• Advances in concrete construction
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• 제6권3호
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• pp.221-243
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• 2018

Utilization of mine waste rocks and tailings in concrete as aggregates will help in sustainable and greener development. The literature shows the potential use of iron ore tailings as a replacement of natural fine aggregates. As natural sand reserves are depleting day by day, there is a need for substitution for sand in concrete. A comprehensive overview of the published literature on the use of iron ore waste and tailings and other industrial waste in concrete is being presented. The effect of various properties such as workability, compressive strength, split tensile strength, flexural strength, durability and microstructure of concrete have been presented in this paper.

• 자원리싸이클링
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• 제25권4호
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• pp.23-31
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• 2016

양양철광산 선광 부산물(폐석, 광미)의 폐기물공정시험기준에 의한 중금속용출량은 환경기준값 보다 낮아 유해성이 없으므로 그 자체를 물질전환법에 의해 순환자원화 하는 데는 문제가 없다. 선광 광미를 시멘트 부원료로 사용할 경우에는 시멘트 품질안정성 차원에서 전 알카리($R_2O$)함량이 포틀랜드 시멘트(KS L 5201) 품질 기준치인 0.6%를 초과하지 않도록 광미 첨가량을 3%이하로 사용하는 것이 좋다고 판단된다. 재활용 점토벽돌(KS I 3013) 1종 규격에 부합되는 비소성 에코벽돌은 무기결합제의 15%를 광미로 그리고 일반잔골재의 100%를 철광산 폐석으로 대체하여 제조 가능하였다. 이처럼 선광 부산물을 시멘트 부원료 및 비소성 에코벽돌로 순환자원화함으로서 광미 적치장의 축소 및 유지관리비용 절감 그리고 에너지 사용 및 $CO_2$ 발생 절감으로 환경적 효과 및 경제적 효과를 동시에 얻을 수 있을 것이다.

• 한국재료학회지
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• 제34권6호
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• pp.291-302
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• 2024

In this paper, iron ore tailings (IOT) were separated from the tailings field and used to prepare cement stabilized macadam (CSM) with porous basalt aggregate. First, the basic properties of the raw materials were studied. Porous basalt was replaced by IOT at ratios of 0, 20 %, 40 %, 60 %, 80 %, and 100 % as fine aggregate to prepare CSM, and the effects of different cement dosage (4 %, 5 %, 6 %) on CSM performance were also investigated. CSM's durability and mechanical performance with ages of 7 d, 28 d, and 90 d were studied with the unconfined compression strength test, splitting tensile strength test, compressive modulus test and freeze-thaw test, respectively. The changes in Ca²⁺ content in CSM of different ages and different IOT ratios were analyzed by the ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA) titration method, and the micro-morphology of CSM with different ages and different IOT replaced ratio were observed by scanning electron microscopy (SEM). It was found that with the same cement dosage, the strengths of the IOT-replaced CSM were weaker than that of the porous basalt aggregate at early stage, and the strength was highest at the replaced ratio of 60 %. With a cement dosage of 4 %, the unconfined compressive strength of CSM without IOT was increased by 6.78 % at ages from 28 d to 90 d, while the splitting tensile strength increased by 7.89 %. However, once the IOT replaced ratio reached 100 %, the values increased by about 76.24 % and 17.78 %, which was better than 0 % IOT. The CSM-IOT performed better than the porous basalt CSM at 90 d age. This means IOT can replace porous basalt fine aggregate as a pavement base.

• Advances in concrete construction
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• 제3권1호
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• pp.55-69
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• 2015

Tailing Material (TM) and Fly Ash (FA) are obtained as waste products from the mining and thermal industries. Studies were carried out to explore the possibility of utilizing TM as a part replacement to fine aggregate and FA as a part replacement to cement, in concrete mixes. The effect of replacing fine aggregate by TM and cement by FA on the standard sized specimen for compressive strength, split tensile strength, and flexural strengths are evaluated in this study. The concrete mix of M40 grade was adopted with water cement ratio equal to 0.40. Concrete mix with 35% TM and 65% natural sand (TM35/S65) has shown superior performance in strength as against (TM0/S100, TM30/S70, TM40/S60, TM50/S50, and TM60/S40). For this composition, studies were performed to propose the optimal replacement of Ordinary Portland Cement (OPC) by FA (Replacement levels studied were 20%, 30%, 40% and 50%). Replacement level of 20% OPC by FA, has shown about 0-5% more compressive strength as against the control mix, for both 28 day and 56 days of water curing. Interestingly results of split tensile and flexural strengths for 20% OPC replaced by FA, have shown strengths equal to that of no replacement (control mix).

