• 연구논문집
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• 통권31호
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• pp.5-14
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• 2001

These days, interest in the leaching of hazardous heavy metals to consist of incinerator fly ash is increasing, because the heavy metals that leach from the incinerator fly ash pollute the soil and ground water. Therefore this study was undertaken to crystallize the fly ash and prevent the leaching of hazardous heavy metals from fly ash. The concentrations and the leaching concentration of hazardous heavy metals(Cd, Cr, Hg, Pb, Zn) in the law incinerator fly ash have been measured. The fly ash was melted with two kinds of flux($Na_2CO_3, CaCO_3$) and its add quantity(0, 1, 2, 3 wt%). The crystal structure of melting materials was analyzed by SEM(Scaning Electron Microscope) and X-RD(X-Ray Diffractometer). The leaching test of melting materials was undertaken. And the relation between crystallization of melting materials and flux and leaching concentration. These experiments indicate that the concentration and leaching concentration of heavy metals in incinerator fly ash was much higher than the regulatory standard for leachates in Korea and U.S.A and average concentration of heavy metals in soil. And the crystal structure was better.

• 한국재료학회지
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• 제32권1호
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• pp.23-29
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• 2022

Fly ash is a by-product of coal fired electrical power plants and used as a material for cement and concrete; particularly, imported fly ash is mainly applied for cement production. Main objectives of this article are to replace domestic fly ash with an imported source. To verify the possibility of domestic fly ash as a material for cement from the aspect of chemical composition and physical properties, we manufactured various kinds of cement, such as using only natural raw material, shale, and partial replacement with domestic and imported fly ash. When we used the domestic and imported fly ash, there were no specific problems in terms of clinker synthesis or cement manufacturing in relation to the natural material, shale. In conclusion, domestic fly ash has been confirmed as an alternative raw material for cement because 7 days and 28 days compressive strength values were better than those of reference cement using natural raw material, on top of the process issue.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.5-11
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• 2006

본 연구는 산업폐기물인 Bottom Ash의 재활용을 위한 목적으로 보통포틀랜드 시멘트와 Bottom Ash의 적정 혼합비를 산정 한 후 황토, 풍화토, Bentonite를 일정량 혼합하여 강도와 내구성에 대해 평가했고, 중금속 용출시험을 통해 환경적 영향을 검토했다. 그 결과 시멘트:Bottom Ash의 적정혼합비는 6:4이고, 황토, 풍화토, Bentonite는 6% 혼합하였을 경우 강도와 내구성에 가장 효과적 이였다. 또한 중금속 용출시험결과 지정 폐기물 기준에 훨씬 못 미치는 것으로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권3호
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• pp.147-152
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• 2010

본 연구에서는 인공골재를 제조하기 위하여 저급 점토에 석탄회(Fly Ash와 Bottom Ash)를 각각 첨가하여, 여러 분석기기(SEM, XRD, XRF, TG-DTA, Dilatometer, UTM)를 이용하여 물리 화학적 특성을 조사하였다. Fly ash, bottom ash, clay의 화학조성은 $SiO_2$가 33.01, 53.73 및 68.36 wt% $Al_2O_3$는 28.54, 32.42 및 18.12 wt%와 이외에 $Fe_2O_2$와 알카리 성분 등이 함유하고 있다. 소성에 의한 인공골재의 치밀화 과정을 관찰하기 위해 Dilatometer를 측정하였다. 시편들은 $850^{\circ}C$ 부근에서 서서히 수축이 시작되어 $1100^{\circ}C$ 부근에서 급격하게 수축하는 것을 볼 수 있었다. 소성온도와 배합조성에 따른 시편의 결정상을 알아보기 위하여 $1150^{\circ}C$에서 30분간 열처리 하였으며 fly Ash를 사용한 시편의 주 결정상은 quartz, anorthite, albite상이 관찰되었고 bottom ash를 사용한 시편은 quartz, anorthite, mullite가 관찰되었다. $1150^{\circ}C$에서 소성한 시편에서 플라이애쉬 보다 바탐애쉬를 첨가한 시편이 압축강도가 우수 하며, 바탐애쉬 첨가한 시편의 경우 압축강도 87.5 kgf/$cm^2$로 가장 우수 하였으며 인공골재로의 이용이 가능함을 알 수가 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.497-505
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• 2017

