• 제목, 요약, 키워드: Bentonite

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Soil-Bentonite 혼합토의 강도 특성 (Strength Characteristics of Soil-Bentonite Mixture)

  • 김광일;신동훈;임은상;김기영
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • pp.844-851
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    • 2009
  • A soil mixture with low permeability and bentonite as an additive has been highly utilized as a cutoff material in landfills, banks, and dams. Even though it is anticipated that the water can seep through shear failures in the filter layer due to external loads and embankment loads during construction, usually only the coefficient of permeability of the soil mixture is considered rather than the changes of strength from the different amounts of additives. Therefore, the amount of bentonite was changed between 0%~4% in the soil mixture of the bed material to conduct a series of unconfined compressive strength, tensile strength, and shear strength tests on a specimen in order to study the characteristics of the strength. In the result, the unconfined compressive and tensile strength were increased along with the increased amount of bentonite in the low water content; however, the tensile strength in the consolidated-drained shear test generally showed similar values without significant changes.

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오염지역 차폐용 슬러리월 재료와 침출수의 반응 특성 (The Compatibility of Slurry Wall Materials with Leachate for Cut -off of Contaminated Sites)

  • 이용수;정하익
    • 한국지반공학회지:지반
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    • v.13 no.2
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    • pp.9-16
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    • 1997
  • 본 논문은 오염지역 또는 폐기물 매립지의 오염 차단용으로 사용될 수 있는 연직차폐기술을 연구하였다. 이를 위하여 슬러리월 재료에 대한 투수 및 화학반응실험을 통하여 적절한 배합비를 갖은 흙-벤토나이트, 시멘트-벤토나이트, 시멘트l플라이애쉬-벤토나이트, 플라스틱 콘크리트 혼합재료를 제시하였다. 벤토나이트 슬러리의 침출수 반응성 실험결과, 화학물질의 영향에 의하여 벤토나이트 슬러리가 국부적으로 응집이 이루어지고, 슬러리 현탁액이 제대로 형성되지 않는 현상이 발생하였다. 뒤채움재의 투수시험 결과, 시멘트-벤토나이트. 플라스틱 콘크리트, 흙-벤토나이트 순으로 투수 계수가 작게 나타났으며, 침출수와의 반응실험결과, 투수성은 약간 증가하는 것으로 나타났으나 큰 영향은 없는 것으로 나타났다.

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고준위 방사성폐기물 처분장에서 벤토나이트 완충제에 대한 열-수리-화학 작용 개념 모델링 (Conceptual Modeling Coupled Thermal-Hydrological-Chemical Processes in Bentonite Buffer for High-Level Nuclear Waste Repository)

  • 최병영;류지훈;박진영
    • 방사성폐기물학회지
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    • v.14 no.1
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    • pp.1-9
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    • 2016
  • In this study, thermal-hydrological-chemical modeling for the alteration of a bentonite buffer is carried out using a simulation code TOUGHREACT. The modeling results show that the water saturation of bentonite steadily increases and finally the bentonite is fully saturated after 10 years. In addition, the temperature rapidly increases and stabilizes after 0.5 year, exhibiting a constant thermal gradient as a function of distance from the copper tube. The change of thermal-hydrological conditions mainly results in the alteration of anhydrite and calcite. Anhydrite and calcite are dissolved along with the inflow of groundwater. They then tend to precipitate in the vicinity of the copper tube due to its high temperature. This behavior induces a slight decrease in porosity and permeability of bentonite near the copper tube. Furthermore, this study finds that the diffusion coefficient can significantly affect the alteration of anhydrite and calcite, which causes changes in the hydrological properties of bentonite such as porosity and permeability. This study may facilitate the safety assessment of high-level radioactive waste repositories.

A new method to predict swelling pressure of compacted bentonites based on diffuse double layer theory

  • Sun, Haiquan
    • Geomechanics and Engineering
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    • v.16 no.1
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    • pp.71-83
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    • 2018
  • Compacted bentonites were chosen as the backfill material and buffer in high level nuclear waste disposal due to its high swelling pressure, high ion adsorption capacity and low permeability. It is essential to estimate the swelling pressure in design and considering the safety of the nuclear repositories. The swelling pressure model of expansive clay colloids was developed based on Gouy-Chapman diffuse double layer theory. However, the diffuse double layer model is effective in predicting low compaction dry density (low swelling pressure) for certain bentonites, and invalidation in simulating high compaction dry density (high swelling pressure). In this paper, the new relationship between nondimensional midplane potential function, u, and nondimensional distance function, Kd, were established based on the Gouy-Chapman theory by considering the variation of void ratio. The new developed model was constructed based on the published literature data of compacted Na-bentonite (MX80) and Ca-bentonite (FoCa) for sodium and calcium bentonite respectively. The proposed models were applied to re-compute swelling pressure of other compacted Na-bentonites (Kunigel-V1, Voclay, Neokunibond and GMZ) and Ca-bentonites (FEBEX, Bavaria bentonite, Bentonite S-2, Montigel bentonite) based on the reported experimental data. Results show that the predicted swelling pressure has a good agreement with the experimental swelling pressure in all cases.

