• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권2호
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• pp.115-120
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• 2013

본 연구에서는 순환골재를 이용하여 수용액상에서 혼합중금속의 제거능을 평가하였다. 순환골재는 주요 성분인 CaO, $SiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$가 약 95% 함유되어 흡착제로서 유리한 조성을 가지고 있다. 동적흡착결과를 유사 1차 모델과 유사 2차 모델로 분석한 결과 두 모델 모두 실험결과에 잘 부합하는 것으로 나타났다. 평형흡착 실험은 Langmuir 모델에 잘 부합했고, $Cu^{2+}$ > $Pb^{2+}$ > $$Zn^{2+}{\simeq_-}Ni^{2+}$$ > $Cd^{2+}$순으로 흡착량이 높았다. 용액의 pH가 6에서 10로 증가함에 따라서 흡착률은 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 순환골재의 양이 증가함에 따라서 중금속의 흡착률은 증가하였지만, 단위 질량당 흡착량은 감소하였다. 본 연구 결과를 통해 순환골재는 중금속을 효율적으로 제거할 수 있는 흡착제로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.39-47
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• 2024

본 연구에서는 재활용 시 도로용이나 지반 보강재로 사용되는 전기로 제강슬래그의 입경별 중금속 용출 실험과 제강슬래그와 점토를 혼합한 혼합비별 공시체의 이온 용출을 실험하여 환경적 특성을 분석하였다. 폐기물 공정시험결과 시료 시험항목에서 중금속은 검출되지 않은 것으로 나타났으며, 물과 접하지 않은 제강슬래그의 경우 용출이 일어나지 않는 것을 알 수 있었으나, 제강슬래그의 중금속 용출 실험을 진행하여 ICP-OES 분석한 결과 일부 중금속이 검출되었다. 제강슬래그가 물과 반응하면 제강슬래그 내에 존재하는 Free CaO와 화학반응이 일어나 용출이 되는 것을 알 수 있었다. 제강슬래그의 입경별 용출 실험을 진행한 결과 가장 많은 용출이 일어난 알루미늄의 경우 입경이 작을수록 커지는 것으로 나타났으며, 제강슬래그와 점토를 혼합한 혼합토의 경우 제강슬래그의 함량이 증가할수록 알루미늄의 용출량은 증가하였다. 그러나 제강슬래그만을 사용했을 때보다 제강슬래그와 점토의 혼합토에서 용출되는 알루미늄의 양이 현저히 낮아졌으며, 다른 중금속들도 용출되는 양이 기준치 이하로 나타났다. 그러므로 제강슬래그와 점토의 혼합토를 재활용하여 도로용이나 성토용 재료로 사용 시 중금속의 용출에 대한 우려는 매우 낮아질 것으로 사료된다. 이러한 결과는 순수 제강슬래그만을 사용하는 것보다 제강슬래그와 점토를 혼합한 재료가 친환경적으로 지속가능하고 안전한 대안이 될 수 있다고 판단된다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권4호
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• pp.287-293
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• 2019

국내 화력발전소의 석탄회 발생량은 매년 증가하고 있는 상황이다. 특히 Fly Ash보다 상대적으로 생산량이 15 % 정도로 적은 저회의 경우 적은 생산량에도 불구하고 재활용률이 낮아 발전소에 단순 매립되어 있는 실정이다. 하지만, 발전소 마다 매립장이 포화상태에 있고, 새로운 매립장 건설이 어려운 상황이다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 매립석탄회를 토목 공사에의 대규모 적용을 촉진하는 방안이 가장 합리적인 방안이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 산업폐기물인 석탄재와 항만 준설을 하면서 대량으로 매립되고 있는 준설토를 혼합한 혼합토의 표층고화처리공법에 대한 적용성을 검토하기 위해서 유동성 및 일축압축시험을 통한 역학적 거동 특성을 연구하였다. 시험결과, 유동성은 준설토와 석탄회 혼합토의 경우 함수비 91-92%에서 유동성 200 mm를 확보하여 우수했고, 준설토 100 %와 모래와 석탄회의 혼합토는 상대적으로 낮은 유동성을 나타냈다. 일축압축강도 역시 준설토와 석탄회의 혼합토는 28일 강도에서 요구 강도 159 kN/㎡을 만족하면서 우수한 결과를 나타냈으나, 그 외 시료들은 요구 강도를 만족하지 못하는 결과를 나타냈다. 본 연구에서는 시멘트와 양생 기간에 따른 압축강도 거동 예측식을 제시하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권4호
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• pp.143-150
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• 2022

