• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.443-450
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• 2021

순환유동층보일러 석탄회(CFBA)는 탈황공정을 위한 석회석 투입에 의한 탈황석고와 free-CaO에 의해 자기경화되는 특성이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 시멘트 바인더 대체용 CFBA의 자가경화에 대한 고로슬래그(BFS)와 탈황석고(FDG)의 영향을 검토하였다. 다량의 Fe₂O₃, free-CaO 및 탈황 석고를 함유하는 CFBA의 수화반응에 의한 압축강도는 칼슘알루미네이트 수화물, 칼슘실리케이트 수화물, 에트링자이트 및 칼슘카보페라이트 수화물(3CaO·Fe₂O₃·3CaCO₃·12H₂O)의 형성에 기인한다. CFBA의 자가 경화에 의한 압축강도는 Ordinary Portland Cement에서 C₄AF의 수화물과 유사한 수화물을 생성하여 표현하며, C₄AF의 수화시 CaSO₄가 존재하면 CaSO₄가 CaO·Al₂O₃와 에트링자이트를 형성하고, 유리 CaO와 CaCO₃가 함께 존재하면 육방정계 결정인 탄산칼슘 또는 탄산칼슘 결정이 형성됩니다. CFBA의 경화 특성은 C₄AF의 수화 및 경화 메커니즘에 의해 유사한 특성을 가짐을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.578-584
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• 2021

본 연구에서는 매립회의 유효 활용을 위해 플라이애시(FA)와 매립회(PA) 4종의 수화반응 및 강도발현 특성을 비교 분석하였다. 해수 이동방식에 의해 염소함량 높은 PA는 시멘트 수화반응 촉진으로 FA와 비교하여 응결시간이 촉진되고, 누적 발열량이 증가하였으며, 초기 강도발현이 향상되었다. 그러나 재령 7일 이후 초기 수화물의 급격한 생성으로 활성도 지수 증가율은 감소하였다. 다량의 미연탄소 등 불순물을 함유한 PA는 낮은 수화 반응성으로 응결시간이 지연되고, 전 재령에서 강도가 저하되었다. 담수 이동방식에 의해 염소함량 낮고, 비정질량이 높은 PA는 FA와 유사한 수화반응 및 강도발현 특성을 나타냈다. 열중량 분석결과로 FA와 비슷한 수준의 Ca(OH)₂ 소비량과 포졸란 반응성을 가진 것을 확인하였다. 결과적으로 매립회의 활용성 높이기 위해서는 담수 이동방식의 적용 확대와 강열감량의 관리가 필요할 것으로 분석되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.267-274
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• 2018

습식바텀애시가 경량골재로서 오랫동안 사용되어 왔지만, 화력발전소에서 배출되는 새로운 타입의 건식 바텀애시에 관해서는 거의 연구되지 않았다. 건식 바텀애시는 건설재료의 관점에서 매우 우수한 경량골재이다. 본 연구는 경량골재 콘크리트의 굳지않은 상태 및 경화상태에서의 다양한 특성을 실험적으로 검토함으로서 바텀애시 경량골재가 경량골재 콘크리트용 잔골재로서의 사용 가능성이 있는지의 여부를 평가한 것이다. 연구결과 건식 바텀애시 대체율 75%까지 슬럼프 저하가 크지 않게 나타났고, 공기량은 건식 바텀애시의 대체율에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 콘크리트의 블리딩량은 건식 바텀애시 대체율 75%이하에서는 $0.025cm^3/cm^2$미만으로 나타났으며, 콘크리트 경화 후 압축강도에서는 대체율 75%까지 강도 저하율이 10% 미만으로 나타났다. 잔골재를 건식 바텀애시로 100% 대체시 절건 단위질량은 8.9%의 감소를 보였고, 건식 바텀애시 잔골재 대체율이 증가할수록 건조수축이 감소하는 경향을 보였다. 콘크리트 탄성계수는 건식 바텀애시 잔골재 대체율 50%까지는 저하를 보이지 않았지만, 대체율이 그 이상으로 증가시 탄성계수가 저하하였다. 이상의 결과로부터 건식 바텀애시는 잔골재로 사용 시 다른 잔골재와 혼합 사용할 경우 품질의 저하 없이 사용하는 것이 가능함을 알 수 있었다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제28권3호
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• pp.385-413
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• 2019

