KR20220052488A - Method for manufacturing sollidification form using radioactive waste concrete based on usage of cement solidification agent - Google Patents

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KR20220052488A
KR20220052488A KR1020200136487A KR20200136487A KR20220052488A KR 20220052488 A KR20220052488 A KR 20220052488A KR 1020200136487 A KR1020200136487 A KR 1020200136487A KR 20200136487 A KR20200136487 A KR 20200136487A KR 20220052488 A KR20220052488 A KR 20220052488A
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최현국
이민석
민태범
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성신양회 주식회사
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a radioactive waste concrete solidified body manufacturing method based on the amount of a used cement solidified material comprises the following steps of: inferring a content of a hardened cement body with respect to fine powder of waste concrete; and determining the amount of a used cement solidified material based on the inferred content of the hardened cement body.

Description

시멘트 고화재 사용량 기반의 방사화 폐콘크리트 고화체 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING SOLLIDIFICATION FORM USING RADIOACTIVE WASTE CONCRETE BASED ON USAGE OF CEMENT SOLIDIFICATION AGENT}Method for manufacturing radioactive waste concrete solidified body based on cement solidification amount usage

본 발명은 방사화 폐콘크리트 고화체 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방사화 폐콘크리트를 대상으로 하는 고화체 제조 방법에 있어서 폐콘크리트의 성분 함량에 따라 적절한 시멘트 고화재의 사용량을 결정하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a waste radioactive concrete solidified body, and more particularly, to a method for manufacturing a solidified body targeting radioactive waste concrete, to determine the appropriate amount of cement solidified material according to the component content of the waste concrete .

원자력 발전소의 운영 및 해체 과정에서는 다양한 형태 및 여러 가지 종류의 방사능 폐기물이 발생하게 된다. 이때, 발생되는 폐기물 중에서 70%이상 많은 양을 차지하는 것이 방사성 콘크리트 폐기물이다.During the operation and decommissioning of nuclear power plants, various types and types of radioactive waste are generated. At this time, radioactive concrete waste accounts for more than 70% of the generated waste.

그러나, 이러한 방사성 콘크리트 폐기물의 처리를 위한 개발된 기술은 없는 실정이다. However, there is no developed technology for the treatment of such radioactive concrete waste.

한편, 방사성 폐기물을 처리하는 방법에는 여러 가지가 있으나, 고화처리는 방사성 폐기물을 고체 형태로 고정시키는 물질과 혼합시킴으로써 고체 구조 내에 폐기물을 물리적으로 고정시키고 화학적으로 안정화시키는 처리방법을 말한다. 이러한 고화처리는 시멘트기초법, 석회기초법, 열가고성중합체법, 피막형성법, 자가시멘트법 및 유리화법 등이 있다. 예를 들어, 고화처리는 1000도 이상의 고온소성 유리화를 통한 기술, 폴리머 또는 파라핀 등을 기반으로 한 고화재 조성물, 또는 알루미나 시멘트를 포함하는 고화재 조성물을 이용하는 방법이 있다.On the other hand, there are various methods for treating radioactive waste, but solidification refers to a treatment method of physically fixing and chemically stabilizing the waste in a solid structure by mixing the radioactive waste with a material that fixes the radioactive waste in a solid form. Such solidification treatment includes a cement-based method, a lime-based method, a thermosetting polymer method, a film-forming method, a self-cement method, and a vitrification method. For example, the solidification treatment includes a technique through high-temperature calcination vitrification of 1000 degrees or more, a method using a solidifying material composition based on a polymer or paraffin, or a solidifying material composition including alumina cement.

이와 같이 원전 해체 시 발생하는 폐기물 중 가장 많은 부분을 차지하는 것은 원전 시설에 사용된 콘크리트 재료이며, 콘크리트 폐기물의 대부분은 직접적으로 방사능에 노출되지 않은 중저준위 폐기물로 이들을 모두 고화 처리하여 방사성 폐기물 저장소에 보관하는 경우 이들 고화체를 보관하기 위한 저장 시설을 확보하는데 매우 큰 사회적 비용이 발생하게 된다.As such, the largest proportion of waste generated during dismantling of nuclear power plants is the concrete material used in nuclear power plant facilities. In this case, a very large social cost is incurred in securing a storage facility for storing these solidified materials.