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권4호
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• pp.421-434
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• 2022

In the present study, reference samples were prepared using ore preparation facility tailings taken from the copper mine (Kure, Kastamonu), Portland cement (PC) in certain proportions (3 wt%, 5 wt%, 7 wt%, 9wt% and 11 wt%), and water. Then natural zeolite taken from the Bigadic Region was mixed in certain proportions (10 wt%, 20 wt%, 30 wt% and 40 wt%) for each cement ratio, instead of the PC, to prepare zeolite-substituted CPB samples. Thus, the effect of using Zeolite instead of PC on CPB's strength was investigated. The obtained CPB samples were kept in the curing cabinet at a temperature of 25℃ and at least 80% humidity, and they were subjected to the Uniaxial Compressive Strength (UCS) test at the end of the curing periods of 3, 7, 14, 28, 56, and 90 days. Except for the 3 wt% cement ratio, zeolite substitution was observed to increase the compressive strength in all mixtures. Also, the liquefaction risk limit for paste backfill was achieved for all mixtures, and the desired strength limit value (0.7 MPa) was achieved for all mixtures with 28 days of curing time and 7 wt%, 9 wt%, 11 wt% cement ratios and 5% cement - 10% zeolite substituted mixture. Moreover, the limit value (4 MPa) required for use as roof support was obtained only for mixtures with 11% cement - 10% and 20% zeolite content. Generally, zeolite substitution seems to be more effective in early strength (up to 28th day). It has been determined that the long-term strength losses of zeolite-substituted paste backfill mixtures were caused by the reaction of sulfate and hydration products to form secondary gypsum, ettringite, and iron sulfate.

• Advances in concrete construction
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• 제5권3호
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• pp.201-219
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• 2017

With the rapid growth in construction sector, it becomes all the more important to assess the amount of Construction and Demolition (C&D) waste being generated and analyze the practices needed to handle and use this waste before final disposal. This serves waste management and disposal issues, paving way to waste utilization in construction industry from the sustainability point of view. C&D waste constitutes a major bulk of total solid waste produced in the world. In this work, an attempt is made to study the performance of concrete using water soaked Recycled Coarse Aggregates (RCA) in replacement levels of 0%, 25%, 50%, 75% and 100% to Natural Coarse Aggregates (NCA). Experiments were designed and conducted to study the performance of RCA based concrete. Further suitable performance enhancement techniques to RCA based concrete were attempted, to achieve compressive strength at least equal to or more than that for no RCA based concrete (control concrete). Performance enhancement study is reported here for 50% and 100% RCA based concretes. All four techniques attempted have given favorable results encouraging use of RCA based concretes with full replacement levels, to adopt RCA based concrete in structural applications, without any kind of concern to the stake holder. Further attempts have also been made to use Recycled Fine Aggregates (RFA) with appropriate modifications to serve as fine aggregates in mortar and concrete. Using RFA blended with river sand fractions as well as RFA with Iron Ore Tailings (IOT) fractions, have given good results to serve as fine aggregates to the extent of 100% replacement levels in mortars and concretes.

• 한국광물학회지
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• 제22권4호
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• pp.359-370
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• 2009

