for distinguishing the same or corresponding components, and the same or corresponding components are limited by terms such as first, second, etc. no.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.In addition, the term "coupling" does not mean only when there is direct physical contact between each component in the contact relationship between each component, but another component is interposed between each component, so that the component is in the other component. It should be used as a concept that encompasses even the cases in which each is in contact.
본 발명은 방사성 폐기물의 처리를 위한 고화재에 관한 것이다. The present invention relates to a solidifying material for the treatment of radioactive waste.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 폐기물용 고화재는 폐콘크리트 미분말 및 알칼리 활성 슬래그 분말이 혼합된 분말 혼합체를 포함한다. The solidifying material for radioactive waste according to an embodiment of the present invention includes a powder mixture in which the waste concrete fine powder and alkali activated slag powder are mixed.
폐콘크리트 미분말은 폐콘크리트의 절삭이나 분쇄 등의 처리과정에서 발생되는 최대 직경은 0.6 mm 이하인 분말 콘크리트 미분을 포함한다. The waste concrete fine powder includes powdered concrete fines having a maximum diameter of 0.6 mm or less, which is generated in the process of cutting or pulverizing the waste concrete.
이 경우 미분에 미분과 동일한(동일 수준의) 입경의 잔골재(천연 모래)를 1:1의 비율로 혼합하여 폐콘크리트 미분말을 제조할 수 있다. In this case, fine aggregate (natural sand) having the same (same level) particle size as the fine powder may be mixed with the fine powder at a ratio of 1:1 to prepare a fine powder of waste concrete.
알칼리 활성 슬래그 분말은 고로슬래그 미분말 및 수산화칼슘(Ca(OH)2) 분말을 포함한다. The alkali activated slag powder includes fine blast furnace slag powder and calcium hydroxide (Ca(OH)2) powder.
알칼리 활성 슬래그 분말에 있어서, 수산화칼슘 분말의 중량비는 고로슬래그 미분말 중량에 대비하여 7.5 내지 15 인 것이 바람직하다. In the alkali activated slag powder, the weight ratio of the calcium hydroxide powder is preferably 7.5 to 15 with respect to the weight of the fine blast furnace slag powder.
수산화칼슘은 고로슬래그 미분말의 알칼리 자극을 위한 재료로서 사용된다. 다만, 수산화칼슘의 중량비가 7.5 미만인 경우에는 고로슬래그 미분말 및 폐콘크리트 미분말의 반응성이 낮아 고화재의 강도 발현이 미미하며, 수산화칼슘의 중량비가 15 이상인 경우에는 고화재의 장기강도가 급격히 저하되는 문제가 발생되었다. Calcium hydroxide is used as a material for alkali stimulation of fine powder of blast furnace slag. However, when the weight ratio of calcium hydroxide is less than 7.5, the reactivity of the fine powder of blast furnace slag and fine powder of waste concrete is low, so the strength expression of the solidified material is insignificant. became
이에 따라 본 발명에 따른 방사성 폐기물용 고화재는 알칼리 활성 슬래그 분말을 구성하는 수산화칼슘의 중량비는 고로슬래그 미분말 대비 7.5 내지 15로 설정하였다.Accordingly, in the solidifying material for radioactive waste according to the present invention, the weight ratio of calcium hydroxide constituting the alkali activated slag powder was set to 7.5 to 15 compared to the fine powder of blast furnace slag.
본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 폐기물용 고화재의 폐콘크리트 미분말과 알칼리 활성 슬래그 분말의 혼합비는 폐콘크리트 미분말의 경우 중량비는 80 내지 95 이고, 알칼리 활성 슬래그 분말의 중량비는 5 내지 20인 특징이 있다. The mixing ratio of the fine waste concrete powder and alkali activated slag powder of the solidifying material for radioactive waste according to an embodiment of the present invention is 80 to 95 in the case of the fine waste concrete powder, and the weight ratio of the alkali activated slag powder is 5 to 20. have.