TDF (Tire derived fuel) Fly ash는 폐타이어를 발전소의 연료원으로써 사용하고 발생된 분말형태의 산업 부산물이다. TDF Fly ash는 현재까지 국내에서 사업장 폐기물로 분류되어 적절하게 활용되지 못하고 있다. 새로운 활용 방안 모색을 위해 TDF Fly ash를 아스팔트 혼합물용 채움재(Mineral filler)로써 적용하여 사용 가능성을 알아보는 아스팔트 혼합물 기초 물성 시험을 실시하였다. TDF Fly ash는 국내 KS F 3501의 아스팔트 혼합물 채움재 기준을 만족하였으며 마샬 배합설계를 진행하여 4.5%최적아스팔트함량을 결정하였다. 채움재 함량은 3%로 결정하였으며 채움재로써 석분을 사용하여 비교 분석 하였다. 아스팔트 혼합물 기초 물성 시험은 국토교통부에서 발간한 "아스팔트 혼합물 생산 및 시공지침"에서 제시된 규정으로 평가하였다. 시험은 마샬안정도 시험, 동적수침 시험, 인장강도비 시험, 휠 트랙킹 시험을 실시하였다. 실험결과, 마샬안정도와 동적안정도는 국토교통부에서 제시된 기준에 만족하여 안정성을 확인하였고 동적수침과 인장강도비 시험은 TDF Fly ash가 석분보다 박리저항성 및 수분저항성에 효과가 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 TDF Fly ash의 다각적 활용이 예상 되며 긍정적인 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권6호
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• pp.113-125
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• 1998

1997년의 국내 플라이애쉬 발생량은 약 300만톤에 이르고 그 중 약 50만톤이 콘크리트 혼화재료로, 약 30만톤이 시멘트 원료 및 콘크리트 2차제품의 원료로 재활용되었지만 외국에서 재활용율이 높은 지반개량재로는 거의 실적이 없다. 따라서, 본 연구의 목적은 화력발전소의 부산물인 플라이애쉬로 부터 초미분말을 분급하여 부가가치가 큰 초미립자 주입재로 적용할 수 있는지 가능성을 확인하고자 한다. 본 연구를 위해서 블레인 비표면적 6,000$cm^2$/g, 8,000$cm^2$/g의 2수준과, 플라이애쉬 첨가량 30%, 50%, 70%의 3수준 등 총 6가지 조합의 시제품을 만들었으며, 각각에 대해서 시멘트 특성, 주입재 특성을 평가하였다. 시멘트의 물리적 특성, 주입재의 작업시간확보, 주입재 고결체의 내구성 측면에서 분석한 결과, 플라이애쉬계 초미분말 주입재의 플라이애쉬 첨가량의 한계는 50%이하로 하는 것이 요망된다. 또한, 플라이애쉬에 함유되어 있는 미연카본에 의해서 현탁액의 표면에 탄소피막이 형성되고 계면활성제의 소요량이 증가하므로 가급적 미연탄소 함유량이 적은 정제된 플라이애쉬를 사용하는 것이 필요하다. 본 연구를 통해서 화력발전소의 폐기물인 플라이애쉬를 고부가가치 제품인 초미립자주입재로 적용이 가능함을 확인하였으며, 국내의 기술여건에서도 폐기플라이애쉬로 부터 고분말 플라이애쉬를 분급하는 것이 기술적으로 가능하기 때문에 본 연구성과는 현장적용성이 매우 높은 것으로 평가되었다.

• 에너지공학
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• 제7권1호
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• pp.146-156
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• 1998

석탄을 연소한 후 형성되는 석탄회는 미세한 분말상태로 입자의 형상은 다공성이며 단단한 구형입자로 이루어져 있다. 본 연구에서는 국내 발전소에서 생성된 9종의 석탄회의 물리적, 형태적 및 화학적 조성 분석을 통해 국내 석탄회 데이터 베이스화, 연소효율 개선, 석탄회 집진설비인 전기집진기의 성능향상과 석탄회의 재활용에 기여하고자 한다. 석탄회의 물리적 특성은 입도분포와 비중을 입자카운터와 한국공업규격(KS L-5110)에 따른 비중 측정계를 이용하였으며, 형태적 특성은 입자의 구형성 정도, 표면특성 그리고 색상변화 등을 전자현미경(SEM)과 광학현미경을 이용하였다. 그리고 화학적 특성을 파악하기 위해 유도결합 플라즈마방출 분광기(ICP)와 에너지스펙트럼 분석기(EDXA)를 이용하여 석탄회의 구성성분을 분석하였고 한국공업규격 KS L-5405에 따른 석탄회에 함유된 미연탄소분을 측정하였다. 삼천포 화력발전소 전기집진기에서 포집한 석탄회에 대한 질량평균입경은 각각 15~25 $\mu\textrm{m}$로 나타났다. 석탄회 입자의 형상은 석탄 입자가 보일러의 연소 영역에 노출되는 정도에 따라 구형성, 투명성 및 색변화가 다양하게 나타나는데 완전 연소에 가까울수록 무색의 구형입자가 형성되었다. 석탄회는 보일러 내의 연소 조건과 원탄의 성분에 따라 구형, 무정형, Cenosphere 그리고 Plerosphere와 같은 유형의 입자를 형성하며 입자간의 상호 작용에 의해 집괴, 응집 그리고 결정형의 입자군들을 형성한다. 석탄회는 산회광물질로 이루어져 있으며 주성분 SiO2, Fe2O3, Al2O3로 약 85% 이상을 차지하였으며 10% 정도는 미연탄소분으로 이루어져 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.349-355
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• 2016

