• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권7호
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• pp.31-37
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• 2011

철강의 생산 중에 부산물로 발생하는 전기로 제강 환원슬래그는 토질안정제로서의 적용성, 결합재 및 팽창재로서 활용법에 대한 약간의 연구 보고만 있을 뿐, 전기로 제강 환원슬래그 재활용에 관한 연구 및 시공실적은 거의 없는 실정이다. 본 연구는 전기로 제강 환원슬래그를 토목 분야에 재활용할 수 있는 방법을 모색하는데 이러한 목적을 달성하기 위하여 SEM, XRF 시험을 수행하였다. 이를 바탕으로 풍화토 및 점토와 환원슬래그를 일정한 혼합율로 혼합한 후, 환원슬래그 혼합토의 물리 공학적 특성을 고찰하기 위한 다양한 지반공학적 실내시험을 수행하였다. 다짐시험에서는 환원슬래그의 혼합율이 증가할수록 최대건조단위중량이 감소하고 최적함수비는 증가하였다. 이것은 환원슬래그를 성토재 및 재하재로 사용할 경우, 환원슬래그가 혼합된 풍화토는 지내력의 증가 등의 관점에서는 성토재 및 재하재로 적합하지 않음을 의미한다. 환원슬래그와 풍화토를 혼합한 환원슬래그 혼합토의 전단강도 특성은 일반적인 모래의 내부마찰각보다 약간 크거나 비슷하였고, 투수특성 또한 실트 또는 모래와 비슷한 결과를 확인하였다. 환원슬래그와 점토를 혼합한 환원슬래그 혼합토의 일축압축강도는 순수점토의 일축압축강도보다 크게 나타났고, 재령일수가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 따라서 연약점토 지반의 표층개량에 적용할 경우 개량효과가 있을 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권1호
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• pp.659-668
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• 2018

A series of direct shear tests were implemented on three different types of specimens (i.e., clean Perth sand, sand containing 10, 20 and 30% bentonite, sand containing 1, 3 and 5% slag, and sand containing 10, 20 and 30% bentonite with increasing percentages of added slag (1%, 3% and 5%). This paper focuses on the shear stress characteristics of clean sand and sand mixtures. The samples were tested under different three normal stresses (100, 150 and 200 kPa) and three curing periods of no curing time, 7 and 14 days. It was observed that the shear stresses of clean sand and mixtures were increased with increasing normal stresses. In addition, the use of slag has improved the shear strength of the sand-slag mixtures; the shear stresses rose from 128.642 kPa in the clean sand at normal stress of 200 kPa to 146.89 kPa, 154 kPa and 161.14 kPa when sand was mixed with 1%, 3% and 5% slag respectively and tested at the same normal stress. Internal friction angle increased from $32.74^{\circ}$ in the clean sand to $34.87^{\circ}$, $37.12^{\circ}$ and $39.4^{\circ}$ when sand was mixed with 1%, 3% and 5% slag respectively and tested at 100, 150, and 200 kPa normal stresses. The cohesion of sand-bentonite mixtures increased from 3.34 kPa in 10% bentonite to 22.9 kPa, 70.6 kPa when sand was mixed with 20% and 30% bentonite respectively. All the mixtures of clean sand, different bentonite and slag contents showed different behaviour; some mixtures exhibited shear stress more than clean sand whereas others showed less than clean sand. The internal friction angle increased, and cohesion decreased with increasing curing time.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권5호
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• pp.689-707
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• 2016

Soil stabilization is one of the useful method of ground improvement for soil with low bearing capacity and high settlement and unrequired swelling potential. Generally, the stabilization is carried out by adding some solid materials. The main objective of this research was to investigate the feasibility of stabilization of organic soils and sewage sludge to obtain low cost alternative embankment material by the addition of two different slags. Slags were used as a replacement for weak soil at ratios of 0%, 25%, 50%, 75% and 100%, where sewage sludge and organic soil were blended with slags separately. The maximum dry unit weights and the optimum water contents for all soil mixtures were determined. In order to investigate the influence of the slags on the strength of sewage sludge and organic soil, and to obtain the optimal mix design; compaction tests, the California bearing ratio (CBR) test, unconfined compressive strength (UCS) test, hydraulic conductivity test (HCT) and pH tests were carried out on slag-soil specimens. Unconfined compressive tests were performed on non-cured samples and those cured at 7 days. The test results obtained from untreated specimens were compared to tests results obtained from soil samples treated with slag. Laboratory tests results indicated that blending slags with organic soil or sewage sludge improved the engineering properties of organic or sewage sludge. Therefore, it is concluded that slag can be potentially used as a stabilizer to improve the properties of organic soils and sewage sludge.