도 1 내지 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 폐기물용 고화재의 유동성 및 압축강도의 우수성을 확인할 수 있다. 1 to 3 , it can be confirmed that the fluidity and compressive strength of the solidifying material for radioactive waste according to an embodiment of the present invention are excellent.
알칼리 활성 슬래그 분말을 혼합환 고화재 배합실험의 예는 (도 1)과 같다. 알칼리 활성 슬래그를 혼합하여 제작한 방사성 폐기물 고화재는 폐콘크리트 미분말을 단독으로 혼합하여 제작한 고화재 배합(Control; 155 mm)에 비해 유동성이 개선되는 결과를 보이는데, 알칼리 활성 슬래그 분말을 5%(AAS- 5%) 및 20%(AAS- 20%) 첨가한 배합의 경우 Control에 비해 각각 20% 및 41% 증가한다(도 2). 알칼리 활성 슬래그 분말을 5% 중량비로 혼합한 고화재의 경우 재령 28일 압축강도는 4.6 MPa로, Control에 비해 약 118% 높으며, 5% 중량의 보통포틀랜드시멘트를 혼합한 고화재의 강도발현의 약 70%를 만족한다(도 3). 더불어, 알칼리 활성 슬래그를 20% 혼합한 고화재의 재령 28일 압축강도는 3.9 MPa로 이 또한 Control에 비해 약 90% 높으며, 보통 포틀랜드 시멘트를 혼합한 고화재 강도발현의 60% 수준을 만족한다(도 4).An example of the mixing experiment of mixing the alkali activated slag powder with the solidifying material is as shown in (FIG. 1). The radioactive waste solidification material produced by mixing alkali-activated slag shows improved fluidity compared to the solidification material mixture (Control; 155 mm) produced by mixing fine waste concrete powder alone. AAS- 5%) and 20% (AAS- 20%) of the added formulation increased by 20% and 41%, respectively, compared to Control (FIG. 2). In the case of solidified material mixed with alkali activated slag powder in 5% weight ratio, the compressive strength at 28 days of age is 4.6 MPa, which is about 118% higher than that of Control. 70% is satisfied (FIG. 3). In addition, the 28-day compressive strength of the solidified material mixed with 20% alkali activated slag is 3.9 MPa, which is also about 90% higher than that of Control, and usually satisfies the level of 60% of the solidified fire strength expression mixed with Portland cement ( Fig. 4).
특히 알칼리활성 슬래그를 5%(AAS- 5%) 및 20%(AAS- 20%) 첨가한 폐콘크리트 미분말 고화재는 방사성 폐기물 고화재의 인수기준(재령 28일 압축강도 3.45 MPa)을 만족한다.In particular, the waste concrete fine powder solidified material with alkali activated slag added with 5% (AAS-5%) and 20% (AAS-20%) satisfies the acceptance criteria for radioactive waste solidified material (compressive strength 3.45 MPa at 28 days of age).
본 발명에 따른 고화재는 시멘트를 첨가하지 않고 재생 재료인 폐콘크리트 분말 및 고로슬래그 분말을 이용하여 방사성 폐기물용 고화재로 사용할 수 있는 충분한 강도를 확보할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 고화재의 제조방법과 관련된 제조단계와 고화재를 이용하여 방서성 폐기물을 폐기하는 폐기단계를 포함한다. The solidifying material according to the present invention has the advantage of being able to secure sufficient strength to be used as a solidifying material for radioactive waste by using recycled materials such as waste concrete powder and blast furnace slag powder without adding cement.
The present invention includes a manufacturing step related to a method for manufacturing a solidified material and a disposal step of disposing of antifouling waste using the solidified material.
