Studies on Engneering Properties of Coal Ash Obtained as Industrial Wastes

산업폐기물(産業廢棄物)로 발생(發生)되는 석탄회(石炭灰)의 토질력학적(土質力學的) 특성(特性)에 관한 연구(硏究)

The purpose of this study was to examine the uses of coal ash as a type of construction material. The methods of examination were chemical anlysis, soil laboratory test and the soil vibration test. Materials used were coal ash obtained as a by-product from 5 thermal power plants in Yongdong, Yongwol, Sochon(anthracite coal) and in Samchonpo and Honam (bituminous coal). Over 70% of the coal ash consisted of silica and alumina. The fly ash grain size showed a uniform distribution from fine-sand to silt, and that of the bottom ash showed from sand to gravel. The specific gravity and density of the coal ash were low. The long term strength increased gradually due to the self-setting property resulting from pozzolanic activity. The shear strength was higher than that of general soil. Cohesion and optimum moisture content of anthracite coal ash were higher than bituminous coal ash, whereas the maximum dry density was higher in bituminous coal ash. The coal ash dynamic Young's modulous curve range was similar to that of general soil. Of the results from the soil vibration test by car-running, the size relative acceleration level in the ash pond was higher than that of natural ground, but the damping ratio was lower than that of natural ground near the ash pond. The coal ash has more advantageous engineering properties than general soil with particles of the same size. For example, the California Bearing Ratio of the bottom ash at both Yongdong and Yongwol was 77~137%. Therefore we expect that if further study is done, coal ash can be used as a construction material when reclaiming seashore, construction embankments, road construction, making right-weight aggregate, or as a general construction material.

본(本) 연구(硏究)는 국내(國內) 8개 화력발전소중(火力發電所中) 영동(領東), 영월(寧越), 서천(舒川) 무연탄(無煙炭) 및 삼천포(三千浦), 호남유연탄(湖南有煉炭) 등 5개 화력발전소(火力發電所)에서 부산(富産) 되는 석탄회(石炭灰)에 대하여 건설재(建設材)로서의 활용성(活用性)에 대해 검토(檢討)하고자 화학분석(化學分析), 토질역학시험(土質力學試驗), 지반진동시험(地盤振動試驗) 등을 실시(實施)한 것이다. 석탄회(石炭灰)는 실리카와 알루미나가 약 70%를 차지하고 입도(粒度)는 비회(飛灰)가 fine sand-silt범위(範圍)에 대부분(大部分) 속하고 균등(均等)한 편 이며 저회(底灰)는 sand-gravel 범위(範圍)에 속한다. 비중(比重) 및 단위체적중량(單位體積重量)이 작고 포졸란반응에 의한 자경성(自硬性)이 있어서 장기강도(長期强度)가 증대되며 일반흙에 비해 전단강도가 크다. 무연탄회(無煙炭灰)는 유연탄회(有煙炭灰)에 비해 점착력(粘着力) 및 최적함수비(最適含水比)는 높으나 최대건조밀도(最大乾燥密度)는 낮다. 석탄회(石炭灰)의 동탄성계수곡선분포범위(動彈性係數曲線分布範圍)는 화강토(花岡土)의 것과 비슷하며, 자동차주행(自動車走行)에 의한 진동시험(振動試驗)에 의하면 상대적(相對的) 가속도(加速度)레벨의 크기는 회사장(灰捨場)의 경우가 자연지반(自然地盤)의 경우 보다 다소 크고 감쇠효과(減衰效果)는 적음을 알 수 있었다. 영동, 영월 저회(底灰)의 CBR은 77-137%가 되는 등 석탄회(石炭灰)는 동일입경의 일반흙에 비해 여러 가지 유리한 공학적(工學的) 특성(特性)을 갖고 있어서 앞으로 다소의 보완연구(補完硏究)가 이루어 지면 해안매립(海岸埋立) 성토재(盛土材) 및 도로보장재(道路輔裝材)는 물론 경량골재(經量骨材) 등 일반건설재(一般建設材)로서의 활용(活用)이 기대(期待)된다.