알루미늄제련 폐기물을 IGCC 슬래그와 혼합하여 지오폴리머를 제조하고 물성을 기존 IGCC 슬래그 기반 지오폴리머와 비교하였다. 두 원료를 혼합했을 때 Si/Al 비율 1.78에서 가장 좋은 압축강도 값을 보였으며, Si/Al의 변화에 따라서 압축강도 및 밀도의 변화가 민감하지 않아 즉, 혼합 허용범위가 상당히 넓어 상용화시 유리하다고 판단되었다. 알루미늄제련 폐기물을 첨가한 지오폴리머는 기존 IGCC 슬래그 기반 지오폴리머 대비 압축강도가 높은 것을 확인할 수 있었으며, TCLP법에 의해 안전성 확인을 한 결과 인체에 무해하다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 알루미늄제련 폐기물을 일정 비율로 IGCC 슬래그와 혼합하여 지오폴리머를 제조한다면 지오폴리머의 물성 향상에도 도움이 될 뿐만 아니라 안전한 건축자재로 재활용될 수 있다고 결론지을 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1655-1665
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• 2008

In order to investigate the applicability and suitability of the industrial by-products to landfill final cover, field pilot-scale lysimeter experiments were carried out. The mixture of loamy soil, bottom ash, and construction waste was placed as a cover material in lysimeter($2m{\times}6m{\times}1.2m$) which were constructed with cement brick, and then, volumetric water contents, pF value, and the quantity of runoff and seepage of treatment boxes filled with the mixture of loamy soil and the industrial by-products were monitored from July, 2007 to February, 2008. As a result, the case containing the mixture of bottom ash and loamy soil was most effective in engineering and hydrological properties and water retention ability.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.5-11
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• 2014

최근 도심지의 구조물 건설 시 다양한 라이프라인이 공간의 효율적인 활용 측면에서 지중에 매설되고 있으며, 이러한 라이프라인의 신설 및 유지보수 등을 위해 굴착이나 뒤채움 작업이 빈번하게 이루어지고 있다. 라이프라인 매설 시 지반을 굴착하며, 매설 후 채움재 모래를 사용하여 되메움을 하는 것이 일반적이다. 이러한 경우 통신관, 가스관, 상하수도 등의 관하부와 측면 좁은 공간의 뒤채움은 다짐작업이 어려우며, 다짐작업 시 토사의 특성상 추가적으로 침하가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 미국 및 일본 등과 같은 선진국에서 건설 발생토를 재활용하여 잔토처리 비용을 줄이고, 충분한 유동성을 확보한 유동성 채움재가 사용되고 있다. 또한 지중 매설관 건설 외에도 기초 하부 지반의 보강에도 유동성 채움재를 활용할 수 있을 것으로 판단되며, 특히 기계 기초 하부 지지층이 연약한 경우, 유동성 채움재를 적용하여 빠른 시간 안에 지반을 개량하는 목적에 적합할 것으로 판단된다. 특히 기계 기초 하부 지지층의 경우, 단순한 기계 하중에 의한 정적 지지력 산정뿐만 아니라 기계의 진동에 의한 동적 하중이 가해지므로 기초 하부 지지층의 동적거동특성이 평가되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 유동성 채움재를 기계 기초 지지층으로 활용하는데 있어서의 적용성을 판별하기 위해 국내에서 일반적으로 볼 수 있는 점토와 황토를 현장발생토로 가정하여 세립분 함량을 달리한 유동성 채움재의 강도 및 동적 거동특성을 파악하였다. 또한 현장 발생토를 대신하여 산업 폐기물인 매립석탄회를 활용하여 유동성 채움재를 조성하여 그 성능을 비교하였다. 그 결과, 매립석탄회를 혼합하여 사용한 경우, 일반적인 건설발생토를 사용한 경우보다 높은 7일 재령 강도와 전단탄성계수를 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.599-615
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• 2022

한강과 같은 하저지반을 안전하게 굴착하기 위해서는 고수압 막장면에 대응할 수 있는 이수식 쉴드 TBM 공법을 적용한다. 이수식 쉴드 TBM 공법은 지하철 프로젝트에 널리 활용되어 왔는데 도심지 지하철 공사는 지하에서 연결되기 때문에 굴착토를 대부분 전량 사토해왔으며 필터케이크(벤토나이트)도 폐기물처리를 했다. 이와 달리 도로공사는 절성토의 최적화를 위해 굴착되어 나온 토석을 외부로 반출하는 것이 아니고 대부분 성토재로 활용하는 특징이 있어 굴착토의 활용방안이 프로젝트 성공의 중요한 요소가 된다. 이수식 쉴드 TBM 공법에서 굴착토는 이수재로 사용하는 벤토나이트와 굴착된 토사, 풍화암, 연경암 등이 섞여서 배니관을 통해 이수처리플랜트로 운송되면 이수처리플랜트에서 처리과정을 거쳐 크기별로 분리 배출된다. 이러한 굴착토 중 세립질의 토사는 필터케이크와 함께 폐기되어 왔으나 그 성분에 독성이 없고 조립토와 적정 비율로 혼합하여 사용하면 성토재의 품질기준을 만족할 수 있어 그 활용방안에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구는 이수식 쉴드 TBM 공법의 굴착토의 활용에 있어 제도적·기술적 기준을 고찰하여 필터케이크와 골재를 도로공사의 성토재로 활용하는 방안을 도출하였다. 벤토나이트는 몬모릴로나이트로 구성된 점토이며 터널 원지반의 굴착토 또한 독성이 없는 상태로 이를 폐기물 처리하는 것은 사회적 비용이 낭비될 수 있기에 오히려 귀중한 자원으로 재활용하여 향후 이수식 쉴드 TBM 프로젝트를 수행하는 지하공간 개발사업에 도움이 되고자 기대한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.237-244
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• 2015

