• 한국결정성장학회지
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• 제23권3호
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• pp.152-160
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• 2013

발전소에서 발생되는 산업부산물인 석탄재는 포집방법에 따라 크게 저회와 비산회로 구분되는데, 순환유동층 연소방식에서 발생되는 비산회는 탄산화 반응 인자인 Ca 성분을 다량 포함하고 있다. 탄산화 반응 인자가 풍부한 비산회를 시멘트에 일정량 치환하여 제조한 경화체를 초임계 이산화탄소($CO_2$) 분위기조건에서 반응시켜 제작된 경화체의 기계적 물성향상을 도모하였다. 시멘트 대비 비산회 치환량을 10~40 %까지 10 % 단위로 4수준으로 하여 경화체를 제작하였으며 각각 3, 14, 28일 동안 양생하여 각 양생일 마다 탄산화를 진행하였으며 공정조건 변수로 탄산화 시 발생되는 수분과 미수화 반응물의 추가적인 포졸란 반응을 유도하기 위하여 탄산화 후 7일 동안 추가양생을 실시하였다. 공정조건의 변화를 변수로 둔 경화체의 무게변화율, TG/DTA 분석, 1 % 페놀프탈레인 알칼리성 측정을 통하여 탄산화 진행여부를 확인하였으며, 경화체의 압축강도 측정을 통해 기계적 물성향상을 분석하였다. 임계 탄산화 후 7일간 추가 양생시킨 녹색 건자재의 기계적 물성은 추가 양생하지 않은 시편과 비교해 44 % 향상되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.665-668
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• 2008

포틀랜드 시멘트는 전 세계적으로 매년 15억 톤을 생산하고 있으며, 이로 인해 전체의 배출량에 7% 이상의 CO$_2$ 가스 배출로 많은 지구환경을 지속적으로 오염을 시키고 있다. 그리고 화력발전소에서 발생하는 산업부산물인 플라이애시를 시멘트와 일부 대체하여 콘크리트에 재활용하고 있으나, 50% 이상을 해안 및 육상에 매립함으로써 환경적인 문제를 유발하고 있다. 따라서 본 연구에서는 플라이애시 기반 모르타르의 양생 온도(30, 60, 90$^{\circ}$C)가 강도에 미치는 영향을 검토하였으며, 각각의 양생온도별 중량변화와 pH 변화를 검토하였다. 실험결과 재령초기에 고강도가 요구되는 콘크리트의 경우 90$^{\circ}$C의 양생이 적절하며, 재령 28일에서 높은 강도가 요구되는 경우 60$^{\circ}$C가 효율적인 것으로 판단된다. 또한 pH 변화와 압축강도 결과는 관계가 있는 것으로 판단되나 중량변화는 관계가 없는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권4C호
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• pp.139-147
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• 2012

본 연구에서는 모래의 수급 문제와 회처리장 부족으로 전력생산 위기에 처해진 화력발전소의 문제점을 해결하며, 쇄석다짐말뚝의 폐색 현상에 대처하기 위한 방안으로 모래와 공학적 성질이 유사한 화력발전소 부산물인 저회를 조립재료다짐말뚝 재료로 활용하기 위하여 다양한 공학적 시험을 실시하였다. 특히 연약지반에 쇄석다짐말뚝의 클로깅 현상을 줄이고 말뚝 내 공극을 감소시키기 위한 연구가 수행되었다. 각 재료의 배합비별 전단강도 시험을 통해 적정혼합비를 산정하고 연약지반에 적용 시 효율적인 치환율을 공학적 시험으로 도출하였다. 다짐 시험 및 대형직접전단 시험결과, 쇄석:저회 혼합비 80:20의 전단강도가 가장 크므로 쇄석과 저회 혼합다짐말뚝의 최적 혼합비로 결정하였다. 저회의 혼합비가 20% 이상의 영역에서는 혼합재료의 입자간 맞물림 효과 감소에 의한 내부마찰각 저하가 발생하였다. 동결융해법에 의한 모형시험 방법을 개발하여 압축시험을 수행한 결과, 저회혼합다짐말뚝의 치환율이 40% 이상일 경우 그 영향이 크게 증가하지 않았다. 따라서 저회혼합다짐말뚝을 연약지반에 시공 시 경제적인 치환율은 40%로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.294-300
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• 2001