또한, 방사화 진행 정도가 다른 고화체를 동일 공간에 보관하는 경우 방사성 폐기물의 유지 및 관리 효율성이 현저히 감소하는 문제점을 가지고 있다.In addition, there is a problem in that the maintenance and management efficiency of radioactive waste is significantly reduced when solidified substances having different degrees of radioactivity are stored in the same space.

원전 해체 시 발생하는 중저준위 방사화 콘크리트 폐기물의 경우 방사화가 시멘트 경화체에 집중되고, 골재 영역에서는 방사화가 거의 진행되지 않는 특징을 가지고 있다. 또한 콘크리트 전체 체적을 기준으로 시멘트 경화체의 비율은 30% 내외로 상대적으로 적은 특징을 가지고 있다.In the case of low- and medium-level radioactive concrete waste generated during the dismantling of nuclear power plants, radioactivity is concentrated in the cement hardening body, and radioactivity hardly proceeds in the aggregate area. In addition, the proportion of hardened cement based on the total volume of concrete is around 30%, which is relatively small.

따라서, 원전 해체 시 발생하는 다량의 중저준위 방사화 콘크리트 폐기물에서 골재를 분리한다면 중저준위 방사화 폐기물의 양을 50% 이상 감소시킬 수 있게 된다.Therefore, if aggregates are separated from a large amount of low- and medium-level radioactive concrete waste generated during decommissioning of a nuclear power plant, the amount of low-intermediate level radioactive waste can be reduced by more than 50%.

중저준위 폐콘크리트에서 분리된 골재는 표면에 부착된 시멘트 경화체(페이스트)를 제거한다면, 페이스트의 제거 수준에 따라 방사화 오염 정도가 크게 감소하여 고화 처리를 하지 않고 원전 해체 후 원전부지 복원 사업 등에 사용될 수 있는 장점을 가지고 있다.If the aggregate separated from the low-intermediate level waste concrete is removed from the cement hardening body (paste) attached to the surface, the degree of radioactive contamination is greatly reduced depending on the level of removal of the paste. has advantages.

이러한 과정을 통하여 원전 해체 과정에서 발생하는 중저준위 폐콘크리트로부터 발생하는 폐기물 양을 크게 감소시킬 수 있으며, 이로써 원전 폐기물 저장 공간의 효율적 활용과 사회적 비용 부담을 크게 감소시킬 수 있기 때문에, 이러한 기술의 개발은 원전 국가에 있어서 가장 필수적인 기술이라 할 수 있다.Through this process, it is possible to greatly reduce the amount of waste generated from the low and medium level waste concrete generated in the process of dismantling nuclear power plants. It can be said that it is the most essential technology for a nuclear power country.

그러나, 원전 해체 과정에서 발생하는 폐콘크리트에서 방사화가 진행되지 않은 골재를 분리하기 위해서는 골재 표면에 부착된 시멘트 경화체를 다양한 방법에 의해서 분리하여야 한다. 이때, 골재가 일정 수준 이하의 오염도를 가지도록 하기 위해서는 부착된 시멘트 경화체를 최대한 분리하여야 하기 때문에 필연적으로 상당 분량의 골재가 시멘트 경화체와 함께 분리되게 된다.However, in order to separate aggregates that have not undergone radiation from the waste concrete generated during the decommissioning process of nuclear power plants, the hardened cement adhering to the surface of the aggregates must be separated by various methods. At this time, since the attached hardened cement must be separated as much as possible in order for the aggregate to have a contamination level below a certain level, a significant amount of aggregate is inevitably separated from the hardened cement.

