• 대한토목학회논문집
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• 제32권3C호
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• pp.95-104
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• 2012

라이프라인의 공간 창출 및 미관 등의 이유로 지하공간의 개발이 활발해짐에 따라 지중하부에 매설되는 관(pipe)은 점차 증가하고 있으며 새로운 재료를 활용한 관거 뒤채움용 CLSM(Controlled Low Strength Materials)에 관한 연구의 비중은 점점 증가하고 있는 추세에 있다. 그리고 지중송전케이블에서 송전으로 인하여 발생된 열을 뒤채움재가 효과 적으로 방출시키지 않으면 절연파괴에 이를 수 있으므로 뒤채움재는 반드시 우수한 열적 특성을 필요로 한다. 한편, 산업부산물인 석탄회는 매년 상당한 양이 발생되고 있으며, 그 중 매립회(ponded ash, PA)는 재활용되지 못하고 회처리장에 매립되고 있다. 본 연구에서는 산업폐기물인 석탄회를 활용한 관거 뒤채움용 CLSM의 열전도도 특성을 규명하기 위하여 배합비에 따른 열전도도(thermal conductivity) 시험을 실시하여 값의 변화를 검토하였다. 시험결과, 배합비(PA:FA) = 80:20, water contents = 28~30%, cement contents = 7, 9, 11%에서 0.796-0.884W/mK을 나타냈으며 이는 타 배합비보다 높은 열전도도를 나타내었으며 현재 폐기물로 처리되고 있는 매립회를 대량 유효 활용하는 측면에서 적합할 뿐 아니라 전력 및 통신 등 관거 뒤채움재로서의 활용이 클 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.5-13
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• 2021

인구증가와 산업발달로 산업폐기물의 발생량은 매년 증가하고 있으며, 미분된 석탄을 사용하는 화력발전소에서는 석탄의 연소 후에 많은 양의 석탄회가 발생된다. 이 중 비산재(fly ash)는 시멘트 제조 원료 및 콘크리트 혼화재 등으로 재활용되고 있으나, 약 20%는 활용되지 못하고 매립되고 있다. 이러한 많은 양의 석탄회가 지속적으로 매립됨으로 인해 매립지의 포화문제와 토양 및 수질오염 등의 환경오염 문제로 석탄회의 올바른 처리와 재활용 방안의 모색이 필요하다. 최근 지하구조물 공사와 고성토부의 교대 뒷채움 공사 등 장소가 협소하여 다짐작업이 어려운 공사가 증가하고 있으며 특히, 복토 및 뒤채움 작업은 굴착과정 중 자연지반의 교란을 수반하기 때문에 복토에 따른 철저한 다짐관리가 구조물과 지반의 안정에 필수적이다. 그러나 배후지반이 협소하거나 적절한 다짐장비의 부족, 과다짐으로 인한 구조물의 손상 등의 문제로 인하여 다짐관리가 어려운 실정이다. 따라서, 최근에는 다짐작업이 필요하지 않으면서도 적정한 강도를 발휘할 수 있는 유동성 성토재료의 사용이 증가하고 있다. 유동성 성토재료는 주재료인 토사에 물과 시멘트 등의 고화재를 혼합하여 조성된 안정처리토로서 경화되기 전에는 높은 유동성을 지니고 있어 다짐작업이 필요하지 않으며, 경화 후에는 일반 토사에 비해 높은 강도와 지중매설물에 작용하는 토압 감소효과를 얻을 수 있기 때문에 다짐이 곤란한 장소에서의 되메우기나 충전 등에 활용되고 있다. 본 연구에서는 고함수비의 점성토와 산업폐기물인 석탄회를 활용한 유동화 처리토의 사용 가능성을 평가하기 위하여 재료의 유동 특성, 강도, 지지력 특성을 분석하고 지중매설물에 적용 시 토압감소 효과를 규명하고자 한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제13권2호
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• pp.131-138
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• 2013

본 연구는 최근 제주도 지역에서 현무암 가공과정에서 발생되는 폐기물인 석분슬러지를 재활용하기 위한 방안으로써 일반 시멘트몰탈에 사용되는 잔골재 대신에 현무암 석분슬러지의적용가능성에 대해 실험하였다. 드라이 몰탈의 재료로서의 기초적인 성능을 평가하기 위해 압축강도와 휨강도를 평가하고, SEM을 통해 미세구조를 관찰하였다. 현무암 슬러지 대체율 21%까지는 압축 및 휨강도는 증가하였으며, 보통 드라이몰탈보다 약 40% 강도 증진 효과가 있다. 현무암 슬러지의 대체율 약 20%이상에서는 상대적으로 수화생성물이 적게 생성되었다. 본 연구를 통해 현무암 슬러지 폐기물의 활용성을 확인할 수 있었으며, 콘크리트 2차 제품의 성형에도 가능할 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제26권6호
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• pp.45-49
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• 2017

