• 한국세라믹학회지
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• 제52권2호
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• pp.150-153
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• 2015

Recently, research on geopolymeric concrete that does not use cement as a binder has been actively investigated. Geopolymeric concrete is cement-free concrete. Masato, ocher and/or soil has been solidified into geopolymeric concrete by the reaction of specifically modified silicate as an alkali activator and inorganic binding materials such as blast furnace slag, fly ash or meta-kaolin, which is cured at room temperature to exhibit high compressive strengths. Based on the results, this study shows how geopolymeric concrete that uses specifically modified silicate and inorganic binding materials is implemented as eco-cement with no cement.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.19-26
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• 2012

본 연구에서는 산업부산물 중 고로슬래그를 기본 재료로 바이패스 더스트(Bypass dust), 플라이애쉬와 인산석고를 자극제로 활용하고 원료들 간의 화학적 상호작용을 이용하여 개발된 지반 고화제의 개량효과를 판단하기 위하여 화강풍화토 및 준설된 해성점토에 다양한 혼합비로 혼합하여 기본 물성실험과 일축압축실험을 실시하였다. 화강풍화토와 혼합하여 실험한 결과, 인산석고를 자극제로 활용한 B-2고화제가 바이패스 더스트를 자극제로 활용한 B-1고화제에 비해 우수한 강도를 발현하였다. 화강풍화토에 5~7%의 무게비로 혼합된 B-1 및 B-2고화제는 일반 포트랜트 시멘트(OPC)에 비해 44%~60%의 강도를 발현시키나 원료가 산업부산물이므로 특별히 높은 강도를 요구하지 않는 지반구조물에 사용된다면 시멘트뿐 아니라 현재 국내에서 판매되는 고화제에 비해 경제적인 것으로 판단된다. 또한 해성준설토에 5~14%로 혼합하여 실험한 결과, 양생일 및 혼합비 증가에 따라 혼합토의 강도는 증가하며 B-1 고화제의 경우 양생일에 대해 선형적으로 증가하여 14% 혼합비에서 28일 양생일의 일축압축강도가 OPC혼합토에 비해 40%의 강도를 보이나 B-2는 양생일에 대해 비선형적으로 증가하여 OPC 혼합토 대비 133%로 매우 큰 강도를 발현하였다. 한편 B-1혼합토와 B-2혼합토의 변형계수는 $E_{50}=(20{\sim}47)_{qu,28}$ 범위인 것으로 나타나 OPC 혼합 준설토의 하한계 값에 가까운 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제22권6호
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• pp.112-119
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• 2017

In this study, the availability of cow manure as raw material for solid fuel production was investigated. Since the water content of the cow manure was too high, it was dewatered using a laboratory hydraulic compressure ($11.3kg/cm^2$). The moisture content of the cow manure decreased from 82.01% to 73.36 wt.%. The dewatered cow manure was homogenized by the experimental apparatus and then put into the rotating cylindrical apparatus. From the consecutive processes, the cow ball-shaped pellet which size ranged from 3.0 to 25.0 mm was produced. The major factor for making palletized fuel from cow manure was the moisture content. Based on the experimental data, the moisture content of cow manure for pelletizing cow manure was identified as 65~75 wt.%. When the moisture content of the cow manure was lower than 30 wt.%, the diameter of the pellets maded from cow manure was smaller than 3 mm. On the other hand, when the water content of the cow manure was higher than 75 wt/%, the diameter of the processed pellets tended to be larger than 25 mm. The characteristics of the processed cow manure pellets was analyzed to be in accordance with the livestock solid fuel quality standard. The pyrolysis characteristic of the pellet was analyzed by raising the heating temperature of the experimental equipment from 200 to $900^{\circ}C$. The mass change between of 20 and $130^{\circ}C$ corresponds to the amount of moisture contained in the cow manure. The amount of moisture was about 15% of the total weight of cow manure samples. The cow manure pellet was thermally stable up to $280^{\circ}C$. It can be interpreted that combustion of cow manure pellet does not occur until the surface temperature reaches $280^{\circ}C$. The mass change of pellet between of 280 and $450^{\circ}C$ was considered to be due to the vaporization of volatile organic compounds (VOCs) present in the cow manure pellet. The maximum production of VOCs was showed near $330^{\circ}C$.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.533-536
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• 2008