따라서, 중저준위 폐콘크리트에서 최종적으로 골재를 분리하고 남은 폐기물에는 시멘트 경화체와 함께 상당량의 잔골재 및 굵은 골재 입자가 포함될 수밖에 없으며, 이로 인하여 폐기물 중의 시멘트 경화체 함량은 크게 변화할 수 있다.Therefore, the waste remaining after the final separation of aggregates from the low and medium level waste concrete inevitably contains a significant amount of fine and coarse aggregate particles along with the hardened cement, and thus the content of hardened cement in the waste may change significantly.

중저준위 방사화 콘크리트의 재활용을 위한 방법으로 제시된 기존의 연구에서는 골재를 분리한 방사화 폐콘크리트를 미분말로 분쇄한 다음 일정 온도로 소성하는 경우 고화체 인수 조건을 만족할 수 있는 강도를 확보할 수 있다고 제시하고 있으나, 이러한 연구 결과는 최종적인 폐기물에 포함된 시멘트 경화체의 함량에 따라 크게 변화할 수 있으며, 시멘트 경화체의 함량이 일정 수준 이하인 경우 고화체 인수 조건에서 제시하고 있는 압축 강도를 만족시킬 수 없다.Existing research presented as a method for recycling of low- and medium-level radioactive concrete suggests that it is possible to secure the strength to satisfy the conditions for receiving solidified bodies if the radioactive waste concrete from which aggregates are separated is pulverized into fine powder and then calcined at a certain temperature. However, the results of these studies can vary greatly depending on the content of hardened cement included in the final waste, and when the content of hardened cement is below a certain level, the compressive strength suggested in the conditions for receiving the solidified body cannot be satisfied.

이러한 문제점을 해결하기 위해서는 방사화 폐콘크리트로부터 얻어진 폐기물에 포함된 시멘트 경화체의 함량을 검증하고 이를 기준으로 고화체를 제작할 필요가 있다.In order to solve this problem, it is necessary to verify the content of the cement hardened body contained in the waste obtained from the radioactive waste concrete and to manufacture the solidified body based on this.

관련 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1641281호(발명의 명칭: 알루미나 시멘트를 포함하는 방사성폐기물 고화용 고화재 조성물 및 이를 이용한 방사성폐기물의 고화방법, 등록일: 2016.07.14.)가 있다.As a related prior art, there is Republic of Korea Patent Publication No. 10-1641281 (title of invention: solidifying composition for solidifying radioactive waste containing alumina cement and solidifying method of radioactive waste using the same, registration date: July 14, 2016).

본 발명의 목적은, 방사화 폐콘크리트를 대상으로 하는 고화체 제조 방법에 있어서 고화체 인수조건에서 제시하고 있는 압축강도를 만족시키면서도 시멘트 고화재의 사용량을 절감시킬 수 있는 시멘트 고화재 사용량 기반의 방사화 폐콘크리트 고화체 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to reduce the amount of cement solidified material used while satisfying the compressive strength suggested in the solidified material acceptance condition in a solidified material manufacturing method for radioactive waste concrete. To provide a method for manufacturing a solid concrete body.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 폐콘크리트 미분말에 대하여 시멘트 경화체의 함량을 유추하는 단계, 및 상기 시멘트 경화체의 유추 함량을 기준으로 하여 시멘트 고화재의 사용량을 결정하는 단계를 포함하는 시멘트 고화재 사용량 기반의 방사화 폐콘크리트 고화체 제조 방법에 의해 달성된다.The above object is, according to the present invention, inferring the content of hardened cement with respect to the fine powder of waste concrete, and determining the amount of cement hardening material to be used based on the inferred content of the hardened cement. It is achieved by a method for manufacturing a solidified waste concrete based on radiation.

바람직하게, 상기 시멘트 경화체의 함량을 유추하는 단계는 상기 폐콘크리트 미분말에 대하여 산화칼슘의 함량을 분석하는 단계, 및 상기 산화칼슘의 함량을 분석한 결과값을 기준으로 폐콘크리트 중 시멘트 경화체의 함량을 유추하는 단계를 포함할 수 있다.Preferably, the step of inferring the content of the hardened cement body is the analysis of the content of calcium oxide with respect to the fine powder of waste concrete, and the content of the hardened cement in the waste concrete based on the result of analyzing the content of calcium oxide. It may include an inference step.