본 연구는 화력발전소에서 배출되는 석탄회 중 바텀애시의 재활용에 대한 실험적 연구이다. 석탄회는 일반적으로 플라이애시, 바텀애시, 신더애시 등으로 구분된다. 이 중 플라이애시의 경우 콘크리트 재료 중 시멘트 대체재로 많은 양이 재활용되고 있다. 반면, 바텀애시의 경우 다공성 및 높은 흡수율 등의 특징에 의해 석탄회 중 재활용률이 가장 낮은 실정이다. 이에 본 연구에서는 바텀애시를 콘크리트의 잔골재로 0~30%까지 단계별로 치환하여 제조한 콘크리트에 대한 내구성능을 평가하였다. 바텀애시 잔골재를 사용한 콘크리트의 내구성능 평가 결과, 동결융해의 경우 바텀애시 혼입 유무와 관계없이 적정한 연행공기를 통해 저항성을 확보할 수 있었고 염소이온침투 저항성, 건조수축 및 중금속에 대한 영향을 검토한 결과 바텀애시 혼입량 증가에 따른 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 반면, 탄산화 촉진 실험결과 바텀애시 사용이 증가함에 따라 탄산화 침투가 다소 컸으나 적절한 배합설계를 통해서 바텀애시를 콘크리트 잔골재로 활용하는 것이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권2호
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• pp.260-265
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• 2012

담수 토양에서의 토양호흡량은 호기 상태에 비해 매우 낮은 수준이나, 혐기 상태에서의 유기물의 분해는 담수 생태계의 탄소순환에 매우 중요한 역할을 한다. 한편, 비산회(fly ash), 석탄바닥재 (bottom ash)와 같은 석탄 연료 부산물들은 이산화탄소 발생을 저감하고 토양 탄소를 격리하는 효과가 있음이 보고된 바 있다. 이에 본 연구는 혐기조건 토양에서 석탄바닥재 단일 처리 및 석탄바닥재와 유기물 혼합 처리가 토양 미생물 호흡량 및 미생물 생체량 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 이산화탄소 발생속도는 석탄바닥재 처리에 의해 유의하게 감소하였고, 처리수준에 따라서도 감소하는 것을 보였다. 유기물과 석탄바닥재를 혼합 처리하였을 때에도 발생속도가 감소되는 것을 확인하였다. 석탄바닥재 처리에 따라 토양미생물 생체량은 유의하게 증가하였고, 토양 중 암모니아태 질소, 질산태 질소, 유효인의 함량은 감소하는 경향이 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.261-269
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• 2005

본 연구의 목적은 칼슘 함량이 낮은 플라이 애쉬를 이용하여 포틀랜트시멘트를 대신할 수 있는 알칼리활성 플라이 애쉬-시멘트를 제조하는데 있다. 플라이 애쉬의 활성화는 다양한 수산화나트륨 농도와 온도 그리고 liquid/fly ash 혼합비율에서 수행하였다. 좀 더 높은 압축강도를 가진 경화체를 얻기 위하여 규산나트륨을 알칼리 용액에 첨가하였다. 강도발현의 관점에서 볼 때, liquid/fly ash의 혼합비율과 활성화제 농도 그리고 온도는 항상 중요한 인자로 작용하였다. $NaOH(210g)+Na_2SiO_3{\cdot}9H_2O(30g)+H_2O=1L$로 구성된 알칼리 활성용액은 $50^{\circ}C$에서 칼슘 함량이 낮은 플라이 애쉬의 알칼리활성 효과를 가장 높게 나타냈다. 알칼리활성화된 플라이 애쉬는 주로 quartz와 mullite 그리고 무정형의 aluminosilicate로 구성되었음을 SEM과 XRD 분석결과에서 보여주었다.