• 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권7호
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• pp.23-29
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• 2011

산화슬래그는 토목분야에 널리 활용되어 왔으나 전기로 제강 환원슬래그는 거의 활용되지 않고 있는 실정이다. 따라서 토목 분야에서의 재활용 방법을 모색하기 위하여 환원슬래그의 성분을 분석하고 이를 바탕으로 토목현장에서 흔히 볼 수 있는 풍화토와 환원슬래그를 중량비 0% 내지 30%로 혼합한 후, 폐합시스템의 Lysimeter에서 1주, 2주, 4주의 주기로 환원슬래그 혼합토의 환경적 특성을 고찰하기 위한 시험을 수행하였다. 환원슬래그를 XRD, XRF를 이용하여 정성 정량적으로 분석한 결과, calcium silicate의 일종인 $Ca_2(SiO_4)$가 주요 결정 광물로 나타났다. 그리고 ICP-OES에 의한 중금속 분석결과 철강 생산 공정에 의한 영향으로 Al, Fe, Mn이 환원슬래그에 포함된 주요 중금속으로 확인되었다. 이를 폐기물관리법에 의한 오염물질 배출허용기준과 비교한 결과 중금속에 의한 오염가능성은 거의 없을 것으로 사료된다. 또한 환원슬래그 혼합토 침출수는 0% 혼합토에서 pH 6.9로부터 30% 혼합토에서 pH 10으로 측정되어 문제가 없음을 확인하였다. 침출수의 순환주기에 의한 pH 변화는 거의 없는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제23권3호
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• pp.43-50
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• 2018

In a previous study, the feasibility of four materials (bentonite, steelmaking slag, lime and organic compost) to induce soil aggregate formation was assessed and the mixtures of organic compost and lime were chosen as most effective amendments in terms of cost benefit. This work is a subsequent study to evaluate the effectiveness of those amendments in reducing soil loss in $15^{\circ}$ sloped agricultural area by using rainfall simulation test. Three different soils were treated with two conditions of organic compost/lime mixtures (2% + 2%, 3% + 1%, w/w). In the amended soils, soil fertility was increased due to the increase of CEC, T-N, and T-P. During the rainfall simulation, suspended solid in run-off water from amended soil were reduced by 43% ~ 78%. When the content of organic compost was higher than that of lime, reduction of soil loss was also increased by 67% ~ 78%. Sediment discharge was also decreased by 72% ~ 96% in the amended soil. Similar to the suspended solid analysis, higher organic compost content led to more reduction of soil discharging, which implies organic compost is more effective than lime in reducing soil loss. The overall result suggests that the mixtures of organic compost and lime could be used as amendment materials to reduce soil loss in sloped farmland.

• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.265-269
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• 2006

본 연구는 산성상태의 침출수가 차수층에 미치는 영향을 규명하고 년간 산업부산물로 다량 배출되는 고로슬래그, 플라이애쉬를 재활용하기 위한 한 방안으로 매립지 차수층에 첨가시의 역할을 규명하기 위한 기초연구자료이다. 산성침출수가 고화차수층에 미치는 영향을 고찰하기 위해 압축강도와 투수계수 실험결과, 고화재(시멘트)와 준설점토로 성형된 고화차수층의 경우 산성상태의 침출수에 노출됨에 따라 압축강도 감소와 투수계수 증가현상을 나타내었다. 반면 고로슬래그와 플라이애쉬를 첨가한 고화토차수층의 경우는 산성상태의 침출수에 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다. 이는 고알카리 상태를 나타내는 고로슬래그와 플라이애쉬의 경우 차수층 내부로 침투되어 수화반응에 의해 생성된 칼슘계 수화물을 용해하는 산성물질의 용해작용을 방해하기 때문으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제20권2호
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• pp.131-138
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• 1987