바람직하게, 상기 산화칼슘의 함량을 분석하는 단계는 형광X선회절분석기를 사용하여 상기 산화칼슘의 함량을 분석하는 단계를 포함할 수 있다.Preferably, analyzing the content of calcium oxide may include analyzing the content of calcium oxide using a fluorescence X-ray diffraction analyzer.

바람직하게, 상기 시멘트 고화재의 사용량을 결정하는 단계는 상기 시멘트 경화체의 유추 함량이 미리 설정된 기준치 미만이면 상기 시멘트 고화재의 사용량을 증가시키는 단계, 및 상기 시멘트 경화체의 유추 함량이 미리 설정된 기준치 이상이면 상기 시멘트 고화재의 사용량을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.Preferably, the determining of the amount of the cement hardening material used includes increasing the amount of the cement hardening material used if the analogous content of the hardened cement body is less than a preset reference value, and if the analogous content of the hardened cement body is equal to or greater than a preset standard value It may include reducing the amount of the cement hardening material used.

본 발명은, 방사화 폐콘크리트로부터 얻어진 폐기물에 포함된 시멘트 경화체의 함량을 유추하고 이를 기준으로 하여 시멘트 고화재의 사용량을 결정함으로써, 방사화 폐콘크리트 고화체를 제조함에 있어서 고화체 인수조건에서 제시하고 있는 압축강도를 만족시키면서도 시멘트 고화재의 사용량을 절감시킬 수 있다.The present invention infers the content of hardened cement included in the waste obtained from radioactive waste concrete and determines the amount of cement solidified based on this, which is suggested in the solidified body acceptance conditions in manufacturing the radioactive waste concrete solidified body. It is possible to reduce the amount of cement solidifying material used while satisfying the compressive strength.

또한, 본 발명은, 방사화 폐콘크리트 고화체의 성능상의 안정성 및 균질한 품질을 확보하여 방사화 폐콘크리트의 처리에 효율성을 극대화시킬 수 있다.In addition, the present invention can maximize the efficiency in the treatment of radioactive waste concrete by securing the performance stability and homogeneous quality of the radioactive waste concrete solidified body.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사화 폐콘크리트 고화체 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 전체 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 시멘트 경화체의 함량을 유추하는 과정을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 시멘트 고화재의 사용량을 결정하는 과정을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
1 is an overall flowchart illustrating a method for manufacturing a radioactive waste concrete solidified body according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a process of inferring the content of hardened cement according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a process for determining the amount of cement hardening material used according to an embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, descriptions of known functions or configurations will be omitted in order to clarify the gist of the present invention.

콘크리트는 시멘트, 잔골재, 굵은 골재를 주원료로 제조되는 가장 보편적인 건설 재료이며, 이들 원료는 화학적으로 성분의 함량이 구분될 수 있는 특징을 가지고 있다. 잔골재의 경우 주성분이 이산화규소(SiO2)이며, 굵은 골재는 주성분이 이산화규소(SiO2)와 산화알루미늄(Al2O3)인 특징을 가지고 있다. 이와 비교하여 시멘트는 주성분이 산화칼슘(CaO), 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3)로 잔골재 및 굵은 골재에는 거의 포함되어 있지 않은 산화칼슘을 다량 포함하는 특징을 가지고 있다. 따라서 최종 폐기물에 포함된 산화칼슘의 함량을 산출할 수 있다면 시멘트 경화체의 함량을 유추할 수 있게 된다.Concrete is the most common construction material manufactured with cement, fine aggregate, and coarse aggregate as main raw materials, and these raw materials have the characteristic that the content of components can be distinguished chemically. In the case of fine aggregate, the main component is silicon dioxide (SiO2), and the coarse aggregate has the characteristics of silicon dioxide (SiO2) and aluminum oxide (Al2O3). In comparison, cement has a characteristic that contains calcium oxide (CaO), silicon dioxide (SiO2), and aluminum oxide (Al2O3) as main components, and contains a large amount of calcium oxide, which is hardly contained in fine and coarse aggregates. Therefore, if the content of calcium oxide contained in the final waste can be calculated, the content of hardened cement can be inferred.

