• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.113-123
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• 2012

하중을 받는 대상제체의 하중경감과 구조물의 경량화를 위해 본 연구에서 개발한 공법은 기존의 인공경량성토공법을 개선한 공법으로써 다공성의 경량골재인 bottom ash와 시멘트를 주재료로 하는 슬러리에 기포제를 혼합 발포시켜 경량의 성토재료를 제조하고 이를 대상 구조물에 적용하는 기술이다. 이 공법의 소재인 기포혼합콘크리트의 경우도 시멘트를 주성분으로 하고 있기 때문에 시간 의존적 변형이 발생되고, 외기 환경에 노출되므로 내구성능 저하는 필연적으로 발생하게 된다. 따라서 적용한 경량성토제의 시간 의존성 장기거동과 내구성 문제를 보다 명확하게 규명할 필요가 있다고 판단된다. 본 연구에서는 선행 작업으로 콘크리트의 배합인자별 역학적 특성 분석을 토대로 영향을 미치는 주요 인자를 도출하였으며, 이를 토대로 장기거동과 내구성 실험에 필요한 배합변수를 설정하여 그들의 미치는 영향을 분석을 통해 평가하였다. 연구결과, 개발된 기포혼합콘크리트는 건조수축변형률이나 크리프 등의 장기거동과 동결융해 및 탄산화의 내구성 측면에 있어 기존의 경량기포콘크리트에 비해 우수한 효과를 보였으며 특히, bottom ash의 혼입이 저항성 향상에 매우 효과적인 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.77-83
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• 2010

본 연구에서는 화력발전소에서 발생한 바텀애쉬를 성토재로 사용하기 전 환경에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 바텀애쉬에 대한 기본 물성치는 공업분석, 원소분석, XRD, XRF를 통해 구하였고, 폐기물 용출실험, 토양오염 공정실험을 통해 바텀애쉬에 대한 폐기물 분류 및 토양오염 가능성을 평가하였다. 위 용출실험 결과는 국내 수질환경기준 및 지하수 수질기준과 비교하였고 수질오염의 가능성은 없는 것으로 평가되었다. 측정된 대부분의 중금속은 검출한도 이하였으며 $Cr^{6+}$의 경우 미량이 검출되었으나 기준치 이하였다. 컬럼실험에서는 Pb, Zn 및 황산염이 기준치를 초과하였으나, Pb과 Zn은 1 PVE 전에 모두 기준치 이하로 감소하였고 황산염은 기준치 이하로 감소하는데 최대 8 PVE의 시간이 소요되었다. 중금속의 경우 대부분이 기준치 이하이므로 문제가 없으나 황산염은 기준치를 10배 정도 초과하므로 사용에 주의를 요한다.

• 공업화학
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• 제25권1호
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• pp.58-65
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• 2014

본 연구에서는 국내 4개 화력발전소에서 발생되는 석탄 바닥재를 이용하여 유황 고형화 성형물을 제작하였으며, 이를 이용하여 산업용 건자재 제조를 위한 실용적 데이터에 대하여 고찰하였다. 이러한 유황 고형화 성형물 제조를 위하여, 일축 스크류 형태의 연속식 혼합기를 사용하였다. 또한, 혼합기의 운전 특성으로 인하여, 1.2 mm 이하의 잔골재로서 석탄 바닥재가 사용되었다. 15, 20, 25, 30 wt%의 다양한 유황 농도의 성형물을 제조되었을 때, 압축강도 특성이 분석 되었다. 그리고 높은 생석회 함량의 석탄 바닥재가 사용되었을 때, 시제품에서 균열이 발생하였고 침투액의 pH가 12 이상을 나타내었다. 이러한 실험 결과들은 석탄 바닥재의 재활용 기술에 효과적으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.379-386
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• 2020

본 연구에서는 바텀애시 골재 양이 콘크리트의 압축강도 발현 및 역학적 특성(탄성계수, 쪼갬 인장강도, 파괴계수)에 미치는 영향을 평가하였다. 실험변수는 천연모래에 대한 바텀애시 잔골재 치환율과 물-시멘트 비이다. 실험결과 바텀애시 골재 콘크리트의 재령 28일 압축강도와 재령 28일 압축강도 루트승으로 무차원한 바텀애시 골재 콘크리트의 역학적 특성들의 값들은 바텀애시 잔골재 양의 증가와 함께 감소하는 경향을 보였다. fib 2010의 모델식과 비교하면, 바텀애시 골재 콘크리트의 압축강도에 대한 초기 발현율은 낮은 반면 장기 발현율은 높았으며, 탄성계수와 파괴계수는 안전측에서 평가될 수 있지만, 쪼갬 인장강도는 불안전측이었다.

