• 한국세라믹학회지
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• 제56권4호
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• pp.365-373
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• 2019

Pond ash is a mixture of mostly coarser fly ash and bottom ash. The recycling rate of pond ash is low because pond ash is mixed with seawater and deposited in ponds. The pond ash is also subjected to natural weathering over a period of time. In this study, we investigated whether pond ash can be used as a raw material of geopolymers, without any purification process or through a minimal purification process. In addition, we investigated whether synthetic basalt made by adding foaming agent to geopolymer or casting it into a mold can show the surface of the natural basalt as it is. The highest 7-day compressive strength in geopolymers from pond ash without purification process was 26 MPa. The highest 7-day compressive strength in geopolymers from pond ash with impurities removed through dry sieve analysis was found to improve to 80 MPa. On the other hand, synthetic basalt made with geopolymer was shown to be more advantageous aesthetically when produced by casting it in a silicone mold rather than by adding a foaming agent. Non-purified pond ash can be made into geopolymers having low strength. Pond ash purified by sieving can, without use of an aggregate, be made into geopolymer having high-strength. Also, it is possible to produce synthetic basalt with the same appearance as natural basalt and sufficient strength for commercialization. This process will contribute to the mass consumption and recycling of pond ash.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.32-38
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• 2023

본 연구에서는 매립석탄재를 활용한 유동성 채움재 실용화 기술개발의 일환으로서 매립석탄재의 입도 분포 및 미립분 함량등의 물성에 따른 유동성 채움재의 유동성 및 재료분리 저항성, 강도발현성 등의 특성을 검토하고자 하였으며, 채취된 매립석탄재의 물성 분석 결과 밀도 및 입도 분포의 특성은 상이한 것으로 나타났다. 3종의 매립석탄재를 대상으로 유동성 채움재 배합 및 특성을 평가한 결과 ACI 229R에서 규정하는 품질을 충족시키기 위한 배합조건은 상이한 것으로 나타났다. 배합요인별에 따라 유동성 채움재의 특성을 평가한 결과 매립석탄재의 입도분포 특성 및 미립분 함량에 주로 영향을 받는 것으로 확인되었으며, 조립질의 매립석탄재(PA-3)의 경우 ACI 229R에서 규정하는 요구성능을 충족시키는 배합 조건은 도출되지 않았으나, 입도 전처리를 통한 미분 함량 증가 및 세립질의 입도분포 구성을 통한 유동성 채움재의 배합성 평가에 대해 검토할 필요가 있을 것으로 사료된다.

• Advances in concrete construction
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• 제13권3호
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• pp.233-242
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• 2022

An attempt is made to develop an eco-friendly concrete with ground granulated blast furnace slag (GGBS) and pond ash as partial replacement materials for cement and fine aggregate, respectively without compromising the strength and durability. Sixteen concrete mixes were developed by replacing cement and fine aggregate by GGBS and pond ash, respectively in stages of 10%. The maximum replacement levels of cement and fine aggregates were 50% and 30% respectively. Experimental results revealed that the optimum percentage of GGBS and pond ash replacement levels were 30% and 20% respectively. The optimized mix was used further to study the flexural behavior and durability properties. Reinforced Concrete (RC) beams were cast and tested under a four-point bending configuration. Also, the specimens prepared from the optimized mix were subjected to alternate wet and dry cycles of acid (3.5% HCl and H₂SO₄) and sulphate (10% MgSO₄) solutions. Results show that the optimized concrete mix with GGBS and pond ash had a negligible weight loss and strength reduction.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.180-188
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• 2020

국내 화력 발전소에서는 연간 900만 ton 이상의 석탄회가 발생되고 있으며, 약 30%는 재활용되지 못하고 매립되고 있다. 현재 국내 매립장은 대부분이 만지 상태에 이르렀고, 해양 환경오염 발생이 우려되어 대량의 재활용 방안이 필요할 실정이다. 한편, 환경부는 그동안 시멘트 점토질 원료로 사용되는 일본산 석탄회의 수입 규제를 추진하고 있어 대체재의 개발이 시급한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 국내 매립 석탄회의 화학성분을 분석하고, 일본산 석탄회와 비교를 통해 시멘트 원료로의 활용 가능성을 검토하였다. 그 결과를 요약하면 SiO2는 전체적으로 다소 낮은 값을 나타내 규산질 원료의 사용량을 증가시킬 필요가 있다. Al2O3는 특별한 경향은 없으나, 일부 낮은 값을 나타내는 경우는 점토질 물질이 부족할 수 있어 매립 석탄회의 사용량 증대를 검토해야 한다. Fe2O3는 전체적으로 다소 높은 값을 나타내 철질 원료의 사용량 감소가 가능할 것으로 판단된다. 국내 매립 석탄회는 전체적으로 염화물을 포함하고 있으며, 염소 제거공정을 통해 상당부분 제거될 것으로 판단되나, 시멘트 품질 및 장비의 유지관리 측면을 고려하면 담수 이송 및 표층부 매립 석탄회가 사용에 유리하다. 따라서 국내 매립 석탄회는 시멘트 광물 구성을 위한 시멘트 원료의 배합비 조정과 염소 제거공정을 통해 일본산 석탄회의 대체가 가능할 것으로 분석된다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.338-341
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• 2004