시멘트는 건설 산업의 발전과 비례하여 눈부신 발전을 이루었다. 그러나 이산화탄소의 발생량 또한 매우 치명적이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이산화탄소의 배출이 적은 시멘트의 개발이 시급한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 시멘트의 대체제로 소성과정이 없어 에너지 손실률이 낮으며 이산화탄소의 배출량이 적은 비소성 시멘트(Non-Sintered Cement, 이하 NSC) 모르타르를 개발하고자 하였다. 산업 부산물인 고로슬래그 미분말(Granulated ground Blast Furnace Slag, 이하 GBFS)에 이를 활성화시키기 위한 자극제를 배합하였다. 그리고 GBFS와 자극제의 배합비율이 어떠한 양생조건에서 우수한 지를 알아보기 위해 각각의 양생조건에 따른 휨 및 압축강도, 그에 따른 수화 반응 생성물과 메커니즘을 알아보기 위해 SEM, XRD 실험을 진행하였고, 또한 화학저항성, pH측정, 염화물 이온 침투 저항성 및 탄산화 촉진실험을 실시하여 내구성을 알아보았다. 실험 결과 보통 포틀랜드 시멘트와 비교하여 전체적으로 우수한 특성과 내구성을 보여주었고, 콘크리트 2차 제품으로 개발하여 경제성 향상, 친환경적인 제품 생산, 환경문제 및 에너지 절약에 큰 이바지를 할 것으로 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권8호
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• pp.781-788
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• 2008

본 연구는 실험계획법과 통계학적 분석을 이용하여 세가지 유기성 폐기물(축산폐수, 하수슬러지, 음식물쓰레기)의 혼합 산발효를 위한 최적 운전 조건을 구하였다. 먼저, 세가지 기질의 최적 혼합비 도출을 위해 15회의 회분식 실험을 진행하였고, 획득한 실험 값의 통계학적 분석 결과 도출된 최적 혼합비는 chemical oxygen demand(COD) 기준으로 축산폐수, 하수슬러지, 음식물쓰레기 순으로 0.4 : 1.0 : 1.1로 나타났다. 도출된 최적 혼합비율로 준비된 기질을 대상으로 산발효 연속 운전 최적화를 수행하였다. 중요 운전 인자로서 hydraulic retention time(HRT)과 기질 농도를 설정하고, 실험계획법의 일종인 반응표면법(Response surface methodology, RSM)을 적용하였다. 3단계의 실험 계획에 의거한 연속 운전 결과, total volatile fatty acids(TVFA) 생성을 극대화 할 수 있는 최적 운전 조건은 HRT 2일, 기질 농도 29,237 mg COD/L로 밝혀졌고, 제시된 2차 경험적 모델식을 통해 최적 운전 조건에서 73%의 TVFA 증가율을 예상할 수 있었다. 도출된 모델식의 정확도 검증을 위한 실험 결과, 약 4%의 상대오차를 나타내 반응표면법을 비롯한 실험계획법과 통계학적 분석 방안이 성상 변화가 큰 실 폐기물의 최적화에도 효과적으로 적용될 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.383-388
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• 2019

본 연구는 폐플라스틱 중 저급의 복합재질 필름류 포장재를 콘크리트 원재료로 활용하기 위한 기초 연구로, LLDPE 및 HDPE의 2종의 플라스틱으로 제작된 잔골재를 사용하여 혼입률을 0, 25, 50, 75, 100%로 증가시키면서 플라스틱 잔골재의 종류 및 혼입률이 모르타르에 미치는 영향에 대하여 실험적으로 평가하였다. LLDPE 잔골재 및 HDPE 잔골재 혼입 모르타르는 유동성 및 재료분리저항성, 밀도 및 흡수율, 재령별 압축강도 및 휨강도에서 유사한 경향을 나타내었다. 플라스틱 잔골재를 혼입하지 않은 모르타르 대비 플라스틱 잔골재 혼입 모르타르의 유동성은 혼입률 50% 까지는 증가하다가 혼입률 75% 이상에서는 감소하였으며, 플라스틱 잔골재의 혼입에 따라 모르타르의 재료분리저항성은 급격하게 증가하였다. 한편, 플라스틱 잔골재의 낮은 밀도로 플라스틱 잔골재 혼입에 따라 모르타르의 밀도는 감소하였으며, 플라스틱 잔골재와 시멘트 사이의 낮은 부착력으로 인하여, 플라스틱 잔골재 혼입에 따라 재령별 압축강도는 플라스틱 잔골재 혼입률에 비례하여 감소하였으나. 재령별 휨강도는 플라스틱 잔골재 혼입률 50% 이상에서 일정 수준을 유지하며 감소하는 것으로 나타났다.