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이산화탄소 포집광물을 활용한 심층혼합처리용 Soil-Cement의 품질 특성에 관한 실험적 연구
An Experimental Study on the Quality Characteristics of Soil-Cement for Deep Mixing Method Using Carbon Capture Minerals(CCM) 원문보기

Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute = 한국건설순환자원학회 논문집, v.8 no.2, 2020년, pp.153 - 160  

정우용 (뉴저스트 연구개발팀) ,  주향종 (칠성건업 영업팀) ,  오성록 (세명대학교 건설공학부) ,  최연왕 (세명대학교 토목공학과)

초록
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본 연구에서는 이산화탄소 포집광물을 심층혼합처리용 Soil-cement로 활용하기 위하여 최적 Soil-cement의 배합비를 도출하였으며, 이산화탄소 포집광물이 혼합된 Soil-cement의 품질특성을 평가하였다. 이산화탄소 포집광물은 슬러리 형태로 발생되며, 함수량 평가결과, 약 50%로 나타났다. 따라서, Soil-cement의 배합시 단위수량에서 이산화탄소 포집광물의 함수량을 제외하였다. 이산화탄소 포집광물 활용 Soil-cement를 현장토에 대하여 현장배합을 실시한 결과 재령 28일 기준 3.0MPa 이상을 나타냄으로써 설계 허용지지력 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 이산화탄소 포집광물의 유해성 검증을 실시한 결과 구리(Cu)의 경우 0.055mg/L 검출되었지만 허용기준치에 만족하였으며, 이 외의 유해 물질은 용출되지 않은 것으로 분석되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the optimum ratio of soil-cement was derived to utilize carbon capture minerals(CCM) as soil-cement for deep mixing method, quality characteristics of soil-cement mixed with carbon capture minerals were evaluated. The CCM is generated in the form of a slurry, and as a result of evalua...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 점차 대규모로 발생될 경우 처리방안이 없는 실정이기 때문에 이에 대한 해결이 요구되고 있는 실정이다(Daewoo E&C 2017). 따라서 본 연구에서는 배출 가스 저감 기술인 CCU 기술을 활용해서 포집한 부산물인 이산화탄소 포집광물을 건설재료로 재활용하기 위하여 연약지반 개량을 위한 심층혼합처리용 Soil-Cement로 활용하고자 하였다. 본 연구결과를 통하여 이산화탄소를 영구히 저장하는 동시에 기존 연약지반 개량제의 사용량을 절약하여 직ㆍ간 접적인 이산화탄소 발생량을 감축시키고 건설시장의 경제성도 확보할 수 있는 기술을 개발하기 위하여 이산화탄소 포집광물을 활용한 심층혼합처리용 Soil-Cement의 품질 특성을 평가하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 배출 가스 저감 기술인 CCU 기술을 활용해서 포집한 부산물인 이산화탄소 포집광물을 건설재료로 재활용하기 위하여 연약지반 개량을 위한 심층혼합처리용 Soil-Cement로 활용하고자 하였다. 본 연구결과를 통하여 이산화탄소를 영구히 저장하는 동시에 기존 연약지반 개량제의 사용량을 절약하여 직ㆍ간 접적인 이산화탄소 발생량을 감축시키고 건설시장의 경제성도 확보할 수 있는 기술을 개발하기 위하여 이산화탄소 포집광물을 활용한 심층혼합처리용 Soil-Cement의 품질 특성을 평가하였다.
  • 본 연구에서는 CCM을 활용한 Soil-cement 품질특성을 평가하기 위하여 문헌 및 기존 실험 자료(Kim 2007; Nam 2012; Yun 2017; Yoo 2011; American Concrete Institute Committee 229 2002)를 바탕으로 OPC 사용비율을 20 및 30%로 결정하였다.
  • 본 연구에서는 배출 가스 저감 기술인 CCU 기술을 활용해서 포집한 부산물인 이산화탄소 포집광물을 Soil-cement로 활용하기 위한 기초연구의 일환으로 이산화탄소 포집광물 활용 Soil-cement의 품질특성을 평가하였으며, 유해성 검증을 실시한 결과, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
산업화로 인한 온실가스 배출 증가의 결과는 무엇인가? 산업화로 인한 온실가스 배출 증가는 지구 지표 온도 증가, 해수면 상승, 이상기후 발생 등과 같은 기상이변을 초래하고 있다. ‘기후변화에 관한 정부 간 패널’(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) 보고서에 따르면 1880-2012년까지의 기간 동안 0.
CCM 활용 Soil-cement의 유해성 검증결과를 말하라 Table 7은 CCM 활용 Soil-cement의 유해성 검증결과를 나타낸 것이다. Table 7의 결과 구리(Cu)의 경우 0.055mg/L 검출되었으나, 허용기준치에 만족하였으며, 외의 유해 물질은 용출되지 않은 것으로 나타났다. 따라서 용출실험의 모든 항목에 적합한 것으로 나타나, CCM을 Soil-cement로 활용하더라도 환경 영향에 문제가 없는 것으로 분석되었다.
CCS와 비교하여 CCU 기술에 장점은 무엇인가? 이에 따라 최근 CCS 기술의 단점을 보완한 이산화탄소 활용기술 (Carbon Capture&Utilization, 이하 CCU로 약함) 개발에 대한 중요성이 부각되고 있다(Kwon 2016). CCS 기술과 비교하여 CCU 기술의 특징은 종래 CCS 기술이 이산화탄소 저감을 위한 포집공정과 처리를 위한 수송, 압축 및 저장 공정 등이 필요한 반면, CCU 기술은 연소 배가스 중의 이산화탄소를 산업적인 용도로 직접 활용하기 때문에 CCS 기술에서와 같은 저장을 위한 일련의 공정이 불필요하다는 점이 장점이다(Lee 2017). CCU 기술을 통하여 포집된 이산화탄소를 유용한 자원으로 재활용이 가능하고 관련 분야 연구가 활발히 진행되고 있다(Baek 2016; Sim 2016; Kim and Park 2017).
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참고문헌 (17)

