한국지반환경공학회 논문집 (Journal of the Korean GEO-environmental Society)

한국지반환경공학회 (Korean Geo-Environmental Society)
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비금속 광산 폐분의 공학적 특성 및 활용 가능성 분석

Evaluation of Engineering Characteristics and Utilization of Nonmetal Mining Waste Powder as Geo-Materials

  • 조진우 (한국건설기술연구원 Geo 인프라연구실) ;
  • 이용수 (한국건설기술연구원 Geo 인프라연구실)
  • 투고 : 2011.10.13
  • 심사 : 2011.11.16
  • 발행 : 2011.12.01
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초록

본 연구에서는 비금속 광산에서 원석을 채취하거나 가공하는 과정에서 발생되는 폐분의 공학적 특성 및 활용가능성을 평가하기 위하여 폐분재료에 대한 기본적인 물리적, 역학적 특성시험을 수행하였다. 이때 원석의 차이에 따른 폐분의 물리 역학적 특성을 비교하고자 석회석 폐분 2개, 백운석 폐분 1개에 대한 분석을 실시하였으며, 첨가제로 시멘트와 벤토나이트를 사용하였다. 또한, 일반적인 지반재료로 많이 사용되고 있는 기존의 화강풍화토를 대체할 재료로 폐분의 활용가능성을 평가하기 위하여 화강풍 화토와 폐분의 혼합비에 따른 다짐, 일축압축강도, 투수계수 특성시험을 실시하였다. 시험결과, 석회석 및 백운석 등의 비금속 광산폐분은 일반적인 쇄석골재 생산과정에서 발생되는 석분과 화학적 조성에서 큰 차이를 나타내었으며, 산화마그네슘(MgO)의 함량이 높은 백운석 폐분이 석회석 폐분보다 공학적 특성이 뛰어난 재료로 평가되었다. 화강풍화토에 대한 폐분의 혼합비가 증가할수록 다짐, 일축압축강도, 투수계수 특성이 향상됨을 확인할 수 있었다. 이와 같은 시험결과, 백운석 폐분은 물류비를 고려하여 현지의 화강풍화토와 적절히 혼합하여 사용한다면 매우 유용한 지반재료로 활용할 수 있는 재료로 평가되었다.

This paper aims to present the evaluation of engineering characteristics and reusing possibility of waste powders produced in dolomite and limestone nonmetal mining by physical and mechanical experiments on compaction, uniaxial compressive strength, permeability, chemical composition, and so on. Granite soil, 2 types of limestone waste powder, and 1 type of dolomite waste powder were used for main materials, and cement and bentonite were used for admixed materials in this experiments. The findings based on the experimental results are the severe difference of chemical composition of the dolomite & limestone waste powder and the crushed rock waste powder, and the outstanding of engineering characteristics of the dolomite waste powder with high content of MgO compared with the limestone waste powder. The engineering properties on compaction, uniaxial compressive strength, and permeability are enhanced with increase of admixed ratio of waste powder on granite soil. From the experimental results, it can be suggested that the dolomite waste powder admixed with in-situ granite soil is useful as geo-materials with considering of distribution costs.

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참고문헌

  1. 김경수, 송영석(2007), 도로 보조기층재로서 채석장 석분토의 재활용가능성 분석, 대한지질학회 논문집, Vol. 17, No. 2, pp. 279-287.
  2. 김도수, 이범재, 노재성(1998), 산업부산물을 재활용한 고강도 분말혼화재의 제조 및 콘크리트 적용 특성, 한국폐기물학회지, Vol. 15, No. 3, pp. 196-202.
  3. 김찬기, 정수훈, 조원범(2008), 폐석분 혼합토의 지반공학적 특성 및 활용에 관한 연구, 한국토목섬유학회 논문집, Vol. 7, No. 3, pp. 17-24.
  4. 남정만, 윤중만, 김기영, 김광일(2005), 현무암 석분슬러지를 이용한 차수재의 적합성에 관한 연구, 한국폐기물학회지, Vol. 22, No. 5, pp. 464-471.
  5. 마상준(2004), 석분을 이용한 터널 배면공동 뒤채움재 개발과 노후터널에서의 현장 적용성에 관한 연구, 대한토목학회논문집, Vol. 24, No. 1C, pp. 71-80.
  6. 문홍득, 김대만(2006), 관거의 기초 및 뒷채움재로 활용하기 위한 석분의 공학적 특성, 한국지반환경공학회 논문집, Vol. 7, No. 6, pp. 67-73.
  7. 이평구, 염승준, 홍세선, 김경수, 윤현수, 음철헌, 신성천, 김원영, 박성원, 강민주, 연구훈, 이욱종(2006), 석분토의 특성 및 활용방안을 위한 연구, 한국골재협회, p. 391.
  8. 정진섭, 송갑용, 안정현, 김태형(2007), 석재가공에서 발생한 석분슬러지의 아스팔트 콘크리트 채움재로의 활용, 대한토목학회논문집, Vol. 27, No. 4D, pp. 457-464.
  9. 정진섭, 이종천, 양극영, 소광호(2008), 석재 가공시 발생한 석분슬러지의 콘크리트 혼화재료로의 활용, 한국건축시공학회 논문집, Vol. 8, No. 6, pp. 83-89.
  10. 조진우, 이용수, 유준, 김세호(2006), 산업부산물을 이용한 저시멘트계 지반개량제의 강도 특성, 한국지반공학회 논문집, Vol. 22, No. 4, pp. 31-39.
  11. 한국건설기술연구원(1992), 성토재로서의 석탄회 이용방안 연구, 한국전력, pp. 10-25.
  12. 환경부(2007), 폐기물공정시험방법 개정, 환경부 고시 제2007-151호, p. 208.
  13. Caijun Shi and Robert L. Day(2001), Comparison of Different Methods for Enhancing Reactivity of Pozzolans, Cement and Concrete Research, Vol. 31, No. 5, pp. 813-818. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(01)00481-1
  14. Malhotra, S. K. and Dave, N. G.(1999), Investigation into the Effect of Addition of Flyash and Burnt Clay Pozzolana on Certain Engineering Properties of Cement Composites, Cement & Concrete Composites, Vol. 21, No. 4, pp. 285-291. https://doi.org/10.1016/S0958-9465(99)00006-2
  15. Li Dongxu, Shen Jinlin, Chen Yimin, Cheng Lin, and Xuequan (2000), Study of Properties on Fly Ash-slag Complex Cement, Cement and Concrete Research, Vol. 30, No. 9, pp. 1381-1387. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(00)00360-4
  16. Xinghua Fu, Wenping Hou, Chunxia Yang, Dongxue Li, and Xuequan wu(2000), Study on High-strength Slag and Fly Ash Compound Cement, Cement and Concrete Research, Vol. 30, No. 8, pp. 1239-1243. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(00)00312-4