이하 본 발명에 따른 방사성 폐기물용 고화재의 제조방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method for manufacturing a solidified material for radioactive waste according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 방사성 폐기물용 고화재의 제조방법은 콘크리트 구조물을 해체하면서 미분을 포집하는 제1 단계(S100), 미분과 잔골재를 혼합하여 폐콘크리트 미분말을 제조하는 제2 단계(S200) 및 폐콘크리트 미분말과 알칼리 활성 슬래그 분말을 혼합하는 제3 단계(S300)를 포함할 수 있다. The method for manufacturing a solidified material for radioactive waste according to the present invention includes a first step (S100) of collecting fine powder while dismantling a concrete structure, a second step (S200) of mixing fine powder and fine aggregate to produce fine powder of waste concrete, and waste concrete A third step (S300) of mixing the fine powder and the alkali activated slag powder may be included.
이하 본 발명에 따른 방사성 폐기물용 고화재를 이용하여 방사성 폐기물을 처리하는 방법에 대하여 설명한다(도 4). Hereinafter, a method for treating radioactive waste using a solidifying material for radioactive waste according to the present invention will be described (FIG. 4).
내부공간(11)이 마련된 하우징(10)에 방사성 폐기물(1)을 수납하는 제1 단계(A100), 폐콘크리트 미분말, 활성 슬래그 분말 및 물을 혼합하여 고화재 페이스트(100)를 제조하는 제2 단계(A200) 및 고화재 페이스트를 내부공간에 타설하고 커버를 이용하여 상기 내부공간을 폐쇄하는 제3 단계(A300)를 포함할 수 있다. The first step (A100) of accommodating the radioactive waste (1) in the housing (10) provided with the internal space (11), the second step (A100) of mixing waste concrete fine powder, activated slag powder, and water to produce a solidified
이 경우 물과 상기 폐콘크리트 미분말 및 상기 활성 슬래그 분말이 혼합된 분말 혼합체의 혼합비(물/분말 혼합체)는 고화재 페이스트의 중량 대비 35 내지 45인 것이 바람직하다. In this case, it is preferable that the mixing ratio (water/powder mixture) of the powder mixture in which water and the waste concrete fine powder and the activated slag powder are mixed is 35 to 45 based on the weight of the solidifying material paste.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.Since the above has only been described with respect to some of the preferred embodiments that can be implemented by the present invention, as noted, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the above embodiments, and It will be said that the technical idea and the technical idea having its roots are all included in the scope of the present invention.
1: 방사성 폐기물
10 : 하우징
11 : 내부공간
100 : 고화재 페이스트1: Radioactive waste
10: housing
11: inner space
100: solid fire paste
Claims (9)
상기 방사성 폐기물용 고화재는
폐콘크리트 미분말 및 알칼리 활성 슬래그 분말이 혼합된 분말 혼합체;를 포함하고,
상기 알칼리 활성 슬래그 분말은
고로슬래그 미분말; 및
수산화칼슘 분말;을 포함하며,
상기 폐콘크리트 미분말은
콘크리트의 절삭, 파괴 등의 처리 과정에서 발생되는 미분; 및
상기 미분과 동일한 입경의 잔골재;를 포함하며,
상기 폐콘크리트 미분말의 중량비는 80 내지 95 이며,
상기 알칼리 활성 슬래그 분말의 중량비는 5 내지 20 이고,
상기 알칼리 활성 슬래그 분말에 있어서 상기 수산화칼슘 분말의 중량비는 상기 고로 슬래그 미분말의 중량 대비 7.5 내지 15 이며,
상기 방사성 폐기물용 고화재를 제조하는 제조단계 및 방사성 폐기물을 처리하는 처리단계를 포함하고,
상기 제조단계는
콘크리트 원전 구조물을 해체하면서 상기 미분을 포집하는 제1 단계(S100);
상기 미분과 상기 잔골재를 혼합하여 상기 폐콘크리트 미분말을 제조하는 제2 단계(S200); 및
상기 폐콘크리트 미분말과 상기 알칼리 활성 슬래그 분말을 혼합하는 제3 단계(S300);를 포함하고,
상기 처리단계는
내부공간(11)이 마련된 하우징(10)에 방사성 폐기물(1)을 수납하는 제1 단계(A100);
상기 폐콘크리트 미분말, 상기 활성 슬래그 분말 및 물을 혼합하여 고화재 페이스트(100)를 제조하는 제2 단계(A200); 및
상기 고화재 페이스트(100)를 상기 내부공간에 타설하고 커버를 이용하여 상기 내부공간을 폐쇄하는 제3 단계(A300);를 포함하며,
상기 미분의 최대 직경은 0.6 mm 이하이고,
상기 물과 상기 폐콘크리트 미분말 및 상기 활성 슬래그 분말이 혼합된 분말 혼합체의 혼합비(물/분말 혼합체)는 상기 고화재 페이스트(100)의 중량 대비 35 내지 45인 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물을 처리하는 방법.