본 연구는 유럽 30개 국가들을 대상으로 1990~2014년 동안의 패널 자료를 이용하여 유럽이 탄소배출권 거래시장을 도입한 2005년을 기준으로 도입 전과 후로 나누어 유럽 내 연결계통국가들의 전력 순수출 변화 결정요인을 이분산과 자기상관 문제를 고려한 패널 GLS 방법으로 추정하였다. 종속변수로는 전력 순수출량이 사용되었으며 설명변수로는 발전원별 발전량 비중, 이웃 국가들의 자국 내 전력수급, 에너지자원 보유국의 전력 생산량, 발전원 집중도 그리고 산업부문의 1인당 총에너지사용량 등을 사용하였다. 추정결과에 의하면, 2005년 이전과 이후 모두에서 에너지자원 보유국의 전력생산량과 발전원 집중도, 원자력 발전비중은 전력 순수출에 통계적으로 유의미하게 양(+)의 영향을 미쳤으며, 탄소배출권 거래제 도입 이후에 그 중요도는 증가하는 것으로 나타났다. 반면 이웃 국가들의 자국 내 전력수급과 산업부문의 1인당 총 에너지사용량, 재생에너지 발전비중은 통계적으로 유의하게 음(-)의 영향을 미치는 것으로 추정되었다. 석탄과 가스 발전비중의 경우에는 2005년 이전에만 통계적으로 유의미하게 전력 순수출에 음(-)의 영향을 미쳤다. 본 연구결과는 국가 간 전력교역상황에서 개별 국가들의 역할을 결정하는 요인이 무엇이며 그에 맞는 중 장기 전원믹스 방안을 도출하는 데 시사점을 제시하고 있다.

• 지질공학
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• 제30권4호
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• pp.577-588
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• 2020

일부 암석의 우라늄 함량이 높은 것으로 알려진 옥천층군 지역의 유효선량을 파악하기 위하여 휴대용 감마선분광분석기를 이용하여 421개 지점에서 지표방사능(40K, eU, eTh)을 측정하였다. 연구지역을 5개의 지질(og1, og2, og3, og4, 화성암)로 구분했을 때 지질별 지표방사능 강도에는 큰 차이가 없었다. 전체 421 암석의 40K, eU, eTh의 함량은 각각 0.7~10.3% (평균 5.2%), 0.6~287.0 ppm (평균 8.5 ppm), 4.0~102.4 ppm (평균 31.3 ppm) 을 보였다. 방사능강도로부터 구한 연구지역의 흡수선량은 28.84~1,714.5 nGy/h의 범위로서(평균 195.4 nGy/h) 지질별 평균값 최저는 og1의 166.3 nGy/h, 최고는 og2의 233.3 nGy/h(중앙값은 198.1 nGy/h였다. 흡수선량으로부터 구한 연구지역의 옥외 유효선량은 0.04~2.10 mSv/y (평균 0.24 mSv/y)의 범위이며 함 우라늄층이 협재된 og2에 위치한 4개 지점을 제외하면 옥외 유효선량이 1 mSv/y를 넘는 지점은 없었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.75-84
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• 2021