본 연구는 화력발전소에서 산업부산물로 생산되어지는 bottom ash가 저강도 고유동 충전재(CLSM)의 특성에 미치는 영향을 알아보았다. 저강도 고유동 충전재 재료는 ACI 229소위원회에서 재령 28일 압축강도가 83 kgf/$\textrm{cm}^2$ 보다 낮은 재료로 정의되어져 있으며 이러한 저강도 고유동 충전재에 잔골재를 대신하여 bottom ash가 사용되어 질 수 있는가를 연구하였다. 플로우가 200~300mm이 되도록 시멘트, 플라이애쉬, bottom as, 모래를 혼합하였으며 굴착가능성별로 손도구로 굴착이 가능한 강도 7 kgf/$\textrm{cm}^2$이하, 기계장비를 이용하여 굴착할 수 있는 강도 20 kgf/$\textrm{cm}^2$이하, 굴착이 어려운 강도 83 kgf/$\textrm{cm}^2$이하로 나누어 실험을 실시하였다. 플라이애쉬에 대하여 bottom ash를 25, 50, 75, 100%수준으로 시험하였다. 실험결과 목표로 하는 플로우를 얻기 위해서는 bottom ash의 첨가수준이 증가할수록 단위수량이 증가하였으며 용적 배합이므로 잔골재 양은 감소하는 결과를 나타내었다. Botom ash는 저강도 고유등 충전재의 재료로 사용가능함을 보여주었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.5-12
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• 2016

본 논문은 화력발전소 부산물인 저회를 뒤채움재로 활용하고자 열저항 특성에 대한 연구내용을 다루었다. 석탄회의 일종인 저회는 공학적 특성이 모래와 유사하여 모래 대체재로 사용 가능하다. 그러나 열적 특성을 무시한 무분별한 적용은 오히려 기존 구조물에 악영향을 미칠 수 있기 때문에 이에 대한 신중한 선택이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 저회의 열전도도를 확인하기 위해 실내시험을 실시하였으며, 뒤채움재로 활용될 수 있는 현장유용토, 성토재료, 모래 등과 열저항 특성에 대하여 비교 분석하였다. 또한, 이들 재료들의 열저항 특성이 함수비에 따라 큰 영향을 미칠 수 있어 이에 대해 분석을 실시하였고 저회가 뒤채움재로 유효 활용될 수 있도록 방안을 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.647-653
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• 2016

본 연구에서는 FA (Fly Ash)를 20%치환한 배합에 대하여 TDFA (Tire Derived Fuel Ash)를 3.0~12.0%까지 중량 치환하면서 내구성 평가를 수행하였다. TDFA는 열병합발전소에서 열효율을 높이기 위해 폐타이어를 혼소시킨 뒤 발생한 산업부산물로서 국내에서 콘크리트에 적용한 연구는 없는 상태이다. 이를 위해 물-결합재를 50%, FA를 20% 치환한 Control 콘크리트를 제조하였으며, TDFA를 치환하면서 압축강도, 촉진 탄산화 시험, 촉진염해 시험, 공극구조평가를 수행하였다. 압축강도, 탄산화, 공극구조에서는 12%까지 TDFA를 FA와 치환해도 동등이상의 성능을 확보하였다. 특히 염해에 대해서는 TDFA의 치환률의 증가에 따라 뚜렷한 염화물 확산계수의 감소를 나타내어 최종적으로 75.3~70.9%까지 염화물 확산계수가 감소하였다. TDFA를 혼입한 콘크리트 배합시, 워커빌리티의 확보가 가능하다면 TDFA를 혼입한 콘크리트는 내구성 개선에 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.625-632
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• 2021

본 논문에서는 화력발전소 산업부산물이 바텀애시의 활용성을 증대시키기 위해 다공성 콘크리트를 제작하여 단열 콘크리트로서의 적용 가능성을 연구하였다. 본 연구에서는 두 가지 입도의 골재를 사용하여 골재 특성을 파악한 후, 바텀애시를 다공성 콘크리트 골재로 활용하였다. 물-바인더 비를 0.25와 0.35로 사용하고, 컴펙션에 따른 다공성 콘크리트의 재료 특성을 파악하기 위해 0.5MPa, 1.5MPa, 3.0MPa로 콘크리트 시편을 제작하였다. 이후 28일의 수중양생을 진행한 후, 단위중량, 총 공극률 및 열전도율 실험을 수행하여 결과를 도출하였다. 측정된 실험 결과를 토대로 다공성 및 경량 특성을 갖는 바텀애시를 활용한 다공성 콘크리트의 단위중량, 총 공극률 및 열전도율과의 상관관계를 제시하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.596-603
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• 2020

