• 제목/요약/키워드: 슬레이트

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발열반응 촉매제와 열처리를 이용한 석면함유 슬레이트의 무해화 연구 (Transformation of Asbestos-Containing Slate Using Exothermic Reaction Catalysts and Heat Treatment)

  • 윤성준;정현이;박병노;김용운;김혜수;박재봉;노열
    • 자원환경지질
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    • 제52권6호
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    • pp.627-635
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    • 2019
  • 슬레이트는 석면을 이용한 대표적인 건축자재 중 하나로써 백석면(10~20%)과 시멘트 성분을 결합하여 만든 제품이다. 슬레이트에 포함되어 있는 석면은 인체에 유입되면 세포 손상이나 변형을 일으키고 체외로 잘 배출되지 않아 폐암, 석면폐, 악성중피종 및 흉막비후 등과 같은 질병을 일으키는 원인이 되는 것으로 입증되어 1977년 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)에서는 1군 발암물질로 지정하였다. 현재 이러한 슬레이트는 대부분 지정매립장에 매립하여 처리하고 있으나 매립용량이 한계에 다다르고 있고 매립한다고 하여도 추후 외부환경으로 노출될 수 있는 잠재적인 위험성이 있어 매립 처리방법 이외에 슬레이트에 포함된 석면을 무해화하여 안전하게 처리할 수 있는 방법이 필요하다. 따라서 이 연구에서는 발열반응 촉매제와 열처리를 이용하여 슬레이트에 함유된 석면 무해화 가능성을 확인하고자 하였다. 실험은 석면해체·제거 사업장에서 발생한 석면함유 슬레이트를 이용하였고 발열반응 촉매제는 염화칼슘(CaCl2), 염화마그네슘(MgCl2), 수산화나트륨(NaOH), 규산소듐(Na2SiO3), 카올린[Al2Si2O5(OH)4)], 활석[Mg3Si4O10(OH)2]을 이용하여 총 6가지의 촉매제를 제조하였다. 6가지의 촉매제를 슬레이트에 각각 도포한 후 열중량-시차열분석(TG-DTA)을 실시하여 분석결과를 토대로 슬레이트 무해화를 위한 열처리 온도를 750℃로 결정하였다. 슬레이트에 6가지 촉매제를 각각 도포한 후 750℃에서 2시간 열처리하여 X-선 회절 분석(XRD), 주사전자현미경 분석(SEM-EDS), 투과전자현미경 분석(TEM-EDS)을 한 결과 슬레이트 내 백석면[chrysotile, Mg3Si2O5(OH5)]이 주상의 고토감람석(forsterite, Mg2SiO4)으로 상전이 됨을 확인하였다. 또한, 슬레이트 원시료와 발열반응 촉매제 도포 후 열처리한 시료에 물리적인 힘을 가하여 광물의 형상 변화를 비교 관찰한 결과, 슬레이트 내 백석면은 섬유형을 유지하였으나 촉매제 도포 및 열처리를 한 시료는 무정형 형태로 깨지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 발열반응 촉매제와 열처리를 통하여 낮은 온도에서 경제적으로 석면함유 슬레이트를 안전하게 처리할 수 있는 하나의 방안을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

플라즈마 고온반응기를 이용한 폐슬레이트 비활성화 연구 (Inactivation of Asbestos-Containing Slate Using High-Temperature Plasma Reactor)

  • 윤성준;정현이;박병노;김용운;김혜수;박재봉;손병구;김태욱;문영범;이선동;이재윤;노열
    • 광물과 암석
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    • 제33권4호
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    • pp.407-417
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    • 2020
  • 국내 폐슬레이트 발생량은 매년 증가 추세로 지정매립장 용량이 한계에 다다르고 있어 슬레이트를 대용량으로 안전하고 저렴하게 처리함과 동시에 재활용할 수 있는 방법이 필요하다. 이에 대한 대안으로 시멘트 소성로를 이용한 폐슬레이트 열처리 방법을 들 수 있다. 이 연구에서는 플라즈마를 이용하여 시멘트 소성로의 고온 환경을 모사할 수 있는 중간 규모(pilot scale)의 장치를 개발하고 이를 이용하여 폐슬레이트 내석면의 비활성화 및 시멘트 원료로의 재활용 가능성을 확인하고자 하였다. 중간규모 실험 장치는 플라즈마 토치를 이용하여 실제 소성로와 동일한 조건을 가지도록 1/50로 축소·제작하였다. 실험조건은 시멘트 소성로의 소성 시간과 동일하게 20분간 200-2,000℃까지 100℃ 간격으로 온도를 상승시키며 폐슬레이트의 비활성화 실험을 실시하였다. 플라즈마 고온반응기를 이용하여 열처리한 폐슬레이트의 XRD, PLM, TEM-EDS 분석결과, 1,500℃ 이상의 온도에서 슬레이트 내 백석면이 고토감람석으로 광물 상전이가 일어나 비활성화되고 시멘트 구성 광물인 라나이트(Ca2SiO4)가 형성됨을 확인하였다. 이 연구 결과는 추후 시멘트 소성로를 이용하여 대용량의 슬레이트를 경제적이고 안전하게 처리함과 동시에 시멘트 원료로 재활용할 수 있는 방안에 대한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