Improving the permeability and adsorption of phenol by organophilic clay in clay liners

  • Heidarzadeh, Nima;Parhizi, Paria
    • Environmental Engineering Research
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    • v.25 no.1
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    • pp.96-103
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    • 2020
  • The aim of this study is to investigate the effect of five different combinations including: sand 70%, bentonite 30% (S70B30)- sand 80%, bentonite 20% (S80B20)- sand 80%, organophilic 20% (S80M20)- sand 60%, bentonite 20%, organophilic 20% (S60B30M20) and sand 75% - bentonite 15% - organophilic 10% (S75B15M10) on landfill linear structure in order to decrease phenol leaching. Hydraulic conductivity and adsorption behavior of the samples were investigated. The results demonstrated that the lowest hydraulic conductivity coefficient ($1.16{\times}10^{-11}{\frac{m}{s}}$) was obtained for S70B30. Furthermore, adding more than 20% of bentonite had no significant effect on reducing permeability. Moreover, Freundlich isotherm was introduced as the best model explaining adsorption behaviour due to its highest determination coefficient (0.945). The best samples for adsorption capacity of phenol and for both permeability and adsorption are S80M20 and S60B30M20, respectively. Although the presence of bentonite was effective in reducing hydraulic conductivity, organic clay had no considerable impact on reducing permeability. Though, it's an exceptional role in adsorbing organic contaminants including phenol cannot be ignored. To meet all regulatory constraints, the optimal compound is made up of 10.2% of bentonite and 2.8% of organophilic clays with a minimized cost of 13.64 ($/ton).

Hydraulic behaviour of dune sand-bentonite mixtures under confining stress

  • Gueddouda, M.K.;Lamara, M.;Abou-bekr, N.;Taibi, S.
    • Geomechanics and Engineering
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    • v.2 no.3
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    • pp.213-227
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    • 2010
  • Compacted layers of sand-bentonite mixtures have been proposed and used in a variety of geotechnical projects as engineered barriers for the enhancement of impervious landfill liners, cores of zoned earth dams and radioactive waste repository systems. This paper presents a study on the valorization of local materiel such as dune sand from Laghouat region and mine bentonite intended for the realization of liner base layers in the conception of insulation barriers for hazardous waste centers. In the practice we try to get an economical mixture that satisfies the hydraulic and mechanical properties specified by regulation rules. The effect of the bentonite additions on the mixture is reflected by its capability of clogging the matrix pores upon swelling. In order to get an adequate dune sand-bentonite mixture, an investigation on hydraulic and mechanical behaviours is carried out in this study for different mixtures. Using oedometer test, the adequate bentonite addition to the mixture, which satisfies the conditions on permeability, is found to be around 12% to 15%. These results are also confirmed by direct measurement using triaxial cell.

Ag2O를 첨가한 압축 벤토나이트에 대한 요오드 이온의 확산 특성 관찰 (An Investigation of Diffusion of Iodide Ion in Compacted Bentonite Containing Ag2O)

  • 임성팔;이지현;최희주;최종원;이처경
    • 방사성폐기물학회지
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    • v.9 no.1
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    • pp.33-40
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    • 2011
  • [ $Ag_2O$ ] 첨가한 압축 벤토나이트에 대하여 관통 확산법으로 요오드 이온의 이동 특성을 관찰하였다. $Ag_2O$를 첨가하지 않은 압축 벤토나이트와 마찬가지로 $Ag_2O$를 첨가한 압축 벤토나이트에서도 요오드 이온은 확산에 의하여 이동하는데, $Ag_2O$를 첨가한 압축 벤토나이트는 $Ag_2O$를 첨가하지 않은 압축 벤토나이트에 비하여 요오드 이온의 초기 누출 시간이 지연되는 것으로 나타났다. $Ag_2O$를 첨가한 압축 벤토나이트에서 요오드 이온의 초기 누출 시간 지연은 확산 용액으로 순수 요오드 이온 수용액을 사용하였을 때 뿐만 아니라 0.1 M NaCl-요오드 이온 수용액을 사용하였을 때에도 관찰되었다. 또한 $Ag_2O$를 첨가한 압축 벤토나이트의 겉보기 확산 계수는 $Ag_2O$를 첨가하지 않은 압축 벤토나이트의 겉보기 확산 계수보다 낮은 값을 나타내었다. $Ag_2O$를 첨가하지 않은 압축 벤토나이트의 유효 확산 계수는 기존 문헌에 보고된 값과 거의 일치하는 결과를 얻었으며, $Ag_2O$를 첨가한 압축 벤토나이트에서 요오드 이온의 유효 확산 계수는 $Ag_2O$ 첨가에 따라 대체적으로 감소하는 경향을 나타내었다.

