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국내산업이 발전함에 따라서 산업부산물이 기하급수적으로 늘어가고 있으며, 대부분의 산업부산물은 매립되고 있어 환경보호와 자원재활용 차원에서 큰 문제로 대두되고 있다. 산업부산물중 미분탄 연소과정에서 발생하는 Bottom Ash는 전량 폐기되고 있어 막대한 처리비용과 함께 매립장의 부족 등 여러 가지 문제를 야기 하고 있어 Bottom Ash로 인한 환경적 문제를 해결하고, 폐기되고 있는 Bottom Ash를 재활용하고 시멘트와 모래의 대체를 위해 연구를 실시하였다. 본 연구는 화력발전소의 미분탄 연소 후 발생되는 Bottom Ash를 수거하여 이를 초미세분말로 만들고 Bottom Ash+보통포틀랜드 시멘트와 황토, 풍화토, Bentonite등을 각각의 비율로 혼합하고 기본물성시험, 화학시험, 역학시험 그리고 중금속용출시험 등을 실시하여 혼합비에 따른 최적의 배합비를 알아보고, 강도와 내구성을 평가하였다. 또한 환경오염에 대한 무해성을 검증한 뒤 그라우팅재로서 침투성을 분석하였다. 본 연구에서 사용한 Bottom Ash는 당진화력발전소의 Bottom Ash를 이용하였고, 기본 물성시험을 실시한 결과 비중이 2.32정도로 일반적인 흙보다 가볍고 액성한계와 ...

국내산업이 발전함에 따라서 산업부산물이 기하급수적으로 늘어가고 있으며, 대부분의 산업부산물은 매립되고 있어 환경보호와 자원재활용 차원에서 큰 문제로 대두되고 있다. 산업부산물중 미분탄 연소과정에서 발생하는 Bottom Ash는 전량 폐기되고 있어 막대한 처리비용과 함께 매립장의 부족 등 여러 가지 문제를 야기 하고 있어 Bottom Ash로 인한 환경적 문제를 해결하고, 폐기되고 있는 Bottom Ash를 재활용하고 시멘트와 모래의 대체를 위해 연구를 실시하였다. 본 연구는 화력발전소의 미분탄 연소 후 발생되는 Bottom Ash를 수거하여 이를 초미세분말로 만들고 Bottom Ash+보통포틀랜드 시멘트와 황토, 풍화토, Bentonite등을 각각의 비율로 혼합하고 기본물성시험, 화학시험, 역학시험 그리고 중금속용출시험 등을 실시하여 혼합비에 따른 최적의 배합비를 알아보고, 강도와 내구성을 평가하였다. 또한 환경오염에 대한 무해성을 검증한 뒤 그라우팅재로서 침투성을 분석하였다. 본 연구에서 사용한 Bottom Ash는 당진화력발전소의 Bottom Ash를 이용하였고, 기본 물성시험을 실시한 결과 비중이 2.32정도로 일반적인 흙보다 가볍고 액성한계와 소성지수는 N.P가 나왔다. 입도분석시험의 결과로 Groutability를 평가해본 결과 O.P.C와 Bottom Ash(분말)은 사질층에서 가는 모래 까지 주입이 가능하였다. 화학성분 분석시험을 실시하고, 그라우팅재의 환경오염 가능성에 대한 문제를 검증하기 위하여 중금속 용출실험을 실시하기위한 분석장비로 유도결합 플라즈마 발광분석기(ICP:Inductively Coupled Plasma Emission Spectroscopy )를 사용하였다. 화학분석시험 결과 SiO와 AlO가 전체 성분의 70%이상 차지하며 포졸란 반응에 의한 자경성 때문에 강도가 장기적으로 증가했다. 또한 중금속 시험결과 지정폐기물 기준에도 적합한 것으로 판정되었다. D 다짐시험을 통하여 Bottom Ash:O.P.C 비가 4:6이고, 황토, 풍화토가 6%일 때 최대건조밀도가 가장 높음을 알 수 있었다. 반면 Bentonite는 혼합량이 증가함에 따라 최대건조밀도가 감소하는 결과가 나타난다. 이는 황토와 풍화에 비해 상대적으로 비중이 작기 때문이고, 혼합량이 커짐에 따라 최적함수비의 증가하는 경향을 볼 수 있다. 또 Bentonite의 비표면적이 증가되어 물과 친화력이 커지고 흡수성이 증가하기 때문인 것으로 판단된다. Bottom Ash와 O.P.C를 각각의 비율로 혼합 후 양생시킨 뒤 압축강도를 측정한 결과 O.P.C양이 증가하고, 분말도가 높을수록 강도는 증가하였다. 이는 분말도가 높을수록 단위중량이 증가하고 포졸란 반응을 일으키는 SiO, AlO, CaO비가 높아지기 때문이다. Bottom Ash와 O.P.C의 내구성을 알아보기 위해서 동결・융해시험을 실시하였다. Lysimeter 속에서 -24℃로 동결, 4℃로 융해시킨 결과 동결융해 횟수가 증가할수록 강도는 감소하였고, O.P.C는 Bottom Ash를 혼합한 O.P.C에 비해 강도가 급격히 감소하였다. 이와 같이 Bottom Ash를 각각의 비율로 혼합한 결과 강도를 조절할 수 있고, O.P.C를 Bottom Ash로 40%치환하고, 황토와 풍화토를 6%로 치환 할 수 있어 경제적 효과를 얻을 수 있고, O.P.C가 갖고 있는 독성을 감소시켜 환경에 무해함을 검증하였다. 또한 급결제를 사용하여 Gel Time을 현장조건 및 주입목적에 따라 자유롭게 조절하고 급결제 사용시 염해방지와 차수성이 우수하다.

