• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권11호
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• pp.61-66
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• 2014

회사장 혼합석탄재에 대한 다양한 활용법이 개발되어 그 사용량이 외면적으로는 상당히 증대되고 있다. 그러나 예를 들어 연약지반용 배수재 등으로 활용하는 경우는 사용량이 증가할수록 회사장 석탄재에는 상대적으로 작은 입자의 함유율이 증가하는 현상이 발생함으로써 회사장 석탄재의 지반 공학적 특성은 열악해져서 재활용률은 더 이상 증대되지 못하는 한계에 이르게 된다. 본 연구에서는 회사장 석탄재 중 활용성이 낮은 세립분이 상당량 포함된 석탄재에 바인더를 사용하여 압축강도가 정해진 기준 이상 발현되게 하여 강도용 제품 등으로까지 활용할 수 있도록 하기 위하여 1) 주재료인 혼합석탄재의 다양한 입도분포에 따른 압축강도 변화, 2) 소요 압축강도의 바인더의 종류 및 혼합량 그리고 회사장 석탄재의 최적 세립분 함유 범위 등을 제시하고 있다. 바인더는 압축강도 발현 면에서 생석회보다는 시멘트가 월등히 우수하고, 강도용 제품은 물론 배수용 제품 등으로 회사장 혼합석탄재 전체 물량을 효율적으로 활용하기 위해서 선별하는 체로는 #40체가 적정하다. 또한 순수 모래와 #40체를 통과한 회사장 혼합석탄재의 혼합비율이 2 : 8 이상으로 순수 모래가 함유되게 사용함으로써 부족한 압축강도를 현저하게 증대시킬 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권12호
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• pp.75-79
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• 2012

생활폐기물과 달리, 산업폐기물의 재활용에 대해서는 위험성이나 유해성 등의 우려와 선입견 때문에 정부차원의 제도적 지원은 물론 법규 등의 정비도 이루어지지 않고 있다. 따라서 산업폐기물의 재활용에 대한 법규와 제도적 정비가 시급한 실정이다. 본 연구에서는 회사장 혼합석탄재에 대한 환경인자들의 검토과정과 결과를 고찰 정리함으로써 산업폐기물인 혼합석탄재를 건설재료로 활용함에 있어 필요로 하는 환경적 검토 방법을 제시하고 있다. 회사장 혼합석탄재는 일반폐기물로 분류되고, 폐기물공정시험 방법에 의한 용출실험 결과의 해당 항목을 비교 검토한 결과 본 연구에서 제안한 '환경적 안전 기준'을 충족하고 있어 건설재료로의 재활용에는 환경적 문제가 없는 것으로 검토되었다. 그리고 자료축적을 위해 재활용이 이루어진 후에는 시간경과에 따른 주변지역 환경영향조사를 실시함이 필요하다고 사료된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.57-63
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• 2007

석탄재는 석탄이 타고 남은 재로써 물리적 성질은 고은 모래정도이며 입자의 크기는 고은 자갈에서 고운 모래 사이다. 몇 가지 연구에서 석탄재는 건설재료의 하나인 모래와 대체 할 수 있다고 알려져 있다. 본 연구의 목적은 주입 공기 혼합 재를 사용한 석탄재의 혼합토를 직접 건설현장에 사용 하고자 하는데 있다. 실험 결과에 의하면 석탄재 혼합토는 압축, 인장 및 휨강도가 양생기간 초기에는 표준 혼합토보다 낮은 수치를 보이지만 60일이 지난 후엔 표준 혼합토보다 강도가 더 커졌다. 또한 Chloride 이온 통과 실험에서 석탄재의 시료토가 양생 초기에는 적은 저항력의 수치를 보였지만 시간이 흐를수록 강한 저항력을 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.53-58
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• 2013

연약지반에 시공되는 수평배수층의 설계는 사용할 수평배수재의 투수성에 대한 재료 조건인 No.200체 통과백분율을 확인하여 재료의 사용 여부를 정하고, 시공장비의 주행성 확보를 위한 수평배수층의 두께를 산정한다. 그리고 이 수평배수층이 양호하게 장기적으로 배수성을 유지할지를 검토하고, 필요 시 방안을 강구하는 등 순차적인 단계로 실시한다. 본 연구에서는 회사장 혼합석탄재를 사용하여 실제 수평배수층을 시공하면서 그 과정과 결과를 고찰함으로써 연약지반에서 수평배수재로 이들 혼합석탄재를 원활하게 활용하기 위한 시스템을 제시하고 있다. 즉, 회사장 혼합석탄재는 회사장마다 그리고 같은 회사장에서도 위치에 따라 $75{\mu}m$보다 작은 세립분의 함유량이 불규칙하고 그 양이 상당히 많기 때문에 어느 정도까지는 세립분이 제거되도록 체로 선별하여 사용하여야 한다는 사실을 확인하며, 현장에서의 대량 선별을 위한 체의 눈금 크기, 선별 방법 등의 구체적 사항들을 제안하고 실제 시공을 위해서는 적절한 선별기 제작의 필요성을 기술하고 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.15-21
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• 2005