Preparation of Slate-Plastic Composite

  • Pyun, Hyung-Chick;Cho, Bong-Rae;Kwon, Suk-Keun
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제7권1호
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    • pp.9-14
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    • 1975
  • 슬레이트에 단량체 methyl methacrylate를 침투시키고 감마선 및 촉매 가열법으로 중합시켜 슬레이트-플라스틱 복합체를 제조하였다. 제품의 성질은 휨강도, 내수성 내산성등에 현저한 증가를 나타내었으며, 중합조건에 의한 차이점도 그 원인과 함께 비교 검토하였다.

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경남 도서지역 촌락의 가옥 유형에 관한 연구 - 지붕 형태와 지붕 재료를 중심으로 - (The Types of the Rural Housing in the Sea Islands of Gyeongnam with Special Reference to the Roofing Types and Materials)

  • 이전;성화룡
    • 한국지역지리학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.660-672
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    • 2015
  • 촌락 가옥은 촌락 경관을 구성하는 중요한 요소이다. 기존의 촌락 가옥에 대한 지리학 연구는 주로 전통적인 민가에 초점을 두었으나, 본 연구는 오늘날의 촌락 가옥에 초점을 둔다. 본 연구는 경남 도서지역 가옥의 지붕 형태와 지붕 재료를 중심으로 제시하는 촌락 가옥의 유형에 관한 연구이다. 연구지역의 가옥에 대한 조사 결과를 바탕으로 해서 지붕 형태와 지붕 재료를 분류하는 기준을 제시하고, 이에 따른 촌락 가옥의 유형화를 시도한다. 지붕 형태를 중심으로 분류하는 가옥 유형에서는 팔작지붕 우진각 맞배지붕과 같은 전통적인 지붕 형태를 가진 가옥이 많고, 전통적인 지붕 형태 이외의 가옥 유형에서는 단순평지붕 가옥이 많다. 두 개 이상의 지붕 형태를 가진 결합양식지붕 가옥 유형의 경우, 경사-평지붕 가옥이 경사-경사지붕 가옥보다 10여 배나 많다. 지붕 재료 중에서는 시멘트, 컬러강판, 인조슬레이트가 가장 많이 사용된다. 특정 지붕 재료가 특정 지붕 형태에서 두드러지게 사용되는 경우가 있는데, 이를 통해 연구지역의 주요한 가옥 유형을 '지붕 재료와 지붕 형태'를 중심으로 다섯 가지로 유형화할 수 있다.

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절토사면 현황도 작성 및 분석에 따른 설계변경 사례연구 (An Example of Changed Design through the Face Mapping and Slope Analysis)

  • 이병주;채병곤;이경미
    • 지질공학
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    • 제24권1호
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    • pp.137-146
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    • 2014
  • 연구지역의 지질은 흑색천매암, 석회암 및 함역천매암과 중생대 관입안인 흑운모화강암과 석영반암으로 구성되어 있다. 이 중 흑색천매암이 분포하는 구간에서 건설 중인 도로 사면에서 절토사면 현황도(face map)를 4월부터 6월까지 3개월간 작성하였으며 이때 탄질슬레이트 분포지 부근을 포함 사면 내에는 3-4개소에서 사면붕괴와 산 정상부에는 최고 3 m의 변위를 보이며 움직이고 있음이 확인 되었다. 사면 붕괴의 원인은 엽리 및 단층 등의 불연속면의 경사방향이 사면의 경사방향과 일치하는 곳에서 붕괴가 발생하였고 탄질 슬레이트는 빗물을 머금을 때 팽창성을 가짐도 붕괴가 일어나는 원인이다. 반면 본 사면의 도로 맞은편 사면에서는 같은 암상 및 지질구조 조건을 가지고 있으나 엽리 및 불연속면들의 경사 방향이 사면의 경사 방향과 반대방향이므로 안정된 사면을 유지하고 있다. 사면의 붕괴가 일어난 곳에서 안정화를 위해 절개 후 복구(cut and cover) 방법으로 도로의 양쪽 사면 사이 도로 상에 터널 구조물을 설치하여 절개식 터널(cut and cover tunnel)을 시공하였으며 시공 후 사면은 안정화 되었다.