본 연구에서는 시멘트 제조공정에서 연료로 사용된 가연성 산업부산물 및 생활폐기물 대체연료 사용량과 시멘트 품질 중에서도 화학성분, 광물조성, 압축강도간의 상관관계를 확인하고자 하였다. 이를 위해 천연연료로서 유연탄, 대체연료로서 연질 플라스틱류(비닐류 등 풍력에 의해 비산되기 쉬운 성질의 플라스틱류), 경질 플라스틱류(이물질이 혼입되거나, 폐고무, PP 등 풍력에 비산되지 않는 성질의 플라스틱류), 재생유를 사용하는 국내 A시멘트 제조사 소성설비의 2017~2019년 3년간의 연료투입량을 독립변수로 하고, 시멘트 품질 데이터를 종속변수로 하여 요인 회귀분석을 이용한 분석을 실시하였다. 분석결과 대체연료의 종류 및 품질에 따라서는 화학성분(염소 및 LSF) 및 광물조성(f-CaO, C3S량)에 유의한 영향을 미치지 않았으며, 시멘트 압축강도를 저하할 것이라는 우려와는 달리 대체연료 사용량과 시멘트 압축강도간에 유의한 양의 상관관계가 성립하는 것으로 분석되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제24권4호
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• pp.202-208
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• 2021

유도분극(Induced Polarization, IP)탐사가 1973년에 국내 학술지에 처음 소개되었으며, 그 이후 석탄 및 금속광상탐사에 응용되기 시작하면서 대학 및 연구기관에서 유한요소법에 의한 IP 모델링 연구와 인공모형 시료의 유도분극반응 측정 기술이 개발되었다. 1980년 중반에 광대역유도분극(SIP) 탐사기가 국내에 도입되면서 실내 측정 및 해석 기술이 개발되었으나 자원산업의 쇠퇴와 더불어 광상탐사 현장에서 널리 활용되지는 못했다. 1990년대에는 IP탐사가 황화광물의 열수광상 및 벤토나이트 광화대 조사와 해수 침입에 의한 지하수 오염지역에 적용된 사례가 있다. 2000년대 들어서면서 IP탐사의 3차원 역해석 기술이 개발되고, 국내외 광물자원확보를 위한 정밀물리탐사 기술이 요구되면서 암석 시료의 SIP 측정 및 현장 탐사 기술이 확보되었으며, 해남지역 금은광상의 광화대 탐사에 적용한 결과 SIP탐사 기술이 황화광물을 포함하고 있는 금속광상탐사에 유용함이 입증되었다. 이러한 IP 탐사는 리튬, 코발트, 니켈과 같은 첨단 산업의 핵심광물 탐사에서 효과적일 것으로 여겨지고, 또한 환경오염과 지반조사 분야에서도 유용할 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권10호
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• pp.785-799
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• 2022

본 연구의 목적은 대청댐 저수지(금강수계)를 대상으로 G-res Tool을 적용하여 배출 경로별 온실가스(Greenhouse Gas, GHG)의 배출 특성과 댐 건설에 따른 담수 전과 후의 GHG 순 배출량(온실가스 발자국)을 산정하는데 있다. 아울러, 단위전력 생산당 탄소배출량(GHG 배출강도)을 평가하고 저수지 부영양화 상태(총인 농도)에 따른 GHG 배출량 변화의 민감도를 분석하여 수질과 배출량의 관계를 해석하였다. 대청댐 건설 후 연간 GHG 배출 플럭스는 262 gCO₂eq/m²/yr이었으며, CO₂와 CH₄의 비율은 각각 45.7%와 54.2%이었다. 배출 경로별로는 CO₂ 확산이 가장 많았으며 다음으로 CH₄의 확산, 방류 시 탈기, 기포 배출 순으로 산정되었다. 댐 건설 전과 후의 GHG 순 배출량은 담수 전 산림지로 분류된 토지 피복이 담수 후 저수구역으로 변경됨으로써 탄소 흡수효과가 상실되어 510 gCO₂eq/m²/yr로 증가하였다. 대청댐의 GHG 배출강도는 전력밀도(저수면적당 발전용량)가 낮아 전세계 수력발전 중앙값보다 약 3.7배 많은 86.8 gCO₂eq/kWh로 산정되었다. 그러나 이 값은 화석연료인 석탄의 배출강도보다 9.5배 작은 값에 해당한다는 점은 주목할 만하다. 또한 저수지의 총인 농도가 감소함에 따라 GHG 배출량도 감소하는 것을 확인하였다. 연구 결과는 댐 저수지의 온실가스 배출 특성에 대한 이해를 높이고, 국가 온실가스 인벤토리의 불확실성을 개선하는데 활용될 수 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.359-366
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• 2022