객토실시(客土實施)가 곤란(困難)한 사질답토양(砂質畓土壤)에 객토대체효과(客土代替效果)가 기대(期待)되는 수종(數種)의 개량제(改良劑)를 시용(施用)한 후(後) 투수용액중(透水溶液中)에 나오는 이들 양(量)을 정량(定量)함으로써 시용(施用된 성분(成分)이 토양(土壤)에 흡착(吸着) 또는 용탈(溶脫)되는 양상(樣相)을 구명(究明)하기 위(爲)하여 실내시험(室內試驗)을 실시(實施)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 가. 객토(客土)와 퇴비시용(堆肥施用)으로 토양(土壤)의 투수성(透水性) 감소효과(減少效果)는 현저(顯著)하였으며 퇴비(堆肥)+slag+객토(客土)>퇴비(堆肥)+객토(客土)>퇴비(堆肥)>객토(客土)>퇴비(堆肥)+slag>slag>대조구(對照區) 등(等)으로 투수속도(透水速度)가 저하(低下)되었다. 나. 퇴비(堆肥)에 slag나 객토병용처리(客土倂用處理)에서 투수용액중(透水溶液中) $NH_4-N$ 및 $SiO_2$의 농도(濃度)나 용탈량(溶脫量)이 많고 시험후(試驗後) 잔존량(殘存量)도 본답토(本畓土)나 객토(客土)보다 많았다. 다. 이와같은 경향(傾向)은 양(陽) ion 中 K, Ca 및 Mg 등(等)도 같은 양상(樣相)이며 특(特)히 K는 퇴비시용구(堆肥施用區)에서 투수중(透水中) 용탈량(溶脫量)이나 토양중(土壤中) 잔존량(殘存量)도 대조구(對照區)나 객토처리(客土處理) 보다 차이(差異)가 현저(顯著)하였다. 라. 투수용액중(透水溶液中) $Fe^{{+}{+}}$의 농도(濃度)와 용탈량(溶脫量)은 본답토(本畓土)에서 퇴비(堆肥)나 slag 처리(處理)보다 훨씬 많고 담수(湛水) 12일경(日頃)에 최고(最高)값을 보이다가 감소(減少)하였으며 $Mn^{{+}{+}}$은 오히려 본답토(本畓土)에서 가장 적었다. 마. 투수용액중(透水溶液中) $NH_4-N$ 농도총량(濃度總量)은 퇴비시용구(堆肥施用區)에서 많으나 시험후(試驗後) 토양중(土壤中)에 잔존량(殘存量)은 이와 반대경향(反對傾向)이다.

• Computers and Concrete
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• 제17권6호
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• pp.787-799
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• 2016

Climate anomalies in recent years, numerous natural disasters caused by landslides and a large amount of entrained sands and stones in Taiwan have created significant disasters and greater difficulties in subsequent reconstruction. How to respond to these problems efficaciously is an important issue. In this study, the sands and stones were doped with recycled materials (waste LCD glass sand, slag powder), and material was mixed for recycled ready-mixed soil. The study is based on security and economic principles, using flowability test to determine the water-binder ratio (W/B=2.4, 2.6, and 2.8), a fixed soil: sand ratio of 6:4 and a soil: sand: glass ratio of 6:2:2 as fine aggregate. Slag (at concentrations of 0%, 20%, and 40%) replaced the cement. The following tests were conducted: flowability, initial setting time, unit weight, drop-weight and compressive strength. The results show that the slump values are 220 -290 mm, the slump flow values are 460 -1030 mm, and the tube flow values are 240-590 mm, all conforming to the objectives of the design. The initial setting times are 945-1695 min. The unit weight deviations are 0.1-0.6%. The three groups of mixtures conform to the specification, being below 7.6 cm in the drop-weight test. In the compressive strength test, the water-binder ratios for 2.4 are optimal ($13.78-17.84kgf/cm^2$). The results show that Recycled ready-mixed soil materials (RRMSM) possesses excellent flowability. The other properties, applied to backfill engineering, can effectively save costs and are conducive to environmental protection.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.1-7
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• 2018

본 연구에서는 산업부산물을 다량 활용한 소일콘크리트의 유동성 및 강도발현에 대한 결합재-흙의 비(B/S) 및 물-결합재비(W/B)의 영향을 평가하였다. 보통 포틀랜드 시멘트의 부분 치환재로서 바이패스 더스트 10%, 고로슬래그미분말 40%, 순환유동층 플라이애시 25%가 사용되었다. 저시멘트 결합재와 함께 사질토 또는 점성토를 사용하여 18 소일콘크리트 배합이 실험되었다. 실험결과 소일콘크리트의 유동성은 대상토(점성토 또는 사질토)의 종류에 관계없이 동일한 W/B에서 B/S가 클수록 증가하였다. 압축강도는 점성토 콘크리트보다 동일 배합조건을 갖는 사질토 콘크리트에서 컸다. 산업부산물 다량 활용 소일콘크리트의 배합은 압축강도 및 고유동성을 고려하면 대상토에 관계없이 B/S가 0.35 그리고 W/B는 175%가 추천될 수 있었다.