이와 같은 콘크리트 재료의 화학조성상의 특징으로부터 폐콘크리트에 포함된 시멘트 경화체의 함량을 유추하고, 기준을 설정하여 고화체를 제작한다면 방사화 폐콘크리트 고화체의 성능상의 안정성 및 균질한 품질을 확보하여 방사화 폐콘크리트의 처리에 효율성을 극대화시킬 수 있다.If the content of hardened cement included in the waste concrete is inferred from the chemical compositional characteristics of the concrete material, and the standard is set to produce the solidified body, the performance stability and homogeneous quality of the radioactive waste concrete solidified body are secured. It is possible to maximize the efficiency in the treatment of concrete.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사화 폐콘크리트 고화체 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 전체 흐름도이다.1 is an overall flowchart illustrating a method for manufacturing a radioactive waste concrete solidified body according to an embodiment of the present invention.

여기서 설명하는 방법은 본 발명의 하나의 실시예에 불과하며, 그 이외에 필요에 따라 다양한 단계들이 아래와 같이 부가될 수 있고, 하기의 단계들도 순서를 변경하여 실시될 수 있으므로, 본 발명이 하기에 설명하는 각 단계 및 그 순서에 한정되는 것은 아니다.The method described here is only one embodiment of the present invention, and in addition, various steps may be added as follows if necessary, and since the following steps may also be performed by changing the order, the present invention is described below It is not limited to each step and its order to be described.

도 1을 참조하면, 단계(110)에서는 폐콘크리트 미분말에 대하여 시멘트 경화체의 함량을 유추할 수 있다.Referring to FIG. 1 , in step 110 , the content of hardened cement may be inferred with respect to the fine powder of waste concrete.

이에 대하여 도 2를 더 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 참고로, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 시멘트 경화체의 함량을 유추하는 과정을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.This will be described in detail with further reference to FIG. 2 as follows. For reference, FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of inferring the content of hardened cement according to an embodiment of the present invention.

즉, 단계(210)에서는 상기 폐콘크리트 미분말을 준비(제공)할 수 있다.That is, in step 210, it is possible to prepare (provide) the waste concrete fine powder.

이후, 단계(220)에서는 상기 폐콘크리트 미분말에 대하여 형광X선 회절분석기를 사용하여 산화칼슘의 함량을 분석할 수 있다.Thereafter, in step 220, the content of calcium oxide may be analyzed using a fluorescence X-ray diffraction analyzer with respect to the fine powder of waste concrete.

이후, 단계(230)에서는 상기 산화칼슘의 함량을 분석한 결과값을 기준으로 폐콘크리트 중 시멘트 경화체의 함량을 유추할 수 있다.Thereafter, in step 230, the content of the hardened cement in the waste concrete may be inferred based on the result of analyzing the content of the calcium oxide.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에서는 폐콘크리트 중의 시멘트 경화체 함량을 유추하기 위하여, 폐콘크리트에서 골재를 분리한 0.30mm 이하의 미립분에 대하여, 산화칼슘의 함량 분석을 정밀하면서도 간단하게 실시할 수 있도록 상기 형광X선 회절분석기(XRF)를 사용할 수 있다.As described above, in one embodiment of the present invention, in order to infer the content of hardened cement in the waste concrete, for fine particles of 0.30 mm or less from which aggregates are separated from the waste concrete, the content analysis of calcium oxide can be precisely and simply performed. The fluorescence X-ray diffractometer (XRF) may be used.

상기 폐콘크리트 중의 시멘트 경화체를 0.30mm 이하로 분쇄한 다음, 잔골재를 비율별로 혼합하여 상기 형광X선 회절분석기로 분석하여 그 값을 다음의 표 1에 정리하였다.The hardened cement in the waste concrete was pulverized to 0.30 mm or less, and the fine aggregates were mixed in each ratio and analyzed by the fluorescence X-ray diffraction analyzer, and the values are summarized in Table 1 below.

