본 연구에서는 인공골재를 제조하기 위하여 저급 점토에 석탄회(Fly Ash와 Bottom Ash)를 각각 첨가하여, 여러분석기기(SEM, XRD, XRF, TG-DTA, Dilatometer, UTM)를 이용하여 물리·화학적 특성을 조사하였다.
Fly Ash, Bottom Ash, Clay의 화학조성은 SiO₂가 33.01, 53.73 및 68.36wt% Al₂O₃는 28.54, 32.42 및 18.12wt%와 이외에 Fe₂O₃와 알카리 성분 등이 함유하고 있으며 강열감량은 Fly Ash가 20.26wt%, Bottom Ash는 3.73wt%로 나타났다. 원료의 주 결정상은 Quartz, Illite, Moscovite, Hematite상이 관찰되었다.
소성에 의한 인공골재의 치밀화 과정을 관찰하기 위해 Dilatometer를 측정하였다. Fly Ash-Clay계는 800℃부근에서 수축이 시작하고 있으며 Bottom Ash-Clay계는 900℃ 부근에서 수축이 시작되었다. 특히 Fly Ash-Clay계 시편은 800℃ 부근에서 서서히 수축이 시작되어 1000℃ 부근에서 급격하게 수축하는 것을 볼 수 있었다.
소성온도와 배합조성에 따른 시편의 결정상을 알아보기 위하여 1150℃에서 30분간 열처리 하였으며 Fly Ash를 사용한 시편의 주 결정상은 Quartz, Anorthite, Albite상이 관찰되었고 Bottom Ash를 사용한 시편은 Quartz, Anorthite, Mullite가 관찰되었다. 석탄회의 첨가량 및 열처리 온도에 따른 물리적 특성 조사를 위하여 흡수율과 압축강도를 측정하였다. 1150℃에서 소성한 시편 중 FC28과 BC55시편에서 각각 흡수율과 압축강도가 우수 하였으며 BC 경우 흡수율 5.95% 압축강도 87.5kgf/㎠로 가장 우수 하였으며 인공골재로의 이용이 가능함을 알 수가 있었다.