최근 농촌의 생활환경 개선 및 소득기반 조성을 위한 문화마을, 밭 기반 정비사업의 도로포장사업에서는 토양 고형화를 이용한 기계화 경작로 시공이 이루어지고 있다. 기계화 경작로 포장은 도로로서의 기능을 장기적으로 유지할 수 있는 소요강도 및 내구성을 확보할 수 있어야 하며, 금후 추진될 사업량에 대비하여 경제성, 내구성, 유지관리의 용이성, 환경 친화성 등을 만족시킬 수 있는 공법의 개발이필요하다. 본 연구는 이러한 농어촌 기계화 경작로를 대상으로 속경성이며, 수화 특성이 우수한 인산염 마그네시아 시멘트의 토양 고화재로서의 적용여부에 대해 연구하였다. 연구 결과 인산염 마그네시 시멘트 배합은 인산염 마그네시아(MAP:MgO)의 배합이 4 : 6에서 W/B = 50 wt%일 때 14MPa로 가장 큰 압축강도와 높은 수화열 특성을 나타냈으며, 대상토-고화재 동결융해 저항성 실험 결과, 인산염마그네시아 시멘트(MAP:MgO=4:6), W/B=50wt%를 기준으로 치환시료(점성토:표준사=4:6, 3:7) 배합이가장 우수하였으며, 인산염 마그네시아 시멘트(MAP:MgO=4:6):대상토의 비율이 4:6과 5:5 배합이 동결융해 후의 압축강도 값이 7.0 MPa 이상으로써 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.35-40
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• 2011

제철소에서 용강을 제조할 때에 사용되는 전로(Converter)나 레이들(Ladle) 등의 노체용 내장 내화물로 마그네시아-카본벽돌이 많이 사용되고 있다. 그러나 이렇게 사용되고 있는 마그네시아-카본 벽돌의 경우 교체 이후 전량폐기되고 있다. 이렇게 폐기되는 폐 마그네시아-카본 벽돌을 분쇄하여 활성화재를 이용한 연약지반 및 오염지반의 고화재로 사용함으로써 연약지반 및 오염지반의 고형화를 통하여 연약지반의 강성증가와 함께 오염지반에서 발생하는 중금속 및 기타 유해물질의 용출에 대한 안정화에 영향을 미칠 것으로 판단된다. 본 논문에서는 폐 마그네시아-카본을 이용한 연약지반의 강도 증가에 대한 내용에 대하여 나타내었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.5-12
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• 2024

현재 저수지 제체의 차수성 및 안전성 확보를 위해 약액을 저압으로 주입하여 제체 손상을 최소화하는 그라우팅 공법이 보편적으로 사용되고 있으나, 내구성 확보와 체계적인 고화재의 배합비 결정방법이 정립되어 있지 않은 문제들이 있다. 본 연구에서는 원지반과 고화재를 다양한 중량비율로 교반·혼합하였을 경우 혼합체의 투수계수와 강도를 실내시험을 통해 확인하였으며, 시험결과들의 분석을 통해 최적 배합비를 제안하였다. 실내실험을 위한 공시체는 고화재의 배합량을 고려하여 제작하였다. 투수시험용 공시체는 사질토와 점성토 별 고화재 배합량 1.5kN/m³에 대해 제작하였으며, 투수시험 결과 차수 성능이 확보되어 각종 설계기준을 만족하는 것을 확인하였다. 강도시험을 위한 공시체는 점성토의 경우 5가지, 사질토는 3가지 배합비로 각각 3개 총 24개의 시편을 제작하였으며, 시험 결과 사질토와 점성토 모두 배합량 2.0kN/m³ 이하에서는 일축압축강도가 재령일이 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 따라서 현장에 적용되는 최적의 배합비는 고화재 배합량을 1.5kN/m³ 및 2.0kN/m³으로 결정하였다. 또한 현재 운영 중인 노후 저수지 개보수사업 설계사례를 대상으로 실험성과를 반영한 수치해석을 실시한 결과 저수지 제체의 차수 및 안전성 증대 효과를 확인하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권1호
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• pp.102-111
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• 2013