Figure pat00001
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본 발명의 일 실시예에서는 상기 표 1을 기준으로 하여 폐콘크리트 미분말에 포함된 시멘트 경화체의 함량을 유추하는 것을 특징으로 한다. 골재를 분리한 폐콘크리트를 0.30mm 이하의 크기로 분쇄한 다음 상기 형광X선 회절분석기로 산화칼슘의 함량을 분석하여 상기 폐콘크리트 중의 시멘트 경화체 함량을 유추할 수 있다.In one embodiment of the present invention, it is characterized in that the content of the hardened cement included in the fine powder of waste concrete is inferred based on Table 1 above. After the waste concrete from which the aggregate is separated is pulverized to a size of 0.30 mm or less, the content of calcium oxide is analyzed with the fluorescence X-ray diffraction analyzer to infer the content of hardened cement in the waste concrete.

여기서, 골재를 분리한 폐콘크리트 미분말을 0.30mm 이하의 크기로 분쇄하는 것은 형광X선 회절분석기를 이용한 산화칼슘의 함량 분석을 용이하게 하고, 고화체 제작 시 재료 분리 및 블리딩(bleeding)을 억제함과 동시에 안정적인 강도 확보를 위해서이다.Here, pulverizing the fine powder of waste concrete from which the aggregate is separated to a size of 0.30 mm or less facilitates the analysis of the calcium oxide content using a fluorescence X-ray diffraction analyzer, and suppresses material separation and bleeding during the production of a solidified body. At the same time, it is to secure stable strength.

다시 도 1을 참조하면, 단계(120)에서는 상기 시멘트 경화체의 유추 함량을 기준으로 하여 시멘트 고화재의 사용량을 결정할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , in step 120 , the amount of cement hardening material used may be determined based on the analogous content of the hardened cement body.

예를 들면, 폐콘크리트 미분말 중 산화칼슘의 함량이 24% 이하인 경우 폐콘크리트와 고화재의 사용 비율을 87:13으로 하고 그 사용 비율을 토대로 상기 시멘트 고화재의 사용량을 결정할 수 있다.For example, when the content of calcium oxide in the fine powder of waste concrete is 24% or less, the use ratio of the waste concrete and the solidifying material is 87:13, and the amount of the cement solidifying material can be determined based on the use ratio.

또한, 폐콘크리트 미분말 중 산화칼슘의 함량이 24% 이상인 경우 폐콘크리트와 고화재의 사용 비율을 90:10으로 하고 그 사용 비율을 토대로 하여 상기 시멘트 고화재의 사용량을 결정할 수 있다.In addition, when the content of calcium oxide in the waste concrete fine powder is 24% or more, the use ratio of the waste concrete and the solidifying material is 90:10, and the amount of the cement solidifying material can be determined based on the use ratio.

이에 대하여 도 3을 더 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 참고로, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 시멘트 고화재의 사용량을 결정하는 과정을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.This will be described in detail with further reference to FIG. 3 as follows. For reference, FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of determining the amount of cement hardening material used according to an embodiment of the present invention.

즉, 단계(310)에서는 상기 시멘트 경화체의 유추 함량을 미리 설정된 기준치와 비교할 수 있다.That is, in step 310, the inferred content of the hardened cement may be compared with a preset reference value.

상기 비교 결과, 상기 시멘트 경화체의 유추 함량이 미리 설정된 기준치 미만이면(320의 "예" 방향), 단계(330)에서는 상기 시멘트 고화재의 사용량을 증가시킬 수 있다.As a result of the comparison, if the inferred content of the hardening cement is less than a preset reference value (in the "Yes" direction of 320), in step 330, the amount of the cement hardening material may be increased.

반면, 상기 비교 결과, 상기 시멘트 경화체의 유추 함량이 미리 설정된 기준치 이상이면(320의 "아니오" 방향), 단계(340)에서는 상기 시멘트 고화재의 사용량을 감소시킬 수 있다.On the other hand, as a result of the comparison, if the inferred content of the hardened cement body is equal to or greater than a preset reference value (in the "No" direction of 320), the amount of the cement hardening material may be reduced in step 340.