In the method of treating radioactive waste using a solidifying material for radioactive waste,
The solidified material for radioactive waste is
Including; a powder mixture in which the waste concrete fine powder and alkali activated slag powder are mixed;
The alkali activated slag powder is
Blast furnace slag fine powder; and
Calcium hydroxide powder; contains,
The waste concrete fine powder is
fine powder generated in the process of cutting, breaking, etc. of concrete; and
Including; fine aggregate of the same particle size as the fine powder;
The weight ratio of the waste concrete fine powder is 80 to 95,
The weight ratio of the alkali activated slag powder is 5 to 20,
In the alkali activated slag powder, the weight ratio of the calcium hydroxide powder is 7.5 to 15 compared to the weight of the fine blast furnace slag powder,
A manufacturing step of manufacturing the solidification material for the radioactive waste and a treatment step of treating the radioactive waste,
The manufacturing step is
A first step (S100) of collecting the fine powder while dismantling the concrete nuclear power plant structure;
a second step (S200) of mixing the fine powder and the fine aggregate to prepare the waste concrete fine powder; and
A third step (S300) of mixing the waste concrete fine powder and the alkali activated slag powder;
The processing step is
A first step (A100) of accommodating the radioactive waste (1) in the housing (10) provided with the inner space (11);
a second step (A200) of preparing a solidifying paste 100 by mixing the fine waste concrete powder, the activated slag powder, and water; and
A third step (A300) of pouring the solidification paste 100 into the inner space and closing the inner space using a cover (A300); includes;
The maximum diameter of the fine powder is 0.6 mm or less,
The mixing ratio (water/powder mixture) of the powder mixture in which the water and the waste concrete fine powder and the activated slag powder are mixed is 35 to 45 based on the weight of the solidifying material paste 100. Method of treating radioactive waste .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200176102A KR102335536B1 (en) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | Solidified material for radioactive waste using fine powder of waste concrete and treatment method of radioactive waste using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200176102A KR102335536B1 (en) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | Solidified material for radioactive waste using fine powder of waste concrete and treatment method of radioactive waste using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102335536B1 true KR102335536B1 (en) | 2021-12-07 |
Family
ID=78868182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200176102A KR102335536B1 (en) | 2020-12-16 | 2020-12-16 | Solidified material for radioactive waste using fine powder of waste concrete and treatment method of radioactive waste using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102335536B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102446314B1 (en) | 2022-03-25 | 2022-09-22 | 주식회사 정석케미칼 | Radioactive waste balancing treatment system |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09236693A (en) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Toshiba Corp | Method for processing radioactive waste |
| KR100834407B1 (en) * | 2007-06-11 | 2008-06-09 | (주) 대동종합건설 | Soil stabilizer composite recycling waste concrete sludge and method for manufacturing thereof |
| KR101135297B1 (en) | 2010-08-13 | 2012-04-12 | 한국원자력연구원 | Clamping apparatus for dismantling nuclear fuel underwater |
| KR101507526B1 (en) | 2013-08-09 | 2015-04-06 | 한국원자력연구원 | Optimization method for stie restoration of decommissioning of nuclear facility |
| KR101645245B1 (en) | 2015-07-20 | 2016-08-04 | 한국원자력연구원 | Apparatus and method for nuclear facilities decommissioning simulation |
| KR20180072224A (en) | 2016-12-21 | 2018-06-29 | 한국원자력연구원 | Collecting device and Combustion furnace for analyzing volatile nuclide from radioactive wastes |