염기도 조절에 의한 석면슬레이트 용융특성 (Melting Characteristics of Asbestos Cement Slate on Basicity Control)

  • 윤진한;길상인;민태진;이정규;장두훈
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.159.2-159.2
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    • 2010
  • Asbestos is the collective name for a group of naturally occurring minerals in their fibrous form and hydrous silicates of magnesium and a mineral fiber that has been used commonly in a variety of building construction materials for insulation and as a fire-retardant. Asbestos has been used for a wide range of manufactured goods, because of its fiber strength and heat resistant properties. Nevertheless harmful of asbestos is quite serious. Exposure to airborne friable asbestos may result in a potential health risk because persons breathing the air may breathe in asbestos fibers. Continued exposure can increase the amount of fibers that remain in the lung. Fibers embedded in lung tissue over time may cause serious lung diseases including asbestosis, lung cancer. In this paper, we carried out as fundamental study for dispose of asbestos cement slate safely and perfectly. Melting Temperature of asbestos need to more than $1,520^{\circ}C$ and specially asbestos cement slate need more energy than that of pure asbestos. We need to decrease melting temperature of asbestos cement slate for economical efficiency. To the purpose, glass and bottom ash were chosen as additives for basicity control. we analyzed about properties of asbestos cements slate, melting characteristics on the additives ratio and temperature. We confirmed about harmlessness of melting slag through analysis of scanning electron microscope(SEM) and x-ray diffractometer(XRD).

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내화물 슬레이트용 고체윤활제의 연구 (Studies on solid inflammable lubricants for refractory slates)

  • 노승백;이학일;손기훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.2308-2313
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    • 2015
  • 본 논문은 내화물 슬레이트용 고체윤활제를 제조하기 위하여 Starch 및 Graphite의 함량 변화를 통하여 점도, 마찰계수 및 마모성능을 평가하여 Starch, Graphite와 water 간의 적절한 함량 조합을 찾고자 하였다. 먼저 starch 15 wt%일 때 점도는 graphite 함량에 따라 점도 상승이 커짐을 알 수 있었다. 또한 마찰계수 시험에서는 starch 15 wt%이고, graphite 30 wt%일 때 마찰계수가 가장 적었다. 이는 물의 함량이 줄어들고 고체의 비율이 높아짐에 따라 흡착력이 낮아져 표면에서 피막이 조금씩 탈락되며 마찰계수가 상승하는 것으로 판단된다. 마모 시험결과 starch 15 wt%이면서, graphite 25 wt% 혹은 30 wt%일 때 가장 양호한 결과를 얻었다.

집수빗물이용을 위한 지붕면 재질의 영향 (The Effect of Roofing Materials for Using Harvested Rainwater)

  • 이주영;김충일;김현우;한무영
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권9호
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    • pp.623-629
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    • 2012
  • 본 연구는 집수면으로 사용되는 지붕재질에 따라 집수되는 빗물의 수질을 평가하고, 지붕면에서 지의류/이끼의 존재여부에 따른 수질변화를 관찰하였다. 실험은 5가지 다른 재질의 재료[나무, 나무(이끼 서식), 콘크리트, 초벌기와, 슬레이트]로 설치된 지붕면에서 수행되었다. 각 지붕면에서의 빗물수질을 관찰한 결과, 초벌기와 지붕으로부터 집수된 빗물이 이용에 가장 적합한 재료로 나타났다. 이는 초벌기와 재질 특성에 따른 표면 온도의 상승과 자외선에 의한 살균효과 때문인 것으로 판단된다. 이끼류가 포함된 나무지붕과 일반 나무 지붕에서 집수된 빗물의 수질을 비교한 결과 이끼는 TOC, nitrate, sulfate 및 phosphate 농도에 영향을 미치는 것으로 관측되었다. 그리고 슬레이트 지붕으로부터 유출된 빗물 내 석면의 농도는 평균 0.002개/$cm^3$로 검출되었으며 이러한 결과는 환경부 다중이용시설기준 및 노동부 사무실 기준인 0.01개/$cm^3$ 규정을 만족한 것으로 나타났다.