철, 아연, 동과 같은 금속의 제조과정에서 발생되는 슬래그는 천연광석으로부터 특정한 금속을 채취한 후 남은 무기질 부산물이며, 철, 아연, 동을 제조하는 과정에서 철은 제선(고로) 슬래그와 제강(전로) 슬래그, 아연은 아연 슬래그, 동은 ...
철, 아연, 동과 같은 금속의 제조과정에서 발생되는 슬래그는 천연광석으로부터 특정한 금속을 채취한 후 남은 무기질 부산물이며, 철, 아연, 동을 제조하는 과정에서 철은 제선(고로) 슬래그와 제강(전로) 슬래그, 아연은 아연 슬래그, 동은 동제련 슬래그가 발생된다. 광물원석에서 구리를 제련하는 국내의 동제련 과정에서 산업부산물로 발생되는 동제련 슬래그는 연간 70여만 톤 정도이며, 주로 시멘트의 원료, 선박의 녹을 제거하는 샌드블라스팅용 등으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 동제련 슬래그를 천연골재 대체용 재료로 이용되는 것 외의 다른 건설재료로써의 그 가능성을 밝히고자 하였으며, 동제련 슬래그의 지반공학적인 활용 방안에 대하여 검토하였다. 동제련 슬래그에 대한 기본적인 물성시험 및 화학적 분석을 실시하고, 대상토인 해성 점토 및 육성 점토에 혼합하여 다양한 지반공학적인 시험을 실시하였다. 본 연구에 적용된 동제련 슬래그는 동의 제련 후 남은 철분과 석회석, 규석이 결합하여 생성된 물질을 용융상태에서 고압수에 의해 급냉·수쇄하여 세립화한 것이다. 다짐시험 결과, 동제련 슬래그가 첨가될수록 다짐특성이 개선되므로 도로공사시 노견토로의 활용이 가능할 것으로 사료되며, 일축압축시험 결과, 최대 강도인 동제련 슬래그의 혼합비 30%에서의 강도발현이 해성 점토에 비해서 크게 증진된 것은 아니므로, 동제련 슬래그를 첨가하는 경우, 강도의 급격한 변화가 없는 것으로 나타났다. 동제련 슬래그는 샌드 드레인 재료로 사용되는 모래의 입도 기준에 모두 만족하는 것으로 나타났으며, 샌드 매트용 JIS 및 한국 도로공사의 시방 기준을 만족하므로 샌드 매트용 재료로써 적합한 재료로 사료된다. 장기 시공시, 동제련 슬래그는 철강 슬래그에 비하여 수경성이 적으므로, 연직 배수재나 필터재, 샌드 매트용 재료로써 적합한 것으로 사료된다. 표준압밀시험 결과, 생석회와 동제련 슬래그를 첨가할수록 압축지수가 작아지는 경향을 보이고 있다. 이는 동제련 슬래그가 첨가될수록 간극비와 변형율의 변화가 작게 나타나 전체 압밀 침하량이 감소하게 되어 실제 지반개량에 효과가 있을 것으로 사료된다. C.B.R.시험 결과, 기층 및 보조기층 재료로써의 사용이 가능할 것으로 판단되며, 동제련 슬래그를 혼합함으로써 상당한 C.B.R.치의 증가를 얻을 수 있어 동제련 슬래그는 도로 건설용 재료로써 적용성이 좋은 재료임을 알 수 있다. 본 연구의 결과, 동제련 슬래그의 건설재료로써의 지반공학적 특성이 우수하며, 환경보전 및 자원절약, 그리고, 사회ㆍ경제적 측면에서의 이점으로 인해서 향후 건설부분에서 기존의 건설재료를 대체하는 재료로의 이용에 있어 그 활용성이 증대될 것으로 예상된다.