본 연구에서는 증발산 원리를 이용한 최종복토층 공법의 재료로서 석탄회와 인산석고의 활용성에 대해서 고려하였다. 복토재료는 일반 화강암질 풍화토에 석탄회와 인산석고를 혼합하는 것으로 하고 이에 따른 환경적 영향을 예측하기 위해서 실내용출시험, 컬럼실험, 현장 모형실험을 순서적으로 실시하였다. 용출실험 결과에서 각 혼합물의 중금속 함유량은 규정값 이하로 나타났으며, 관계규정과 컬럼실험의 결과를 컴토하여 재료간 최적 배합비율은 토양(4):석탄재(1):인산석회(1)로 결정하여 현장모형실험에 적용하였다. 환경적 평가를 위한 현장모형실험은 2004년 2월에서 6월까지 진행하였는데, 실험기간 중 혼합 복토재와 우수에 의해 발생되는 침출수의 관찰결과에서는 본 연구에서 고려한 혼합재료가 환경적으로 안전하게 사용될 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.901-904
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• 2008

화력발전소에서 연간 600만톤 이상 발생되고 있는 석탄재는 크게 플라이애시(FA), 신더애시(CA), 바텀애시(BA)로 분류되며, 그 중 플라이애시는 시멘트 원료나 혼화재 등으로 대부분 재활용되고 있고, 이에 대한 연구 또한 활발히 이루어지고 있다. 하지만 석탄재 발생량의 $10{\sim}15$%정도 차지하는 바텀애시는 대부분 단순 매립처리 되고 있어 자연환경보전, 매립지의 부족문제 해소 등을 고려했을 때 이에 대한 활용방안이 시급한 실정이다. 한편, 심각해져가는 환경문제를 해결하기 위한 일환으로 투수, 투기, 식생 및 수질정화 등의 기능을 보유한 포러스콘크리트의 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 산업폐기물인 바텀애시의 유효재활용과 포러스콘크리트의 성능향상을 위하여 석탄재 및 고분자혼합물을 혼입한 포러스콘크리트의 역학적 성능을 검토하였다. 실험결과, 포러스콘크리트의 공극률 및 투수계수는 바텀애시의 혼합비율이 증가함에 따라 증가하였지만, 폴리머의 혼입에 따라서는 감소하였다. 강도특성은 바텀애시 골재의 혼입률이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었지만, 일정량의 폴리머를 혼입하였을 때 강도가 향상되는 것으로 나타나, 석탄재를 포러스콘크리트에 활용한 2차제품 및 포장재료 등에 적용하기 위한 강도향상 재료로서 폴리머의 사용가능성을 확인하였다.

• 토지주택연구
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• 제14권2호
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• pp.137-145
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• 2023

본 연구에서는 매립석탄재를 이용한 CLSM의 실질적인 기술개발의 일환으로 매립석탄재의 입도분포 및 미립자 함량 등 물성에 따른 CLSM의 유동성, 블리딩 속도, 강도 등의 특성을 검토하였다. 그 결과 채취한 매립석탄재는 밀도 특성과 입도 분포가 다른 것으로 나타났으며 비산재의 양이 많고 혼합수를 많이 첨가한 시편의 경우 블리딩 비율이 기준을 만족하지 못하였고 압축강도 시험 결과, 4시간 동안 0.5MPa 이상의 강도발현은 단위결합재량이 200 이상인 반수석고를 사용한 시편의 경우 만족스러운 것으로 나타났다. 나머지 석고는 강도발현이 불량한 것으로 나타나 매립석탄재는 CLSM 소재로 활용이 가능할 것으로 판단되나 각 발전사의 회처리장에 매립된 석탄재의 물리화학적 특성을 규명하고 적용할 필요가 있다.

