초록
토양개량방법의 하나로서 다공성 소성 과립체를 토양에 사용하는 방법을 적용하고자 하였다. 석탄폐석을 토양개량제의 원료로 사용하면 자열소성방법에 의해 저비용으로 과립체를 생산할 수 있고, 더불어 국내에 대량으로 적치되어 있는 석탄폐석을 활용할 수 있는 방안도 될 것임을 착안하여, 석탄폐석을 분쇄, 과립하고 자열소성방법으로 소성하여 과립(pellet)을 제조한 후 이의 다공체로서의 특성과 수분보유특성, pH등을 확인하였다. 고정탄소량이 약 28%인 시료 HCR을 고령토와 1:4의 무게비(20%)로 혼합하여 제조한 과립과 고정탄소가 약 9.66%인 LCR시료만을 사용한 과립을 자열소성한 결과, 별도의 가열에너지의 공급 없이 최대온도 $1200^{\circ}C$ 이하에서 연속적인 소성이 가능하였다. 이렇게제조한 과립체를 고령토만 사용하여 제조한 일반 소성 점토과립과 비교하였을 때 평균공극의 크기가 커졌음이 확인되었다. 이렇게 변화된 공극의 특성으로 인해 HCR과 LCR 과립의 내부에 흡수된 수분이 kaolin 과립에 비해 더 낮은 potential에서 방출되었고, 식물이 더 이용하기 쉬운 상태로 수분이 보유됨을 확인하였다. 그리고 자열소성한 과립은 kaolin 과립에 비해 높은 포장용수량과 유효수분의 값을 나타내었다. 포장용수량은 HCR과 LCR 과립이 각각 47.64, 38.43mL/100g값을 나타내었고, 유효수분의 양은 각각 38.39과 28.49mL/100g으로 나타났다. 자열소성한 과립의 pH는 6~8로서 토양에 활용이 가능함을 확인하였다.
Calcined clay granules (pellet) have been used as a soil conditioner. The space among the pellets can secure drainage of water in soil and, simultaneously, can keep water for plants in the inner pore of that. However, the usage of the pellet has been restrained because fabrication of that requires a high energy and cost for heating over the temperate of $1000^{\circ}C$. Recently, SCS(Self-propagating Combustion and Sintering) method was developed and this method use the combustion energy of the preliminary mixed combustible. The SCS method is suitable to fabrication of small porous aggregate and requires a very low cost. This research applied the SCS method to coal refuses for fabrication of soil conditioner pellets. The coal refuses were pulverized under the size of $100{\mu}m$ and the pulverized powders were pelletized to the size of 4~6mm. The pellets were heated at the temperature of $1200^{\circ}C$ in the SCS furnace that was specially prepared for this research. Characteristics of the pellets were investigated and were compared with that of ordinary calcined clay pellet of kaolin; porosity, pore size distribution, bulk density, pH and etc.. Characteristics of the moisture retention in the pellets were measured by the centrifugal method: ASTM D425-88. The pellets of the coal refuses showed the higher values of the field capacity and the plant-available water than that of kaolin pellet. These results suggest the very low cost process that can utilize the coal refuses and can fabricate the lightweight porous soil conditioner of the very high plant-available water.