여기서, 상기 시멘트 고화재는 고분말 시멘트(분말도 4,800~6,000㎝2/g), 고분말 고로수쇄슬래그 미분말(분말도 5,500~7,000㎝2/g) 및 분말형 고성능 감수제를 포함할 수 있다.Here, the cement solidifying material may include high powder cement (powder degree 4,800 to 6,000 cm 2 / g), fine powder blast furnace crushed slag fine powder (powder degree 5,500 to 7,000 cm 2 / g), and powder-type high-performance water reducing agent.

아울러, 상기 시멘트 고화재는 분말형 증점제(HPMC, 혼합수 중량대비 0.1~1.5%)를 더 포함할 수 있다.In addition, the cement solidifying material may further include a powdery thickener (HPMC, 0.1 to 1.5% by weight of the mixed water).

상기 시멘트 고화재의 조성물에 대한 특징을 설명하면 다음과 같다.The characteristics of the composition of the cement solidifying material will be described as follows.

폐콘크리트 중에 포함된 시멘트 경화체는 다량의 수산화칼슘(Ca(OH)2)를 함유하고 있어 플라이 애쉬(fly ash) 및 고로 수쇄 슬래그(granulated blast furnace slag) 미분말과 같은 콘크리트용 혼합재의 포졸란(pozzolan) 반응(또는 잠재수경성 반응)을 촉진하는데 유리하다.The hardened cement included in the waste concrete contains a large amount of calcium hydroxide (Ca(OH)2), so the pozzolan reaction of the concrete mixture such as fly ash and fine powder of granulated blast furnace slag (or latent hydraulic reaction).

이를 고려하여 시멘트계 고화재에 고분말로 가공 처리된 고로 수쇄 슬래그를 다량 포함시켜 초기 작업성을 향상시키고 강도 증진에 기여할 수 있도록 하였다. 또한 시멘트 역시 고분말로 가공 처리하여 폐콘크리트 미분말 입자 사이를 충진하면서 수화 반응을 진행시킬 수 있도록 하였다.In consideration of this, a large amount of crushed blast furnace slag processed into high powder was included in the cement-based solidifying material to improve initial workability and to contribute to strength enhancement. In addition, cement was also processed into a high powder so that the hydration reaction could proceed while filling between the fine powder particles of waste concrete.

이와 함께 분말형 고성능 감수제를 포함시켜 고화체 제작을 위한 혼합물의 작업성을 향상시킴과 동시에 혼합 수량을 감소시켜 동일 부피에서 콘크리트 폐기물의 활용률을 증진시키는 효과를 갖도록 하였다.In addition, by including a powdery high-performance water reducing agent, the workability of the mixture for manufacturing a solid was improved, and at the same time, the mixing quantity was reduced to have the effect of increasing the utilization rate of concrete waste in the same volume.

실시예Example

아래의 표 2 및 표 3을 참조하면, 폐콘크리트 미분말에 본 발명을 적용한 실시예와 본 발명을 적용하지 않은 비교예를 예시하였다. 비교예는 폐콘크리트 미분말을 600℃에서 90분간 소성하여 시멘트 성분의 반응성을 일부 회복시키는 기존의 기술을 적용한 것이다.Referring to Tables 2 and 3 below, Examples in which the present invention is applied to the waste concrete fine powder and Comparative Examples to which the present invention is not applied are exemplified. In the comparative example, a conventional technique of partially recovering the reactivity of cement components by calcining waste concrete fine powder at 600° C. for 90 minutes is applied.