폐기물매립지 침출수 누출방지용 벤토나이트 복합라이너 개발 (Development of Bentonite Composite Liners for Landfill Sites)

  • 최우진;이원영;진성기;하헌중;김두영
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • pp.73-76
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    • 1999
  • Soil-bentonite mixtures are frequently used as impervious for waste disposal sites. In the present work, bentonite composite liner systems(BCL) have been developed by utilizing Korean zeolitic bentonites. The geomechanical properties of the liner systems, such as strength, hydraulic conductivity, etc. have been studied. The laboratory and field test results are also be presented.

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수정 fluid loss 시험을 이용한 연직 차수벽에 생성된 벤토나이트 필터케익 특성 평가 (Characteristics of Bentonite Filter Cake on Vertical Cutoff Walls Evaluated by Modified Fluid Loss Test)

  • 웽테바오;박문석;임지희;최항석;한신인
    • 한국지반공학회논문집
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    • v.27 no.2
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    • pp.53-62
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    • 2011
  • 연직 차수벽 시공 시, 벤토나이트 슬러리는 토양층으로 여과되면서 차수벽의 측벽 표면에 필터케익 층을 형성하고 이렇게 형성된 필터케익은 차수벽의 자체 투수계수보다 매우 낮은 값을 갖는다. 본 연구에서는 수정 fluid loss 시험을 수행하여 다양한 작용압력 하에서 슬러리월 시공현장에서 주로 사용되는 세 가지 종류의 벤토나이트로 형성된 필터케익의 투수계수를 평가하였다. 수정 fluid loss 시험에서는 일반적인 연직 차수벽 시공 조건을 반영하기 위해 중량비 4, 6, 8% 농도의 벤토나이트 슬러리를 적용하였다. 벤토나이트 필터케익의 투수계수를 예측하기 위해 수정 fluid loss 시험 결과를 기존에 제안된 두 가지 방법을 이용하여 해석하였다. 본 연구결과로부터 평가된 세 가지 벤토나이트 필터케익의 투수계수는 $2.15{\times}10^{-11}m/s$$2.88{\times}10^{-10}m/s$ 범위로 이는 일반적인 연직차수벽 뒤채움재의 설계값 보다 10-1000배 가량 작음을 알 수 있다. 또한, 필터케익 내 응력분포와 필터케익의 두께가 각 조건에 대해 비교되었다.

영일 지역 제올라이트질 벤토나이트의 광물특성 및 생성환경 (Mineralogical Characteristics and Genetic Environment of Zeolitic Bentonite in Yeongil Area)

  • 노진환;고상모
    • 한국광물학회지
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    • v.17 no.2
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    • pp.135-145
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    • 2004
  • 영일 지역에서는 제올라이트 광물들을 상당량(대개 5% 이상) 함유하는 제올라이트질 벤토나이트가 밝은 색조를 띠고 1 m 미만의 두께를 이루며 흔히 산출된다. 이 같은 벤토나이트는 제올라이트 층과 밀접한 층준 접촉관계를 이루며 주로 장기층군의 눌대리응회암층과 함탄층에 부존된다. 이벤토나이트는 곳에 따라 층리와 비조화적 관계를 이루며 산출되기도 한다. 제올라이트질 벤토나이트의 주성분 광물인 몬모릴로나이트는 제올라이트 광물로서 대부분 클리놉틸로라이트와 공생관계를 이룬다. 그렇지만 보다 규질인 벤토나이트의 경우에는 모오데나이트, 상대적으로 $SiO_2$ 함량이 낮은 벤토나이트에서는 휼란다이트를 수반하기도 한다. 모오데나이트가 수반될 경우에는 단백석이 많이 함유되는 것이 특징이다. 주사전자현미경 관찰에 의하면, 제올라이트질 벤토나이트에서는 이들 변질 광물들, 특히 몬모릴로나이트와 제올라이트 광물들이 서로 미세분대되지 않고 대개 혼재되는 양상을 보이는 것이 특징이다. 제올라이트질 벤토나이트는 비교적 규산 성분이 농집된 공극수 조건과 pH의 오르내림이 반복되는 알칼리 환경 하에서 생성된 것으로 여겨진다. 또한 이 벤토나이트는 제올라이트를 함유하지 않는 통상적인 벤토나이트에 비해서 전반적으로 높은 희토류 원소 함유도를 나타낸다. 제올라이트질 벤토나이트의 이 같은 화학적 특징은, 산출상태 및 광물상에서의 특징과 더불어, 이벤토나이트의 성인을 단순히 속성작용의 결과로만 해석하기 어렵고 일부 벤토나이트들에 대해서는 열수변질에 의한 영향을 배제할 수 없음을 시사하는 것으로 여겨진다.