  1. American Concrete Institute Committee 229 (2002). ACI 229R-94, Report-Controlled Low Strength Materials(CLSM), 16(7), Concrete International. 

  2. Baek, J.I. (2016). Global trend of $CO_2$ capture technology development, KEPCO Journal on Electric Power and Energy, 2(2), 143-165 [in Korean]. 

  3. Daewoo E&C (2017). Development of $CO_2$ Capture and Mass Storage Technology through Direct Reaction of Power Generation Emissions, Annual Report of Korea Institute of Energy Research [in Korean]. 

  4. Kim, H.J., Park, C.J. (2017). Adsorption characteristics of activated carbon for the development of carbon dioxide capture and storage(CCS) technology, Proceeding of the Korean Institute of Industrial Engineer, 5613-5613 [in Korean]. 

  5. Kim, S.G. (2007). A Study of Engineering Characteristics of Soil-Cement, Master's Thesis, Chonnam National University, Korea [in Korean]. 

  6. Ko, M.H., Jung, S.K., Lee, S.E. (2019). Understanding the EU Climate Change Policy, PAKYOUNGSA Co., Ltd., Seoul [in Korean]. 

  7. Kwon, Y.K. (2016). Review of $CO_2$ storage projects and driving strategy of $CO_2$ storage program in Korea, Journal on Electric Power and Energy, 2(2), 170-176 [in Korean]. 

  8. Lee, S.J. (2015). Legal issues related to carbon dioxide capture and storage - focusing on carbon dioxide capture -, Journal of the Korean Environmental Law Assocation, 37(1), 249-289 [in Korean]. 

  9. Lee, Y.R. (2017). A Study on Plans for Commercializing the Domestic Carbon Capture and Storage Technology, Master's Thesis, Hanyang University, Korea [in Korean]. 

  10. Nam, S.K. (2012). Characteristics of Unconfined Compressive Strength of Soil Mixed Stiffness Material for Recycling of Dredged Clay, Master's Thesis, Kyungpook National University, Korea [in Korean]. 

  11. Oh, S.D. (2009). Compressive Strength 20-80MPa Secured at Room Temperature(http://www.ctman.kr/news/651), Construction Technology News [in Korean]. 

  12. Park, S.D. (2009). Special planning, $CO_2$ capture technology, News & Information for Chemical Engineers, 27(2), 143-143 [in Korean]. 

  13. Park, S.D. (2009). $CO_2$ Capture and Storage Technology, Special Article of the Physics & Tecnology [in Korean]. 

  14. Sim, J.G. (2016). Current status of CCU technology development, KEPCO Journal on Electric Power and Energy, 2(4), 517-523 [in Korean]. 

  15. United Nations Environment Program Korea. (2002). Kyoto Protocol, UNEPPress, 12-18 [in Korean]. 

  16. Yun, Y.H. (2017). Development of Eco-Friendly Solidification Agent for Improving Engineering Properties of Clay Ground, Ph.D Thesis, Chungbuk National University, Korea [in Korean]. 

  17. Yoo, G.M. (2011). Strength and Permeability Characteristics of Soil Solidified with Agents Made of Industrial By-products, Master's Thesis, Chonnam National University, Korea [in Korean]. 

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