지표에 노출된 폐광미의 산화작용으로 인해 용출된 비소와 중금속들이 광산주변 환경에 심각한 오염을 야기할 수 있다. 본 연구는 황화광물의 산화작용과 이차 광물의 생성 및 변질과 같은 다양한 작용들이 비소의 거동에 미치는 영향을 광물학적 방법을 이용하여 고찰하였다. 연구대상 광미는 강원도 정선군에 위치한 낙동광산에서 채취하였다. 전처리한 광미로부터 자성광물과 비자성 광물을 선별한 후, 현미경 관찰을 통해 광물의 색 및 금속광택에 따라 분류하였고, X-선 회절 분석기, 에너지 분산분광기, 그리고 전자탐침미세현미경 등과 같은 다양한 기기분석들을 이용하여 광물학적 특성을 조사하였다. 문헌조사에서는 다양한 광석광물이 산출되는 것으로 알려졌지만, 산화 등과 같은 풍화작용으로 인하여 본 연구에서는 일부 광석광물들과 더불어 새롭게 형성된 이차 내지 삼차 광물들을 확인할 수 있었다. 특히 다량으로 존재했다고 알려진 자류철석은 동정되지 않았지만 특징적으로 콜로포옴 형태의 철 (산)수산화광물을 확인하였는데, 이는 자류철석의 큰 반응성으로 인하여 풍화가 급격하게 진행되어 자류철석이 모두 변질된 것을 입증한다. 뿐만 아니라 일차 광석광물인 유비철석의 균열부에 충진한 이차 광물인 스코로다이트를 확인할 수 있었는데 이러한 변질 과정을 통해 용출된 비소가 고정화되는 것으로 판단된다. 또한 이차 광물로 생성된 자로사이트가 다시 변질되어 삼차 광물인 철 (산)수산화광물이 형성되는 것도 관찰할 수 있었는데 이는 다양한 광석광물의 산화작용으로 인해 조성된 초기의 낮은 pH 환경으로부터 pH가 증가하는 환경으로의 전이를 지시한다. 이러한 환경의 변화는 이차 광물들과 주변 모암과의 작용 등에 기인하며 그 결과 이차 광물의 안정도가 떨어지게 되고 새로운 삼차 광물들이 형성된다. 이러한 과정에서 고정화된 비소가 재용출 되어 주변 환경에 확산되어질 수 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제1권1호
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• pp.69-77
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• 1992

본 연구는 충주 동양 골석광산에서 사분 및 수선처리하고 버려지는 저온위의 백운암질 골석정광을 회수할 목적으로, 이 광산에서 산출되는 비교적 순수한 골석과 백운석에 대한 부선특성을 조사하고, 이를 기초로 상기 골석광미 시과에 대한 Batch 부선실험을 행하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 비교적 순수한 골석 부선시에는 여러가지 기포제 중에서 Dowfroth 250을 사용하는 것이 가장 효과적이었으며, 그 사용성은 본 실험조건에서 50mg/l(200g/t)정도이다. 2) 골석 부선시 기포제로서 Dowfroth 250을 사용하는 경과, 적당한 광액의 pH는 pH6~pH9의 범위이다. 3) 저온위의 백운암질 골석광미로 부터 골석을 부선 할 경과 본 실험의 조건 하에서 회수 가능한 골석정광의 품위는 CaO 1,.40%, 백색도 84.5 로서 이때의 실수율은 53% 정도였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.49-61
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• 2011

본 연구는 토석류의 유통성과 관련하여 세립토의 흐름특성, 유변학적 모델들의 적용가능성 및 액성상태 의존성 유변학적 특성들을 비교 분석하였다. 입자크기에 따른 유변학적 특성을 살펴보고자 점토질이 풍부한 지중해 해저점토와 실트질이 풍부한 캐나다 동부 뉴펀들랜드 와부시 호수에서 채취한 광미에 대한 물성특성을 분석하였다. 점토질이 풍부한 세립토의 경우 전형적인 전단담화(shear thinning) 거동을 보이는 반면, 실트질 광미의 경우는 전단담화와 Bingham 유체 거동을 함께 보인다. 후자의 경우, 전단변형률속도를 높임에 따라 Bingham 유체처럼 거동하였다. 이러한 현상학적 차이는 입자크기에 따른 유동특성곡선의 차이에서 기인한 것이다. 항복응력과 소성점도의 결정은 전단변형에 의한 유동 입자들의 구조적 변화와 응력상태와 관련되기 때문이다. 세립토(< 0.075mm)를 다량 함유한 토석류의 유동성을 역해석하고자 할 때, 퇴적형상(흐름 양상, 퇴적층의 모양, 두께 및 길이 등)은 항복응력과 소성점도에 의해 결정된다. 항복응력과 소성점도는 액성지수의 함수로 나타낼 수 있으므로, 토석류의 발생가능지역에서 액성상태에 따른 토석류의 유동성을 평가할 지표로 활용할 수 있다.