본 논문에서는 화력발전소 산업부산물인 바텀애시의 활용성을 증대시키기 위한 실험연구를 수행하였다. 본 연구에서는 바텀애시를 잔골재로 설정하였으며, 골재 특성 파악을 위한 실험을 수행하였다. 부순 잔골재의 25, 50, 75 및 100%를 바텀애시로 치환하여 바텀애시를 혼입한 콘크리트를 제작하였으며, 재료특성으로서 단위중량, 초음파속도, 압축강도 및 열전도율 실험을 수행하여 결과를 도출하였다. 한편, 바텀애시는 포졸란재료로써 가능성이 있으며, 재령 28일과 91일로 구분하여 양생기간에 따른 영향을 파악하였다. 측정된 실험결과를 토대로 다공질 및 경량 특성을 갖는 바텀애시를 잔골재로 사용한 콘크리트의 열전도율 특성과 단위중량, 초음파속도 및 압축강도와의 상관관계를 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권7호
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• pp.57-63
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• 2010

국토의 70%를 산이 차지하고 있는 우리나라의 여건으로 볼 때 효율적이고 경제적인 연약지반 개량의 필요성이 점차 높아지고 있다. 해양개발을 위한 연약지반개량 공법에는 모래다짐말뚝공법, 치환공법, 프리로딩공법, 대기압공법, 지하수위 저하공법, 팩드레인공법, 생석회말뚝공법 등이 있는 데, 그 중 모래다짐말뚝공법은 모래의 수급이 어려워져 수입하는 등의 경제적인 문제점과 모래채취로 인한 자연 훼손의 문제점을 야기하므로 이에 대한 대책공법이 시급한 실정이다. 최근, 모래와 공학적 성질이 유사한 화력발전소 부산물인 저회를 대체 재료로 활용하기 위한 연구가 이루어지고 있으나 연약지반 개량 재료로 활용하기 위한 연구는 미미한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 10~80%의 치환율로 복합지반을 조성하여 대형직접전단시험, 전단시험, 표준압밀시험을 실시한 후 저회다짐말뚝의 전단특성과 압밀특성을 규명하였다. 연구결과 저회다짐말뚝의 치환율이 증가에 따라 전단강도 정수는 증대하고, 침하저감 계수 및 $t_{90}$은 감소하는 경향이 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.119-126
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• 2012

포틀랜드 시멘트는 전 세계적으로 매년 15억 톤을 생산하고 있으며, 이로 인해 전체의 배출량에 7% 이상의 $CO_2$ 가스 배출로 많은 지구환경을 지속적으로 오염을 시키고 있다. 그리고 화력발전소에서 발생하는 산업부산물인 플라이애시를 시멘트와 일부 대체하여 콘크리트에 재활용하고 있으나, 50% 이상을 해안 및 육상에 매립함으로써 환경적인 문제를 유발하고 있다. 한편 최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 알칼리 활성 콘크리트는 시멘트 대신에 실리콘(Si)과 알루미늄(Al)이 풍부한 플라이애시를 사용하여 알칼리 용액으로 활성화시킨 시멘트 ZERO 콘크리트로서 $CO_2$ 가스를 저감하는데 효과적이다. 본 연구에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 플라이애시를 100% 사용한 지오폴리머 콘크리트를 개발할 목적으로 알칼리 활성화제와 양생조건 등이 모르타르의 압축강도에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, 9M NaOH과 쇼듐실리케이트를 1:1의 비율로 제조한 알칼리 활성화제를 사용하고, $60^{\circ}C$에서 48시간 동안 양생을 한 다음 기건양생을 실시할 경우 재령 28일에서 압축강도 70 MPa의 지오폴리머 모르타르를 제조할 수 있는 것으로 나타났다.