• Geomechanics and Engineering
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• 제14권2호
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• pp.151-159
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• 2018

Annually, the global production of construction aggregates reaches over 40 billion tons, making aggregates the largest mining sector by volume and value. Currently, the aggregate industry is shifting from sand to hard rock as a result of legislation limiting the extraction of natural sands and gravels. A major implication of this change in the aggregate industry is the need for understanding rock fragmentation and energy absorption to produce more cost-effective aggregates. In this paper, we focused on incorporating dynamic rock and soil mechanics to understand the effects of loading rate and water saturation on the rock fragmentation and energy absorption of three different sandstones (Red, Berea and Buff) with different pore sizes. Rock core samples were prepared in accordance to the ASTM standards for compressive strength testing. Saturated and dry samples were subsequently prepared and fragmented via fast and dynamic compressive strength tests. The particle size distributions of the resulting fragments were subsequently analyzed using mechanical gradation tests. Our results indicate that the rock fragment size generally decreased with increasing loading rate and water content. In addition, the fragment sizes in the larger pore size sample (Buff sandstone) were relatively smaller those in the smaller pore size sample (Red sandstone). Notably, energy absorption decreased with increased loading rate, water content and rock pore size. These results support the conclusion that rock fragment size is positively correlated with the energy absorption of rocks. In addition, the rock fragment size increases as the energy absorption increases. Thus, our data provide insightful information for improving cost-effective aggregate production methods.

• Advances in environmental research
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• 제5권4호
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• pp.213-224
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• 2016

This paper presents a numerical model based on a UTCHEM simulator to simulate surfactant flushing process to remediate diesel contaminated sand column. For this purpose, we modeled remediation process under 10000 and 20000 ppm initial concentrations of diesel. Various percent-mass sodium dodecyl sulfate (SDS) considered in our model. The model results indicated that 0.3 percent-mass of SDS at 10000 ppm and 0.1 percent-mass of SDS at 20000 ppm initial diesel concentration had maximum removal perdition which is in agreement with the experiment results. For 10000 ppm diesel concentrations, the coefficient of determination ($R^2$) and index of agreement (IA) between the model result and the experimental data were 0.9952 and 0.9695, respectively, and for 20000 ppm diesel concentrations, $R^2$ and IA were 0.9977 and 0.9935, respectively. The sensitivity analysis of permeability illustrated that in all diesel concentrations and SDS percent-mass with increasing permeability the model resulted in more removal efficiency.

• 한국재료학회지
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• 제34권5호
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• pp.247-253
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• 2024

The separation of zirconium and hafnium using tributyl phosphate (TBP)-Dodecane extractants in nitric acid medium was performed. Zirconium oxychloride, used as extraction feed, was obtained from the synthesis of Kalimantan zircon sand concentrate smelted using NaOH. The extraction process was carried out by dissolving chloride-based metals in nitric acid media in the presence of sodium nitrate using TBP-Dodecane as an extractant. Some of the extraction parameters carried out in this study include variations in organic phase and aqueous phase (O/A), variations in contact time, and variations in nitric acid concentration. Extraction was carried out using a mechanical shaker according to the parameter conditions. X-ray fluorescence (XRF) was used for elemental (Zr and Hf) composition analysis of the aqueous solution. The results showed that zirconium was separated from hafnium at optimum conditions with an organic/aqueous ratio of 1:5, contact time of 75 min, and an HNO₃ concentration of 7 M. The resulting separation factor of zirconium and hafnium using TBP-Dodecane was 14.4887.

• Geomechanics and Engineering
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• 제20권6호
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• pp.537-546
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• 2020

Oil and natural gas reserves have been recognised abundantly in clayey rich rock formations in deep costal reservoirs. It is necessary to understand the sedimentary history of those reservoir rocks to well explore these natural resources. This work designs a group of laboratory experiments to mimic the physical process of the sedimentary clay-rich rock formation. It presents characterisation results of the physical properties of the artificial clayey rocks synthesized from illite clay, quartz sand and brine water by high-pressure consolidation tests. Special focus is given on the effects of illite clay content and high-stress consolidation on the physical properties. Multi-step loaded consolidation experiments were carried out with stress up to 35 MPa on mixtures constituting of the illite clay, quartz sand and brine water with five initial illite clay contents (w=85%, 70%, 55%, 40% and 25%). Compressibility and void ratio were characterised throughout the physical compaction process of the mixtures constituting of five illite clay contents and their water permeability was measured as well. Results show that the applied stress induces a great reduction of clayey rock void ratio. Illite clay contents has a significant influence on the compressibility, void ratio and the permeability of the physically synthesized clayey rocks. There is a critical illite clay content w=70% that induces the minimum void ratio in the physically synthesised clayey rocks. The SEM study indicates, in the high-pressure synthesised clayey rocks with high illite clay contents, the illite clay minerals are located in layers and serve as the material matrix, and the quartz minerals fill in the inter-mineral pores or are embedded in the illite clay matrix. The arrangements of the minerals in microscale originate the structural anisotropy of the high-pressure synthesised clayey rock. The test findings can give an intuitive physical understanding of the deep-buried clayey rock basins in energy reservoirs.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권10호
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• pp.921-932
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• 2010