비교예의 경우 폐콘크리트 중 시멘트 경화체 함량이 40% 이하인 배합(비교예 1)에서는 재령 28일 압축강도가 기준을 만족하지 못하는 값을 나타냈다. 그러나, 경화체 함량이 50% 이상인 배합(비교예 2)에서는 재령 28일 압축강도가 기준을 만족시키는 결과를 나타냈다.In the case of the comparative example, in the mixture (Comparative Example 1) in which the hardened cement content in the waste concrete was 40% or less (Comparative Example 1), the compressive strength at 28 days of age did not satisfy the standard. However, in the formulation (Comparative Example 2) in which the cured body content was 50% or more, the compressive strength at 28 days of age satisfies the standard.

본 발명을 적용한 실시예 1 내지 실시예 4는 폐콘크리트의 시멘트 경화체 함량에 큰 영향을 받지 않으며 재령 28일 압축강도가 기준을 만족하는 것으로 나타났다.Examples 1 to 4 to which the present invention is applied were not significantly affected by the cement hardening body content of the waste concrete, and it was found that the compressive strength at 28 days of age satisfies the standard.

또한, 실시예 1 내지 실시예 4는 비교예 1 및 비교예 2와 비교해서도 우수한 강도를 나타내는 것으로 확인되어, 원전 해체 시 발생하는 중저준위 방사화 폐콘크리트를 활용한 고화체의 제조에 유리한 것으로 확인되었다.In addition, Examples 1 to 4 were confirmed to exhibit superior strength compared to Comparative Examples 1 and 2, and it was confirmed that it was advantageous for the manufacture of a solidified body using the low and medium level radioactive waste concrete generated during the dismantling of a nuclear power plant. .

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, it should be said that such modifications or variations are included in the claims of the present invention.

Claims (4)

폐콘크리트 미분말에 대하여 시멘트 경화체의 함량을 유추하는 단계; 및
상기 시멘트 경화체의 유추 함량을 기준으로 하여 시멘트 고화재의 사용량을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 고화재 사용량 기반의 방사화 폐콘크리트 고화체 제조 방법.
inferring the content of hardened cement with respect to the fine powder of waste concrete; and
Determining the amount of cement hardening material to be used based on the analogous content of the cement hardening body; radioactive waste concrete solidified body manufacturing method based on the amount of cement hardening material used, comprising: a.
제1항에 있어서,
상기 시멘트 경화체의 함량을 유추하는 단계는
상기 폐콘크리트 미분말에 대하여 산화칼슘의 함량을 분석하는 단계; 및
상기 산화칼슘의 함량을 분석한 결과값을 기준으로 폐콘크리트 중 시멘트 경화체의 함량을 유추하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 고화재 사용량 기반의 방사화 폐콘크리트 고화체 제조 방법.
The method of claim 1,
The step of inferring the content of the cement hardened body
analyzing the content of calcium oxide with respect to the fine powder of waste concrete; and
Inferring the content of the hardened cement in the waste concrete based on the result of analyzing the content of the calcium oxide;
제2항에 있어서,
상기 산화칼슘의 함량을 분석하는 단계는
형광X선 회절분석기를 사용하여 상기 산화칼슘의 함량을 분석하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 고화재 사용량 기반의 방사화 폐콘크리트 고화체 제조 방법.
3. The method of claim 2,
The step of analyzing the content of calcium oxide is
A method for producing a radioactive waste concrete solidified body based on the amount of cement solidified material used, comprising the step of analyzing the calcium oxide content using a fluorescence X-ray diffraction analyzer.
제1항에 있어서,
상기 시멘트 고화재의 사용량을 결정하는 단계는
상기 시멘트 경화체의 유추 함량이 미리 설정된 기준치 미만이면 상기 시멘트 고화재의 사용량을 증가시키는 단계; 및
상기 시멘트 경화체의 유추 함량이 미리 설정된 기준치 이상이면 상기 시멘트 고화재의 사용량을 감소시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시멘트 고화재 사용량 기반의 방사화 폐콘크리트 고화체 제조 방법.
The method of claim 1,
The step of determining the amount of the cement solidifying material used is
increasing the amount of the cement hardening material used if the inferred content of the cement hardening body is less than a preset reference value; and
When the analogous content of the hardened cement body is equal to or greater than a preset reference value, reducing the amount of the cement hardening material used;
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