This study was carried out to understand the geochemistry of saline water circulating in an ash disposal pond of Seocheon power plant, Korea. For this study, ash pond waters, slurry water and seawater samples were collected and analyzed for major ions and trace elements. Results show that ash pond waters and slurry water are alkaline in nature due to high calcium content, and have high concentration of Ca, B, Li, As, Ba, Al, Si and Mn over seawater, suggest that these elements leached from fly ash even at high alkaline condition and ionic strength. Slurry water has high concentration of B, Ba, Li, Mn, Si and Sr compare to ash pond waters, expresses that these elements seem to be easily reached at initial stage fly ash-water interaction, and also might be associated with the surface of the fly ash particles. Additionally, PHREEQC program predicted several secondary solid phases, which are also influenced in the leaching of elements in to the saline water.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.108-117
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• 2013

석탄화력 발전의 부산물 중에서 플라이애쉬는 콘크리트 혼화재료로서 많은 공학적 장점을 가지고 있으므로 다양하게 활용되고 있다. 그러나 바텀 애쉬를 포함한 나머지 부산물 등은 주로 매립되어 공학적 활용성이 떨어진다. 본 연구에서는 매립된 부산물인 매립회 (PA: Pond Ash)를 이용하여 시멘트 모르타르를 제조하였으며, 매립회 시멘트 모르타르의 공학적 특성을 평가하였다. 이를 위해 두 매립지로부터 유연탄 및 무연탄 매립회를 채취하였으며, 2가지 물-시멘트 비 (0.385, 0.485)와 3가지 잔골재 치환률 (0%, 30%, 60%)을 고려하여 시공성, 역학성능, 내구성능을 평가하였다. 흡수율이 높은 무연탄 매립회의 경우, 적절한 시공성, 우수한 강도발현과 내구성능을 확보하였는데, 매끈한 표면과 내부의 풍부한 자유수로 인해 조직구조가 치밀한 시멘트 모르타르가 제조되었기 때문이다. 매립회 중에서도 우수한 성능을 가진 무연탄 매립회의 경우 일반 잔골재의 성능을 확보하고 있으므로, 자원의 재활용이 가능하리라 판단된다.

• 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.

• 한국광물학회지
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• 제27권1호
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• pp.31-40
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• 2014

본 연구에서는 유연탄을 원료로 하는 국내 모 화력발전소에서 발생하는 비회(fly ash)와 석탄회 매립염호수(saline ash pond)에 대하여 지구화학적으로 조사함으로써 석탄회와의 반응에 의한 매립호수의 수질변화와 염수와의 반응에 의한 석탄회내의 원소용출 특성을 고찰하였다. 이를 위해, 각각 1개씩의 비회와 바닥재, 그리고 7개의 매립호수 수질시료를 채취하였다. 이 중, 비회와 바닥재, 그리고 2개의 수질시료는 총 55개 항목의 미량금속원소에 대한 분석을 수행하였다. 비회 내에는 Cu, Zn, Ga, Ge, Se, Cd, Sb, Au, Pb, B 등과 같은 친황원소들의 함량이 비교적 높게 나타났다. 하지만, 매립호수 내에서는 해수에 비하여 As, Ba, Co, Ga, Li, Mn, Mo, Sb, U, V, W, Zr 등이 상대적으로 농집되어 있었다. 또한, 각 원소에 대하여 비회 내의 농도와 매립호수 내의 농도 비를 비교한 결과, Ag, Bi, Li, Mo, Rb, Sb, Sc, Se, Sn, Sr, W 등이 타 원소들과 비하여 매립호수에 농집되어 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 상대적 휘발정도에 의해 일부 금속원소가 비회의 표면에 농집된다 하더라도 금속원소의 용출특성이 용해도나 흡착처럼 각 원소의 지화학적 거동 특성에 영향 받음을 의미하는 것이다.

• 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.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2015년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.101-102
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• 2015

Significant amount of bottom ash has been stored in the pond site of Hadong coal power plant located at southeast region of Korea. In order to address strong environmental regulation that is going to be enforced in the near future, it is necessary to consume waste bottom ash stored in the pond site in a sustainable manner. In this research, the chemical and mineral characteristics of various sized bottom ash samples from Hadong coal power plant were analyzed using XRF, XRD, and particle size analyzer. According to the experimental results, the chemical compositions of bottom ash was slightly changed in terms of Al and Fe content. As the size of the bottom ash increased, cristobalite was observed as a result of crystallization. The mineralogical composition and its size distribution of powder type bottom ash indicated that significant amount of fly ash is included together with small sized bottom ash.