-
2020
- 2020-12-16 KR KR1020200176102A patent/KR102335536B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09236693A (en) * | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Toshiba Corp | Method for processing radioactive waste |
| KR100834407B1 (en) * | 2007-06-11 | 2008-06-09 | (주) 대동종합건설 | Soil stabilizer composite recycling waste concrete sludge and method for manufacturing thereof |
| KR101135297B1 (en) | 2010-08-13 | 2012-04-12 | 한국원자력연구원 | Clamping apparatus for dismantling nuclear fuel underwater |
| KR101507526B1 (en) | 2013-08-09 | 2015-04-06 | 한국원자력연구원 | Optimization method for stie restoration of decommissioning of nuclear facility |
| KR101645245B1 (en) | 2015-07-20 | 2016-08-04 | 한국원자력연구원 | Apparatus and method for nuclear facilities decommissioning simulation |
| KR20180072224A (en) | 2016-12-21 | 2018-06-29 | 한국원자력연구원 | Collecting device and Combustion furnace for analyzing volatile nuclide from radioactive wastes |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| A list of prior art related to the decommissioning technology of a conventional nuclear power plant is as follows. |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102446314B1 (en) | 2022-03-25 | 2022-09-22 | 주식회사 정석케미칼 | Radioactive waste balancing treatment system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shi et al. | Characteristics of municipal solid wastes incineration (MSWI) fly ash–cement matrices and effect of mineral admixtures on composite system | |
| Parsa et al. | Stabilization/solidification of hazardous wastes using fly ash | |
| KR101137717B1 (en) | Concrete composition making method with milling stone | |
| Al-Kindi | Evaluation the solidification/stabilization of heavy metals by Portland cement | |
| KR102335536B1 (en) | Solidified material for radioactive waste using fine powder of waste concrete and treatment method of radioactive waste using the same | |
| CN102989741A (en) | Preparation method of heavy metal solid waste curing agent | |
| JPH11171628A (en) | Cement composition using burnt ash of sewage sludge, use of the same cement composition and formed product and structure using the same composition | |
| JPS63289498A (en) | Solidifying agent for radioactive waste | |
| JP2583729B2 (en) | Detoxification and stabilization of waste containing hazardous heavy metals | |
| CN104759454A (en) | Fly ash solidification and stabilization method | |
| US7445591B2 (en) | Treatment of waste products | |
| KR102156654B1 (en) | A composite for solidification of heavy metal ions of abandoned mines by using pulverized coal ash containing calcium aluminate compounds | |
| CN104263373A (en) | Stabilizing and curing agent for harmless treatment of high concentration arsenic ore slag and applications thereof | |
| Roy et al. | The chemistry of cementitious systems for waste management: The Penn state experience | |
| Jeon et al. | A review on the recycling of the concrete waste generate from the decommissioning of nuclear power plants | |
| KR100675594B1 (en) | Method and composite for manufacture of cement | |
| US20070219402A1 (en) | Encapsulation Of Hazardous Waste Materials | |
| Pavlenko et al. | Fine grained cementless concrete containing slag from foundry | |
| US20060111603A1 (en) | Storage of hazardous materials | |
| JPH08231255A (en) | Recyclable cement hardened material using clinker as aggregate and production of the hardened material | |
| JP5961977B2 (en) | Method for producing solid cement of radioactive cesium-containing fly ash | |
| Cubukcuoglu | Use of sustainable inorganic binders in the treatment of bag-house dust | |
| JP3164131B2 (en) | Aggregate used in radioactive waste treatment structures | |
| Mesci et al. | Leaching behaviour and mechanical properties of copper flotation waste in stabilized/solidified products | |
| JP4277590B2 (en) | Solidification method of sludge |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |