It is a fundamental experiment to use blast-furnace slag in solidification/stabilization process. The compressive strength and leaching test of Pb and Cr doped samples were evaluated and the effects of heavy-metal ions on the hydration of slag was investigated. Sodium silicates(5wt%) was added as alkali-activator and the effects of replacing a part of slag with flyash or gypsum was also discussed. Pb ion was solidified by encapsulation of matrix. In of slag${\pm}$gypsum binder microstructure was densified by accelerating to form AFt/AFm phase and compressive strength was improved resulting in reducing leaching amount of Pb ion. Cr ion was solidified by substituting with Al ion in aluminate product. Slag+fly ash binder improved compressive strength and decreased leaching amount of Cr ion.
현재, 한국원자력연구원은 부산 기장에 연구용 원자로(Ki-Jang Research Reactor, KJRR)를 건설 계획하고 있다. 원자로를 운영하면 중 저준위 방사성폐기물이 발생하므로 방사성 폐기물을 안전하게 처리 하는 것이 중요하다. 현재, 다양한 형태의 방사성 폐기물을 처리 할 수 있는 시멘트 고화 방법을 일반적으로 사용하고 있으며, 방사성 폐기물 처분시설 인수 기준(압축 강도, 유리수, 침수 및 침출시험 등)을 만족해야 한다. 특히, 폐기물에 함유된 방사성 세슘이 유출 될 경우 범 국제적인 문제를 야기하므로, 고화체 인수 기준 중에서 침출시험이 가장 중요한 인자이다. 시멘트 고화 방법은 다른 고화 방법 보다 공정이 간단하며 비용이 적게 들지만, 침출 저항성이 낮다. 이에 본 연구는 시멘트 고화체 세슘 침출 저항성 증진을 위하여 기장 연구용 원자로(KJRR) 모사폐액과 대표적인 세슘 흡착제인 제올라이트와 황토를 혼합하여 기장로 모의폐액 시멘트를 제조하였다. 제올라이트와 황토가 시멘트 고화체와 결합되어 있는 것을 SEM-EDS를 통하여 정량적으로 확인하였다. 침출 시험은 ANS 16.1 방법에 의해 90일동안 진행하였다. 기장로 모의폐액 시멘트의 세슘(3000 ppm)을 첨가하여 90일간의 침출시험 후 침출수의 세슘 농도 분석 결과, 제올라이트와 황토가 포함된 모의폐액 시멘트는 제올라이트와 황토를 첨가하지 않은 대조군에 비해 최대 27.90%, 21.08%의 세슘 침출 저항성 정도를 나타내는 것을 확인하였다. 또한, 제올라이트와 황토가 포함된 기장로 모의폐액 시멘트는 인수 기준(압축강도, 유리수 유무, 침수 및 침출 지수)을 통과 하는 것을 확인하였다.
The purpose of this study was to determine the engineering and environmental properties of the waste tire powder-added lightweight soil (TLS) used as flowable backfill. The TLS used in this experiment consisted of dredged soil, bottom ash, waste tire powder and cement. Test specimens were prepared with various contents of waste tire powder ranging from 0% to 100% at 25% intervals and water contents ranging from 140% to 200% by the weight of the dry dredged soil. Several series of unconfined compression tests, flow tests, and leaching tests were carried out. Experimental results for the TLS indicated that the unconfined compressive strength, secant modulus (), and unit weight of the TLS decreased with an increase in waste tire powder content. However, as the waste tire powder content increased, the stress-strain relationship of the TLS showed more ductile behavior rather than brittle behavior. The flow value increased with an increase in water content, but decreased with an increase in waste tire powder content. The result of the leaching test showed that the leaching amounts of heavy metals were lower than the permitted limits suggested by the Ministry of Environment.
Babaahmadi, Arezou;Tang, Luping;Abbas, Zareen;Martensson, Per
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제9권3호
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pp.295-306
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2015
Simulating natural leaching process for cementitious materials is essential to perform long-term safety assessments of repositories for nuclear waste. However, the current test methods in literature are time consuming, limited to crushed material and often produce small size samples which are not suitable for further testing. This paper presents the results from the study of the physical (gas permeability as well as chloride diffusion coefficient) and mechanical properties (tensile and compressive strength and elastic modulus) of solid cementitious specimens which have been depleted in calcium by the use of a newly developed method for accelerated calcium leaching of solid specimens of flexible size. The results show that up to 4 times increase in capillary water absorption, 10 times higher gas permeability and at least 3 times higher chloride diffusion rate, is expected due to complete leaching of the Portlandite. This coincides with a 70 % decrease in mechanical strength and more than 40 % decrease in elastic modulus.
The rate of fixation of the components were evaluated in CCA-Type B and CCFZ-treated radiata pine sapwood by quantitative analysis of solution expressed from the treated wood. The leaching characteristics of radiata pine blocks treated with CCA-Type B and CCFZ were also evaluated by the AWPA standard leaching test. Both fixation and leaching charactersistics of CCA-Type B were compared with CCA-Type C treated wood samples. The rate of CCA-Type B fixation was a little faster than that of CCFZ. However, significant amounts of arsenic was unfixed in the CCA-Type B treated samples and consequently leached. These significant quantities of arsenic liberated from the CCA-Type B treated wood during service may pose some environmental concerns. Arsenic was no longer detectable from CCA-Type C treated samples when fixation was complete, even though the fixation of CCA-Type C was slower in some degree than CCA-Type B. In summary, it could be said that CCFZ was much safer preservative than CCA-Type B by the criterion based on the relative hazard assessed by absolute amount of unfixed element present in the treated wood. Also the decision that CCA preservative has to move from Type B to Type C should be made sooner or later for continuous use of CCA preservative in the future.
본 논문에서는 황사빗물이 중ㆍ저준위 방사성 폐기물 시멘트 고화체에 미치는 영향을 알아보았다. 실험은 ANS 16.1 실험법을 채택하였다. Co 핵종을 포함한 시멘트 고화체를 제작한 후, 대기 중 황사성분의 질량농도를 이용해 침출수의 부피, 이온 및 금속의 농도 등을 결정한다. 실험을 위해 대기 중 황사 부하량이나 강수에 포함되는 황사성분의 양, 처분장의 면적 등은 적합한 가정을 통해 결정하였다. 본 논문에서는 황사의 특성에 대해 간략히 소개하고 침출 실험의 준비과정으로 실험 조건을 결정한 후에, 90일간의 침출실험을 통해 나온 결과로 황사빗물에 의한 시멘트 고화체의 영향을 평가ㆍ분석하였다.
국내에서는 심각한 환경문제를 유발하는 폐광산으로부터의 중금속오염도 모니터링사업을 위해 토양 중의 중금속 함양 분석을 실시하고 있다. 그러나 중금속의 오염도 수준은 토양 중의 농도 뿐 만 아니라 이들의 용출 및 이동에 의한 오염도 확산에 의한 평가를 간과해서는 안 된다. 따라서 본 연구에서는 중금속 오염이 심한 폐광산 인근의 토양과 광미를 대상으로 용출시험을 실시하여 8개 중금속의 용출 수준을 파악하였다. 2개 지점에서의 시료를 대상으로 한 결과, Pb, Cd 및 Mn의 용출거동이 유사하였고, Cu와 As의 용출거동이 유사하였다. Zn의 경우에는 다른 중금속과 달리 45일간의 시험기간 동안 지속적으로 용출이 발생하였으며, 높은 농도(40 mg/kg)로 검출되었다. 이것은 아연의 총함유량이 많은 것과 토양중에서 이온상태로 쉽게 용출되는 ORP의 조건으로 설명할 수 있다. 따라서 이들 중금속의 용출에는 pH 뿐 만 아니라 산화환원전위도 많은 영향을 미치므로, 폐광산 관리에 있어서는 중금속의 함유 농도 뿐 만 아니라 이들의 산화환원전위도 함께 조사하여야 할 것으로 판단된다. 이러한 물리적 특성을 기초로 화학형태를 예측할 수 있으므로 용출정도를 판단할 수 있으며, 이를 통해 폐광산 유래의 중금속으로부터의 리스크를 저감할 수 있다.
티오요소를 사용하여 삼조광업 정광으로부터 은을 친환경적으로 용출시키고자 하였다. 삼조광산의 광석은 황철석, 황동석, 방연석, 유비철석, 섬아연석 등과 같은 광석광물들로 구성되어 있다. 티오요소 용출실험에는 $750^{\circ}C$에서 소성시킨 소성정광을 사용하였다. 다양한 실험조건으로 용출실험을 수행한 결과, 본 실험 조건 중 가장 높은 은 용출율이 나타나는 조건은 티오요소 농도 0.8 g일 때, 황산 제2철 0.425 g일 때, 그리고 용출온도 $60^{\circ}C$일 때였다. 광액농도 10%일 때 은 용출율 91.5%를 얻었다. 그러나 고체 잔유물에 대해서 XRD 분석을 수행한 결과, 은 용출율이 가장 높은 고체 잔유물들에서 황철석, 방연석, 적철석 등이 나타났다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 고체 잔유물에 포함된 은은 회수하지 못하고 소실될 것으로 예상된다.
This study has been carried out to evaluate the leaching behavior of Tunisian phosphogypsum (PG) tailings in Skhira city (southern Tunisia). Two PG samples, including old and freshly deposited samples, were characterized in terms of physical, geotechnical, mechanical, chemical and mineralogical properties. Special attention was paid to their leaching behavior when subjected to standard leaching tests. Our results indicated that both samples are mainly composed of more than 31.85% CaO and 31.4% SO3, indicating the predominance of gypsum. This was further confirmed by XRD patterns that revealed the presence of characteristic reflections of gypsum, brushite, quartz and Maladrite. Compressive strength after 90 d exceeded 769 kPa, but still lower than that of natural sand (1,800 kPa). Leaching test was proposed as an appropriate method to determine the released contaminants from PG. The obtained results showed that Fluorine and Phosphorus are the most released elements from PG with 40 and 30%, respectively. The released Se, Cd, and Zn were the only trace elements that exceeded the threshold limits. It seemed that leached element concentrations were independent aging or particle size of the PG. Based on the assessment of leaching behavior, an integrated management approach of the PG deposits was proposed.
콘크리트는 장기수명이 요구되는 구조물에 적합한 건설재료로 내구성이 우수하지만 장기간 지하수에 노출되어 발생하는 칼슘용출 현상에 대한 이해 및 이에 따른 RC 부재의 휨 거동 특성을 평가할 필요가 있다. 실험결과에 따르면, 광물질 혼화재는 RC 부재의 장기강도 개선에 효과적이지만, 칼슘용출이 발생하면 RC 부재의 항복하중 및 휨 강성이 감소하고 중립축깊이와 처짐량이 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 칼슘용출에 의한 열화는 RC 부재의 성능 저하를 유발하므로 칼슘용출 환경에 노출되는 지하구조물에 광물질 혼화재가 적용될 경우에는, 광물질 혼화재 종류에 따른 최적 혼입 비율이 마련되어야할 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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