반도체 산업의 실리콘(Si) 제조과정에서 실리콘과 실리콘 카바이드(SiC)를 포함하는 폐 슬러리가 발생하게 된다. 폐 슬러리는 단순히 시멘트로 고형화하여 보관하거나 매립하는 방법이 있지만, 본 연구에서는 제강공정의 부원료인 승온제로 사용하는 방안이 제시되었다. 폐 슬러리를 정제하여 분말을 만들어 SiC계 슬러지 브리켓으로 재활용하였다. SiC계 슬러지 브리켓은 화학적 성분을 분석하고 투입시기와 투입량에 따른 승온제 특성을 관찰하였다. 이 결과 SiC계 슬러지 브리켓은 제강공장에서 저비용과 고효율로 용강온도를 높이는 효과가 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제18권6호
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• pp.46-53
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• 2009

석재 가공 시 발생되는 석분은 산업폐기물로 되어있다. 현재 이 석분은 지하에 매립하거나 지상에 야적되어 방치되고 있어 폐기물로 처리하는 데 많은 비용이 요구되고 있고, 토질과 지하수 등의 환경오염의 원인이 되고 있다. 또한 콘크리트의 주재료인 골재의 공급이 부족한 현실을 고려하여 본 연구에서는 폐석분을 콘크리트 혼화재료로 재활용할 수 있는 가능성을 연구하고자 한다. 석분함유량에 대한 시멘트비를 조정한 결과, $20{\sim}30\;N/mm^2$의 콘크리트의 압축강도가 나타났고 이는 석분의 함유에 따라 압축강도가 감소되지 않음을 알 수 있었다. 석재 가공 시 발생되는 석분을 콘크리트 혼화재료로 재순환하여 사용하여도 콘크리트의 압축강도에는 전혀 문제가 없음을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.31-36
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• 2004

본 연구는 잔골재 및 혼화재 종류, W/C에 따른 콘크리트의 폭열성상 및 압축강도 초음파속도 등의 공학적 특성을 검토함으로서 폭열 방지 및 화재 피해를 입은 콘크리트 구조물의 재사용과 보수보강, 안전도평가 등에 기초적인 자료를 제시하고자 한다. 폭열성상을 살펴보면, 잔골재에 따라서는 바다모래를 사용한 경우 폭열이 발생하지 않았거나 약간의 폭열이 나타나는 정도이나 재생잔골재나 부순모래를 사용한 경우에는 폭열이 심하게 나타났다. 또한 혼화재 종류에 따라서는 대체로 유사한 폭열성상을 나타내었다. 한편, W/C 30.5%의 고강도 영역에서는 대부분 폭열하였으나 W/C 55%의 보통강도 영역에서는 대부분 폭열하지 않았다. 잔존 압축강도는 W/C 55%의 경우 평균 45%로 나타났으며, W/C 30.5%의 경우에는 평균 64％로 나타났다. 초음파속도는 잔골재 종류 및 W/C, 가열시간에 따라 다르게 나타났으며, 가열 후 3개월이 가열 후 1개월보다 약 1.3∼8.4%의 초음파속도 회복을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3D호
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• pp.399-405
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• 2008

포장궤도는 기존선의 유지보수 노력을 절감하기 위하여 개발되고 있다. 이 중 베이스플레이트 저탄성패드는 궤도 전체의 지지강성을 결정하는 구성품으로서 궤도의 응력-변위특성, 동적응답, 피로특성 등에 가장 큰 영향을 미친다. 따라서 저탄성패드의 적용은 궤도전체의 내구성과 안정성에 미치는 영향이 크다고 할 수 있다. 본 논문에서는 저탄성패드의 적용으로 인하여 획득되는 효과 중 노반에 전달되는 열차하중의 저감에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 패드스프링계수별 정적해석과 실물반복재하시험을 수행하고 그 결과를 비교 분석하여 저탄성패드의 하중 전달특성을 파악하였으며 전달하중 저감효과를 검토하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.79-87
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• 2004

폐 PET 병을 재활용하여 경량콘크리트용 잔골재로 활용하기 위하여 폐 PET 병 활용 경량골재(WPLA)의 품질 및 WPLA를 사용한 콘크리트(WPLAC)의 유동성, 단위용적 중량, 공기량 및 강도특성에 대하여 검토하였다. WPLA의 품질을 검토한 결과 WPLA를 $50\%$ 이하로 치환하는 것이 바람직하며, WPLA를 $50\%$ 치환한 경우 잔골재의 비중 및 흡수율이 강모래보다 각각 23 및 $75\%$ 정도 크게 감소하였으며, 콘크리트의 제물성에 크게 영향을 미쳤다. nU를 치환한 굳지 않은 콘크리트의 워커빌리티는 WPLA 치환율 및 물-시멘트비가 클수록 향상되었으며, 잔골재의 비중이 2.6에서 1.7로 감소함에 따라 콘크리트의 슬럼프 증가율은 약 $45 {\~} 120\%$로 나타났다. WPLA를 $75\%$치환한 콘크리트의 단위용적중량은 보통 콘크리트 보다 약 $17\%$ 정도 감소하였다. WPLA를 25 및 $50\%$ 치환한 콘크리트의 재령 28일 압축강도는 물-시멘트비 변화(W/E=B5 49 및 $53\%$)에 관계없이 30MPa를 상회하였으며, WPLA $25\%$ 치환 콘크리트의 비강도는 물-시멘트비 $49\%$에서 $15.11{\times}10^3 MPa{\cdot}m^3/kg$로 보통콘크리트보다 크게 나타났다. 재령 조일 압축강도, 인장강도 및 탄성계수와의 비는 일반 경량콘크리트와 비슷한 경향을 보였다. 이상의 결과로 WPLA를 경량 콘크리트용 잔골재로 활용하는 것이 가능하다고 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.101-111
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• 2016