본 논문에서는 바텀애시 골재를 사용한 다공성 콘크리트의 강도와 컴펙션의 상관관계를 분석하였다. 본 연구에서는 바텀애시를 두 가지 입도의 골재를 8:2 비율로 섞은 복합골재와 단일 입도만을 갖는 단일골재를 사용하여 각 골재 크기별 특성을 파악 한 후, 콘크리트 골재로 사용하였다. 물-바인더 비는 0.30으로 고정하고, 컴펙션 수준을 0.5, 1.5 및 3.0 MPa 값으로 지정하여 다공성 콘크리트 시편을 제작하였다. 총 공극률, 압축강도, 쪼갬인장강도 및 휨인장강도를 실험을 진행하고 분석을 수행하였다. 컴펙션이 증가할 때 총 공극률은 감소하고, 압축강도, 쪼갬인장강도 및 휨인장강도는 증가하였다. 복합골재를 사용한 콘크리트의 총 공극률은 단일골재를 사용한 콘크리트에 비해 총 공극률은 낮고, 강도는 크게 나타났다. 회귀분석을 통해 다공성 콘크리트의 총 공극률, 압축강도, 쪼갬인장강도 및 휨인장강도 상관관계를 제시하였다. 총 공극률과 강도 특성은 서로 반비례하는 상관관계를 나타냈다.

• 자원환경지질
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• 제55권2호
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• pp.209-217
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• 2022

경작을 위해 토양에 공급하는 인산질 비료가 석회석을 이용한 안정화 적용 토양에서 비소의 용출에 미치는 영향을 회분식 실험과 칼럼실험을 통해 확인하였다. 토양은 폐석탄광인 옥동, 부국 탄광 주변 경작지에서 채취하였으며, 채취한 토양의 평균 비소 농도는 20.0 mg/kg으로 나타났다. 연속추출을 통해 비소의 지구화학적 이동성이 상대적으로 높은 토양을 선택하여 실험에 사용하였다. 석회석(3 wt%)과 토양을 혼합하여 안정화 적용 토양을 준비하고 농촌진흥청에서 제시한 경작지 토양 내 유효인산 기준을 바탕으로 인산질 비료(NH₄H₂PO₄)를 토양과 혼합하였다. 이때, 석회석과 혼합하지 않은 비교토양을 준비하여 대조군으로 활용하였다. 토양으로부터 용출되는 비소의 농도는 인산질 비료의 공급량과 양의 상관관계를 나타냈다. 이러한 결과는 안정화 유무에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. 용출액 내 인산염(PO₄^3-)의 농도는 석회석을 혼합한 조건에서 상대적으로 낮은 결과를 보였는데, 이러한 결과는 PO₄^3-와 석회석에서 용해된 칼슘 이온(Ca²⁺)의 결합침전에 의한 것으로 판단된다. 지속적으로 관개 수를 공급하는 경작환경에서 인산질 비료가 비소의 용출에 미치는 영향을 확인하기 위해 칼럼실험을 진행하였다. 칼럼실험 초기 10 P.V.까지는 토양으로부터 비소의 용출량이 석회석 혼합조건에서 더 적었지만 이후에는 석회석 혼합조건과 상관없이 유출 수의 비소 농도가 점차 증가하였다. 칼럼실험 이후 잔류토양을 건조시켜 연속추출을 실시한 결과 안정화 조건에 상관없이 실험 전 토양과 비교하여 상대적으로 이동 가능한 형태의 비소의 분율이 증가하였다. 이러한 결과는 석회석을 이용하여 토양 안정화 공법을 적용하여도 경작과정에서 공급하는 인산질 비료에 의해 토양 내 비소의 지구화학적 이동도가 증가하여 안정화 효과가 감소할 수 있음을 보여준다.