본 연구는 하천의 골재채취 혹은 하천준설로 인하여 교란된 하천의 적응과정을 하도의 평면변화에 적합하도록 일반좌표계 상에서 흐름 및 하상변동을 모의할 수 있는 2차원 수치모형을 이용하여 파악하였다. 수치해석 기법으로는 흐름의 운동량 방정식에서 이류항은 CIP (Cubic Interpolated Pseudoparticle)법을 적용하였으며, 확산항은 중앙차분법을 적용하였다. 하천준설 혹은 골재채취에 의해 형성된 웅덩이는 초기에 웅덩이 상류 지점에서 급격한 두부침식이 발생하였다. 시간이 증가하면서 웅덩이는 상류에서 공급되는 유사에 의하여 되메워지고, 일정한 안식각을 유지하면서 거의 균일한 속도로 이동하였다. 웅덩이 하류에서는 하상저하가 지속되고 있다. 수치모의 결과는 이러한 과정을 잘 모의하였다. 하상경사가 급할 경우에, 웅덩이의 변화에 대하여 되메워지는 시간이 짧고, 웅덩이의 이동속도가 빠른 것을 보여주고 있으며, 수치모의 결과는 실내실험 결과에 잘 일치하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제6권1호
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• pp.29-34
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• 1997

산업 폐기물의 일종인 석회석 슬러지, 폐주물사, 석탄회 및 폐유리병을 고온에서 용융 슬래그화 하여 시멘트 원료로서의 활용 가능성을 검토하고자 하였다. 각 폐기물을 혼합한 후 용융처리하여 얻은 용융 슬래그는 $\beta$-$C_2$S(2CaO.$SiO_2$) 및 $C_2$AS(2CaO.$Al_2$$O_3$.$SiO_2$)의 2가지 상으로 구성되어 있다. 폐기물의 용융처리시 용융온도, 냉각속도 및 염기도 등을 변화시키면서 이들 요인이 $\beta$-$C_2$S상의 생성율에 미치는 영향을 조사하였다. 시멘트 원료로서 활용이 가능한 $\beta$-$C_2$S상의 함율을 높이기 위해서는 첫째 용융온도를 낮추어 용융슬래그의 제조에 필요한 최소한의 온도에서 용융시키고, 둘째 용융물을 고온에서 급냉시키며, 셋째 낮은 염기도를 갖도록 혼합물의 조성을 조절하는 것이 필요하다.

• 자원리싸이클링
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• 제5권1호
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• pp.3-8
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• 1996

석회석슬럿지, 폐주물사, 석탄회 및 폐유리병 등의 산업폐기물을 용융처리하여 시멘트 클링커 상의 일부인 $C_2$S(2CaO.$SiO_2$)를 얻고, 폐기물 원료의 배합비율을 변화시킬 때 각 폐기물의 최종 생성물에 미치는 영향을 조사하였다. 일정한 염기도를 갖도록 혼합된 폐기물을 $1370^{\circ}C$에서 용융 처리한 결과 $\beta$-C$_2$S 및 $C_2$AS(2CaO.$Al_2$$O_3$.$SiO_2$)상으로 이루어진 용융물을 얻을 수 있었고, 2가지 상의 분율은 폐기물 원료의 조합방법에 따라 변하였다. 직교배열표를 이용하여 각 폐기물의 함량이 최종 용융물의 상에 미치는 영향을 조사한 결과, $\beta$-$C_2$S 상의 분율을 증가시키기 위해서는 석탄회의 함량을 감소시키고 폐유리병의 함량을 증가시켜야 함이 밝혀졌다. 분산분석을 행한 결과 석탄회의 함량조절이 최종 용융물의 상을 조절하는데 있어서 가장 중요한 인자임을 알 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.136-143
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• 2006

순환잔골재의 고부가가치 활용촉진 및 이를 사용한 콘크리트구조물의 건조수축에 대한 내구성을 확보하기 위한 배합설계자료로 제시하고자 천연잔골재에 대한 고품질 순환잔골재의 대체율별 굳지 않은 콘크리트 성상 및 경화성상 그리고 건조수축특성등을 실험 실증적으로 검증하였다. 그 결과 고품질 순환잔골재를 사용한 콘크리트의 슬럼프, 공기량, 압축강도 및 인장강도는 대체율에 관계없이 유사한 수준을 보였으나, 구속 및 비구속상태에서의 건조수축특성은 큰 차이를 요였다. 구속 및 비구속상태에서 건조수축에 의한 변형량은 고품질 순환잔골재 대제율 30%까지는 천연잔골재만을 사용한 경우에 비해 오히려 건조수축에 대한 저항성이 우수한 것으로 나타났으며, 구조체 콘크리트용 잔골재로 고품질 순환잔골재를 30%까지 대체 사용하는 것이 유효하다는 것을 검증할 수 있었다. 반면, 고품질 순환잔골재 대체율이 50% 이상인 경우에는 천연잔골재만을 사용한 경우에 비해 구속 및 비구상태에서의 건조수축 저항성이 저하되는 것으로 나타났으며, 특히 고품질 순환잔골재 대체율 100%의 경우에는 건조수축에 의한 변형량이 다른 시험체에 비해 급격히 증가되어 구속상태에서 건조수축에 의한 균열발생 시점이 단축되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제29권1호
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• pp.14-27
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• 2024

빈사 상태의 대륙붕 사퇴와는 달리, 연안 사퇴는 활동성이 높으며 주변 해양환경변화에 민감하게 반응하기 때문에 해저지형변화의 관점에서 관심의 대상이다. 대산항에서 불과 5 km 떨어진 장안사퇴는 지난 20여 년 동안 격심한 해저지형변화를 겪어오고 있다. 이러한 해저지형변화의 원인을 밝히기 위해서는 사퇴의 특성을 이해하는 것이 중요하다. 이러한 맥락에서 이 연구는 장안사퇴와 주변해역의 퇴적물 분포 양상을 이해하고자, 그랩식 채니기를 사용하여 총 227점의 퇴적물을 획득하고 체질-피펫방식의 입도분석을 수행하였다. 또한 1997년의 입도자료와 비교를 통해 지난 25년 동안의 퇴적물 입도 변화를 조사하였다. 장안사퇴의 중심부는 평균 입도 2-3∅의 중립사 내지는 세립사로 이루어졌으며, 사퇴의 골은 -2-6∅의 자갈과 니사질역으로 구성된다. 사퇴의 능선 퇴적물은 양호한 분급의 정규분포를 보인 반면에 사퇴의 기저 퇴적물은 불량한 분급과 주로 자갈퇴적물에 소량의 세립 퇴적물이 혼합된 양(+)의 왜도를 나타낸다. 사퇴의 중심부 퇴적물은 소량의 잔자갈의 혼합된 음(-)의 왜도를 보인다. 1997-2021년 동안 장안사퇴의 퇴적물은 전반적으로 0.5∅정도 조립해진 것으로 보이며, 겨울철 고파랑의 영향으로 세립질 퇴적물이 제거되었거나 해사채취 시 부유사의 제거로 설명할 수 있다. 표층퇴적물의 공간분포 양상을 미루어 볼 때 잔류 자갈 위에 30 m에 달하는 사퇴 본체가 놓인 것으로 추정된다. 사퇴 비대칭성, 기저면의 노출과 재동이 심한 잔류 자갈의 존재는 장안사퇴가 퇴적물 공급이 충분하지 않음을, 따라서 침식 상태에 놓여 있음을 시사한다.

• Advances in concrete construction
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• 제4권3호
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• pp.221-230
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• 2016

This paper presents a preliminary study on the influence of laterite soil replacing conventional fine aggregates on the strength properties of GGBS-blended-concrete. For this purpose, GGBS-blended-concrete samples with 40% GGBS, 60% Portland cement (PC), and locally available laterite soil was used. Laterite soils at 0, 25, 50 and 75% by weight were used in trails to replace the conventional fine aggregates. A control mix using only PC, river sand, course aggregates and water served as bench mark in comparing the performance of the composite concrete mix. Test blocks including 60 cubes for compression test; 20 cylinders for split tensile test; and 20 beams for flexural strength test were prepared in the laboratory. Results showed decreasing trends in strength parameters with increasing laterite content in GGBS-blended-concrete. 25% and 50% laterite replacement showed convincing strength (with small decrease) after 28 day curing, which is about 87-90% and 72-85% respectively in comparison to that achieved by the control mix.