석탄재로부터 제조된 지오폴리머에 골재를 첨가하여 시멘트와 동일하게 모르타르와 콘크리트를 제조하는 것이 가능하다. 잔골재의 특성이 지오폴리머 모르타르와 콘크리트에 미치는 영향에 대해 체계적으로 검토한 연구는 많지 않기 때문에 잔골재의 광물조성, 형상, 표면, 입도, 밀도 및 흡수율 등을 평가하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 석영, 운모, 장석, 휘석 등의 광물 조성을 이루고 -0.60mm에서 +0.30mm까지의 입자크기가 전체의 96%이며 표면이 거칠고 각진 형상을 보이는 주문진 표준사와 대부분 석영으로 -1.40mm에서 +0.60mm까지의 입자크기가 전체의 51%를 보이고 동시에 다양한 입자크기를 보이면서 표면이 매끈하고 둥근 형상을 나타내는 ISO 표준사 다른 두 종류의 잔골재를 사용하였다. 배합비는 Si/Al=1.0-4.1의 범위에서 지오폴리머 페이스트를 실험한 결과 가장 높은 압축강도를 보인 Si/Al=1.5는 모르타르, 가장 높은 반죽 질기를 보인 Si/Al=3.5는 콘크리트에 각각 적용하였다. 지오폴리머 모르타르는 잔골재를 20-50%의 범위에서 주문진 표준사와 ISO 표준사가 첨가된 모르타르는 각각 69.5-112.0mm, 70.5-126.0mm의 플로우 크기 증가를 보였고, ISO 잔골재 가 첨가된 모르타르의 플로우 증가율이 더 높았다. 지오폴리머 콘크리트는 ISO 표준사와 굵은 골재가 전체의 77wt.%를 첨가하였을 때 평균 압축강도가 32MPa로 나타났고 반죽 질기는 몰딩하기에 양호하였다. 본 연구에서 다양한 입도분포, 둥근 형상, 매끈한 표면, 낮은 흡수율을 보인 ISO 표준사가 지오폴리머의 반죽 질기에 유리한 특성을 보였기 때문에 지오폴리머 콘크리트에도 ISO 표준사와 유사한 잔골재를 사용하는 것이 유리할 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.23-33
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• 2021

우리나라는 식량부족문제를 해결하고, 농업용수의 공급을 목적으로 많은 저수지의 건설이 이루어졌으나, 현재 75.6%에 달하는 저수지가 준공년도로부터 50년 이상 경과되어 노후화가 심각한 상태이다. 이러한 노후 저수지의 경우, 제체 내부에서의 세굴과 침식으로 인한 안정성이 매우 감소한 상태이며, 최근 이상기후로 인한 집중강우가 발생할 경우 노후 저수지가 붕괴되어 많은 재산 및 인명피해로 이어질 수 있다. 이에 따라 노후 저수지를 관리하는 각 기관에서는 보통 포틀랜드 시멘트를 주입재로 사용하여 그라우팅 공법을 적용하고 있다. 그러나 보통 포틀랜드 시멘트의 경우, 시간이 경과함에 따라 열화가 발생하여 누수가 다시 발생할 수 있고, 환경적으로도 천연자원의 소비 및 온실가스의 발생과 같은 문제가 있어 보통 포틀랜드 시멘트를 대체할 수 있는 새로운 재료 및 공법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 국내 산업기준을 만족하지 못해 재활용에 어려움을 겪고 있는 발전부산물을 활용하여 보통 포틀랜드 시멘트와 유사한 경화반응을 유도할 수 있도록 개발된 고화재를 노후 저수지의 그라우트재로 사용하였다. 이를 위해 실내시험을 통한 기본적인 성능 분석과 현장에서의 시험시공 후, 전기비저항탐사, 표준관입시험, 현장투수시험을 실시하고, 보강효과를 분석하였다. 연구결과, 발전부산물을 재활용한 그라우트재의 경우 압축강도는 2.9~3.2배, 변형계수는 2.3~3.3배 큰 값을 나타내어 강도적으로 우수하여 보통 포틀랜드 시멘트를 대체하여 사용이 가능한 것으로 분석되었다. 또한 현장에서의 표준관입시험 및 투수시험 결과, 제체의 N값은 1~2 상승하고, 투수계수는 8.9~42.5% 수준으로 감소하여 차수 측면에서도 충분한 보강효과를 나타내어 보통 포틀랜드 시멘트의 대체가 가능할 것으로 분석되었다.