철, 아연, 동과 같은 금속의 제조과정에서 발생되는 슬래그는 천연광석으로부터 특정한 금속을 채취한 후 남은 무기질 부산물이며, 철, 아연, 동을 제조하는 과정에서 철은 제선(고로) 슬래그와 제강(전로) 슬래그, 아연은 아연 슬래그, 동은 동제련 슬래그가 발생된다. 광물원석에서 구리를 제련하는 국내의 동제련 과정에서 산업부산물로 발생되는 동제련 슬래그는 연간 70여만 톤 정도이며, 주로 시멘트의 원료, 선박의 녹을 제거하는 샌드블라스팅용 등으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 동제련 슬래그를 천연골재 대체용 재료로 이용되는 것 외의 다른 건설재료로써의 그 가능성을 밝히고자 하였으며, 동제련 슬래그의 지반공학적인 활용 방안에 대하여 검토하였다. 동제련 슬래그에 대한 기본적인 물성시험 및 화학적 분석을 실시하고, 대상토인 해성 점토 및 육성 점토에 혼합하여 다양한 지반공학적인 시험을 실시하였다. 본 연구에 적용된 동제련 슬래그는 동의 제련 후 남은 철분과 석회석, 규석이 결합하여 생성된 물질을 용융상태에서 고압수에 의해 급냉·수쇄하여 세립화한 것이다. 다짐시험 결과, 동제련 슬래그가 첨가될수록 다짐특성이 개선되므로 도로공사시 노견토로의 활용이 가능할 것으로 사료되며, 일축압축시험 결과, 최대 강도인 동제련 슬래그의 혼합비 30%에서의 강도발현이 해성 점토에 비해서 크게 증진된 것은 아니므로, 동제련 슬래그를 첨가하는 경우, 강도의 급격한 변화가 없는 것으로 나타났다. 동제련 슬래그는 샌드 드레인 재료로 사용되는 모래의 입도 기준에 모두 만족하는 것으로 나타났으며, 샌드 매트용 JIS 및 한국 도로공사의 시방 기준을 만족하므로 샌드 매트용 재료로써 적합한 재료로 사료된다. 장기 시공시, 동제련 슬래그는 철강 슬래그에 비하여 수경성이 적으므로, 연직 배수재나 필터재, 샌드 매트용 재료로써 적합한 것으로 사료된다. 표준압밀시험 결과, 생석회와 동제련 슬래그를 첨가할수록 압축지수가 작아지는 경향을 보이고 있다. 이는 동제련 슬래그가 첨가될수록 간극비와 변형율의 변화가 작게 나타나 전체 압밀 침하량이 감소하게 되어 실제 지반개량에 효과가 있을 것으로 사료된다. C.B.R.시험 결과, 기층 및 보조기층 재료로써의 사용이 가능할 것으로 판단되며, 동제련 슬래그를 혼합함으로써 상당한 C.B.R.치의 증가를 얻을 수 있어 동제련 슬래그는 도로 건설용 재료로써 적용성이 좋은 재료임을 알 수 있다. 본 연구의 결과, 동제련 슬래그의 건설재료로써의 지반공학적 특성이 우수하며, 환경보전 및 자원절약, 그리고, 사회ㆍ경제적 측면에서의 이점으로 인해서 향후 건설부분에서 기존의 건설재료를 대체하는 재료로의 이용에 있어 그 활용성이 증대될 것으로 예상된다.
Copper slag is produced about 700,000 tons annually though copper refining process in Korea. In the paper, a laboratory investigation was carried out to estimate the geotechnical properties of copper slag and examine the feasibility of using the copper slag as a substitute for conventional construct...
Copper slag is produced about 700,000 tons annually though copper refining process in Korea. In the paper, a laboratory investigation was carried out to estimate the geotechnical properties of copper slag and examine the feasibility of using the copper slag as a substitute for conventional construction materials and the improvement of the soft clay deposit. The specific gravity of copper slag is 3.45, and pH is 7.83. And the size distribution of the copper slag is well graded, so usage of copper slag will be extended in Geotechnical engineering fields. In the Compaction test result, as mixed ratio of copper slag is increased, compaction property is improved. Therefore, copper slag is possible for using in the road construction. Copper slag has the permeability of 3.502×10^-2cm/sec, which is satisfied with the criterion of sand drainage materials.. At the same time, it is thought to be suitable material for sand mat since it meets JIS and Korea Highway Corporation of grain size distribution. The content of CaO from steel slag is about 40 percent while that of CaO from copper slag is about 5 percent. Based on this fact, copper slag has less hardening property compared to steel slag. Therefore, copper slag can be used as vertical drains, filters, and sand mats for improving the soft deposit. In the consolidation test result, as mixed ratio of copper slag, a change of void ratio and strain rate is small. Therefore, ground improvement is effective because total consolidation settlement is decreased. In the C.B.R. test result, as mixed ratio of copper slag, C.B.R. value is increased. Therefore, copper slag is a good road construction material.
Copper slag is produced about 700,000 tons annually though copper refining process in Korea. In the paper, a laboratory investigation was carried out to estimate the geotechnical properties of copper slag and examine the feasibility of using the copper slag as a substitute for conventional construction materials and the improvement of the soft clay deposit. The specific gravity of copper slag is 3.45, and pH is 7.83. And the size distribution of the copper slag is well graded, so usage of copper slag will be extended in Geotechnical engineering fields. In the Compaction test result, as mixed ratio of copper slag is increased, compaction property is improved. Therefore, copper slag is possible for using in the road construction. Copper slag has the permeability of 3.502×10^-2cm/sec, which is satisfied with the criterion of sand drainage materials.. At the same time, it is thought to be suitable material for sand mat since it meets JIS and Korea Highway Corporation of grain size distribution. The content of CaO from steel slag is about 40 percent while that of CaO from copper slag is about 5 percent. Based on this fact, copper slag has less hardening property compared to steel slag. Therefore, copper slag can be used as vertical drains, filters, and sand mats for improving the soft deposit. In the consolidation test result, as mixed ratio of copper slag, a change of void ratio and strain rate is small. Therefore, ground improvement is effective because total consolidation settlement is decreased. In the C.B.R. test result, as mixed ratio of copper slag, C.B.R. value is increased. Therefore, copper slag is a good road construction material.
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