• 자원환경지질
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• 제51권4호
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• pp.371-379
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• 2018

많은 나라에서는 화력발전소 석탄연소 잔재물로 생산되는 석탄재를 소량의 시멘트와 혼합, 저강도 콘크리트를 만들어 지반함몰지, 폐갱도, 도로관거 뒷채움재 등으로 재활용하는 방안이 석탄재의 대규모 처리방안으로 자주 검토된다. 본 연구에서는 석탄재로 저강도콘크리트를 만들어 콘크리트 내 중금속함량 변화를 고찰하였다. 이를 위하여 시멘트만을 사용하는 경우와 시멘트의 반을 비산재로 대체하는 경우, 모래를 골재로 사용하는 경우, 그리고 회처리장의 매립재로 모래골재를 대체하는 경우에 대한 콘크리트 공시체를 제작하여 중금속농도 변화를 고찰하였다. 중금속 함량은 토양오염공정시험기준에 따라 이루어졌으며, 중금속함량에 가장 큰 영향을 주는 재료들도 평가하였다. 연구결과, 시멘트는 다른 어떤 재료들 보다 Cu, Pb, Zn에서 현격히 높은 중금속농도를 보였다. 이로 인하여 시멘트를 비산재로 대체할 경우 중금속 농도는 뚜렷이 낮아지는 경향을 보였다. 매립재는 전체적으로 비산재에 비하여 낮은 중금속농도를 보였지만, 모래보다는 높은 Cu 및 Ni농도와 낮은 Pb농도를 보였다. 전체적으로는 콘크리트 내 중금속농도는 각 재료의 혼합에 의하여 결정되는 양상을 보였다. 본 연구에서 제작된 공시체는 모든 조사된 항목에 있어 토양환경보전법이 정한 토양오염우려기준(1지역)보다 현격히 낮은 농도를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.182-188
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• 2008

폐폴리에틸렌 필름을 재활용하기 위하여 폐폴리에틸렌과 비산재를 사용하여 콤파운드를 제조하였다. 실험에 사용한 고분자는 생활쓰레기에서 분리수거한 폴리에틸렌(PE)과 포장용 필름을 생산하는 공장에서 발생하는 스크랩에서 얻어지는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)과 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE)이다. 폐폴리에틸렌의 물리적 성질을 개량시키기 위하여 화력발전소 굴뚝에서 포집한 석탄재와 생활쓰레기 소각로굴뚝에서 얻어지는 비산재를 사용하였다. 발전소 석탄재를 투입하면 재활용 LDPE와 LLDPE 콤파운드의 인장강도는 감소하고 굴곡모듈러스는 증가하였다. 역청탄재를 혼합한 경우에 비하여 무연탄재를 투입한 LLDPE 콤파운드의 인장강도와 굴곡강도가 약간 높았으며, 이는 무연탄재가 다소 많은 량의 미연소 탄소를 가지기 때문으로 사료된다. 생활쓰레기에서 얻어진 PE 단독에 소각로 비산재를 투입하면 인장강도와 굴곡강도가 모두 증가하였다. 이와 같은 소각로 비산재에 의한 상승효과는 생활쓰레기 PE에 포장용 필름 스크랩의 LDPE를 섞게 되면 Filler 입자가 LDPE의 결정화를 방해하기 때문에 상쇄되는 현상이 관찰되었다. 소각로 비산재를 혼합하여 생활쓰레기 PE를 재활용한 콤파운드는 하수관 등을 제조하는 원료로 사용이 가능하다. 본 연구결과를 폐플라스틱의 재활용에 적용시키면 폐기물처리 비용을 절감하고 환경보존과 자원절약에 기여할 수 있다.

• 에너지공학
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• 제27권2호
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• pp.55-60
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• 2018

폐자원으로 분류되는 화력발전소의 석탄재와 제강슬래그(KR슬래그)를 주 재료로 활용하여 저강도 고유동채움재를 제조하였다. 산업부산물의 활용방안을 확대하고 중금속 용출 억제 등의 환경적 안정성을 확보하기 위해 화력발전소 바닥재(bottom ash)와 KR슬래그는 7:3으로 혼합하여 탄산화반응($CO_2$고정화)을 실시하였다. 연구결과 석탄바닥재의 기공이 많아 $CO_2$고정화 물질 함량이 증가할수록 물비율이 증가하였다. 배합 중 분체함량이 증가할수록 블리딩율이 저하되는 것을 확인하였다. 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)함량이 감소할수록 수화반응의 활성화가 저하되어 압축강도는 감소하였다. 하지만 배합 조성을 적절히 조절할 경우 저강도 고유동 채움재가 요구되는 2.0MPa의 압축강도는 충족시킬 수 있는 결과를 확보하였다.