Abstract ▼ AI-Helper

Industrial waste are increased according as home industries grow, so the environmental problems occur rapidly. Bottom Ash, one of the industrial wastes, generated in combustion processing of coal powder fall into disuse, which causes a huge cost and lack of a reclaimed land fills. The purpose of ...

Industrial waste are increased according as home industries grow, so the environmental problems occur rapidly. Bottom Ash, one of the industrial wastes, generated in combustion processing of coal powder fall into disuse, which causes a huge cost and lack of a reclaimed land fills. The purpose of this study are to examine the proper mixing ratio of cement and Bottom Ash to recycle the Bottom Ash which is an one of the industrial waste, and to substitute Bottom Ash for ordinary portland cement (O.P.C) and sand. Bottom Ash was made into ultra powder after they collected from thermoelectric power plant. Then, Bottom Ash, O.P.C , Weathered soil (Hwangto), weathered granite soil, Bentonite and so forth was mixed at proper ratio to evaluate optimal mixture ratio, compressive strength, and durability through laboratory tests, chemical test and heavy metal leaching method. In addition, permeability was analyzed after verifying harmlessness of it toward environment. The Bottom Ash used in this study were collected from Dang-Jin Thermoelectric Power Plant. From the laboratory tests, it was found that Bottom Ash is lighter than typical soil with specific gravity of 2.32, and Plasticity index and Liquid limit was None Plastic. After evaluating the Groutability through soil classification, it was found that O.P.C and Bottom Ash were able to penetrated to thin soil foundation. After the chemical test, authors used ICP(Inductively Coupled Plasma Emision), which can perform heavy metal leaching method, to evaluate the possibility of environmental pollution caused by Grouting Material. The result of chemical analysis test show that SiO and AlO are occupied 70% of all component, and compressive strength is gradually increased due to Pozzolan Reaction. it was also found to fit waste standard. D compection test identified that is the highest when Bottom Ash to O.P.C ratio is 4:6 and Hwangto and weathered granite soil, comprises 6%. On the other hand, decreases as the mixture ratio increases. It is because specific gravity is relatively low compared to Hwangto and weathered granite soil. In addition, O.M.C tend to increase as the mixture ratio increases. The reason was found that appetence with water and absorbent increases. Bottom Ash and O.P.C were mixed at relative ratio, and measure compressive strength. The result of this test show that compressive strength increase as the amount of O.P.C and fineness increase, because increase and the proportion of SiO AlO and increases as fineness increases. To investigate the durability of Bottom Ash and O.P.C, authors performed freezing and melting test. From the test of freezing(at -24℃) and melting (at 4℃) test in Lysimeter, it found that compressive strength decrease, and the compressive strength of O.P.C decrease as the number of freezing and melting increased. In sum, compressive strength can be controlled by varying the ratio of Bottom Ash. Substituting O.P.C with 40% Bottom Ash and Hwangto and weathered granite soil at 6% has a desirable economic effect, which will decrease the toxicity of O.M.C. It was also found out through the heavy metal leaching method and using accelerator that it prevents damage from sea wind or bleeding. Bottom Ash could be used for grouting material due to its environmentally friendliness.

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