• 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.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.252-258
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• 2018

대규모의 에너지 소비 및 인구의 증가로 온실가스 증가 및 열섬 현상이 빈번한 도시는 녹지공간의 증대가 요구되었고, 한정된 도시 공간에서는 건축물 옥상에 녹지공간을 형성하는 옥상녹화가 증대되었다. 옥상녹화에 사용하는 경량토양은 주로 펄라이트를 사용하나 비산, 분진 등 작업환경의 악화로 다른 경량토양의 요구가 증대되었다. 한편 화력발전소에서 발생하는 바텀애시는 재활용을 위한 다양한 연구가 진행되었는데, 인공경량토양으로의 활용가능성도 확인된 바 있다. 본 연구는 기존의 바텀애시 활용 인공경량토양보다 혼합량이 높은 바텀애시를 사용한 인공경량토양을 개발하고자, 바텀애시의 물리적, 화학적 특성을 분석한 후 유기물의 필요성을 확인하고, 바크, 퇴비, 코코피트 등의 유기재료 배합을 달리하여 최적의 배합을 도출하였고, 이 배합을 조경설계기준에서 제시한 토양성능 항목에 적합여부를 확인한 결과, 중급 정도의 성능을 갖는 인공경량토양임을 확인하였다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2005년도 춘계임시총회 및 제25회 학술발표대회
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• pp.119-123
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• 2005

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 2차
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• pp.81-87
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• 2010

As enormous construction projects of land development are carried out around Korea, useful construction materials are needed to perform the construction projects. However, there are no more enough of fill and reclamation materials in our country. That is why the coal ash is expected to be utilized as an alternative material. Since the coal ash has the characteristics of a pozzolan and a selfhardening material, it is adjudged that coal ash has a great possibility to be used as a fill and reclamation material. In this study, grain size analysis, Atterberg limit test, and specific gravity test were performed to examine the physical characteristics of the coal ash about a self-hardening material before utilizing the coal ash in the construction. Compaction test, unconfined compression test were conducted to investigate the engineering characteristics according to mixture ratios of fly ash and bottom ash. As a result of the tests, it was confirmed that the mixing ratio 1:1 of fly ash and bottom ash is the most effective to use as a fill and reclamation material. If the mixture of coal ash is used as a backfill material with light weight around structure, it is expected to play a significant role in reducing earth pressure on the back of the structure. As described above, the coal ash should be considered as an alternative material of fill and reclamation materials since the result of the tests indicates that the coal ash is suitable to a useful material on the construction design.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.418-424
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• 2016

본 연구는 화력발전소에서 배출되는 바텀애시의 재활용에 대한 실험적 연구이다. 바텀애시는 플라이애시 보다 다공성 및 높은 흡수율 등의 특징으로 재활용에 대한 연구가 제한적인 실정이다. 본 논문에서는 바텀애시를 결합재로 사용하기 위해 비표면적을 $4,000cm^2/g$까지 미분쇄하였으며, 바텀애시 기반 지오폴리머 모르타르의 플로우, 압축강도 시험 및 미세구조 분석을 실시하였다. 지오폴리머 모르타르의 플로우 측정 결과 활성화제 몰농도가 증가함에 따라 추가배합수가 증가하여 플로우 값이 향상되었다. 압축강도를 검토한 결과 양생온도와 몰농도가 높을수록 압축강도가 증가하였고, 미세구조 분석을 통하여 지오폴리머 반응으로 생성된 지오폴리머 겔을 확인할 수 있었다. 따라서 활성화제 사용 시 지오폴리머 반응은 온도 상승에 비례하여 촉진되기 때문에 적절한 활성화제 몰농도와 고온양생을 통하여 바텀애시 기반 지오폴리머 콘크리트의 제작이 가능할 것으로 판단된다.