A novel MgO-based binder was developed and applied to treat the anoxic sediment that was collected from Seonakdong river, Korea and was contaminated with heavy metals. The treated sediment was evaluated by measuring compressive strength, expansion, leaching of heavy metals and storage characteristics for $CO_2$. Initially, an optimal blending ratio of lime (L)/fly ash (FA)/blast furnace slag (BFS) that was to be mixed with MgO was screened to be $L_{0.3}-FA_{0.1}-BFS_{0.6}$. Long-term strengths of the sediments that were treated by various mixtures of MgO and $L_{0.3}-FA_{0.1}-BFS_{0.6}$ were then evaluated and the blending ratios between 4 : 6 and 6 : 4 were found optimal, which yielded a compressive strength of 4.09 MPa. On this basis, the optimal MgO-based binder was selected to be a 5 : 5 mixture of MgO and $L_{0.3}-FA_{0.1}-BFS_{0.6}$. The good performance of the MgO-based binder was believed to be due to the formation of Mg $(OH)_2$, which filled the micropores and also increased the density of the solidified matrices. The MgO-based binder exhibited an average stabilizing capacities for heavy metals of 92.9%, which was similar to or higher than that of Portland cement. It was found that 69.1 kg of carbon dioxide could be sequestrated after 365 days of curing when treating a ton of anoxic sediments.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.39-46
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• 2019

준설점토를 활용한 연약지반은 장비주행성 및 진입로의 확보를 위해 시멘트 계 고화재 및 무기질 고화재 등을 활용한 표층고화처리공법이 사용되고 있으나 환경에 유해한 물질의 용출로 인한 문제가 제기되고 있어 환경과 기능성을 모두 만족하는 표층고화처리 공법의 개발이 필요하다. 표층처리 공법으로는 조기강도와 장기적인 안정 등을 고려하여 시멘트계 고화재를 이용한 표층고화처리공법이 많이 활용되고 있으며, 지반개량 효과가 크고 경제적 효율성으로 인해 국 내외에서는 시멘트계 고화재를 이용한 표층개량에 대한 연구과 수행되어 지고 있다. 그러나 최근 환경과 기능성의 문제가 제기되어 시멘트에서 발생되는 6가크롬(Cr6+), 수은(Hg) 등의 유해물질로 인해 지반오염과 환경문제가 발생되어 다양한 친환경적인 공법의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 따라서 이 연구에서는 자연함수비의 준설점토를 시멘트와 친토양고화재를 혼합한 혼합토를 대상으로 동일한 배합조건 및 양생조건에 따른 일축압축강도를 분석하고 이 결과를 기준으로 표층개량범위 적용 및 실내모형토조시험을 수행하여 초연약지반의 강도특성 및 지지력 특성을 검토하고자 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.31-38
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• 2019

최근 도심지에서 지반함몰의 발생이 증가하고 있으며, 이러한 경우 신속한 복구를 통해 안전사고 및 통행에 대한 불편을 최소화하는 것이 중요하다. 현재의 지반함몰 복구 방법으로는 함몰지반을 개착한 후에 되메우기를 하거나 그라우팅 주입재를 사용하여 지반을 복구하는 방법이 주로 적용되고 있으나. 지반 함몰복구 시 사용되는 재료에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 함몰지반에 사용되는 되메움재료의 특성을 규명하기 위하여 준설점토를 친환경 고화재를 이용하여 개량한 후 고화재의 혼합비율 및 화강풍화토의 혼합비율을 변화시켜 3, 7, 14, 28일 양생시킨 후 일축압축 강도특성을 분석하였으며, 기존에 사용되던 고화재인 시멘트의 일축압축강도와 비교하였다. 되메움재료의 강도특성을 평가하기 C.B.R 시험을 수행하였고, 되메움 재료가 상하수도관 등의 부식에 영향을 주는지에 대한 검토를 위하여 토양비저항시험을 수행하였다. 시험결과 긴급을 요하는 함몰지반 복구공사의 경우 12%의 고화재를 혼합하여 3일 이상 양생하는 것이 좋다고 판단되며, 가스관이나 상하수도관의 부식에 영향을 미치지 않도록 하기 위하여 화강풍화토를 30% 이상 혼합할 것을 제안한다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.87-95
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• 2023

최근 원도심을 대상으로 한 재개발이 이루어짐에 따라 구조물의 대형화 및 초고층화로 인한 인접 위치에서의 시공 필요성이 높아지고 있다. 하지만 밀집화된 도심지에서의 굴착공사는 다양한 원인에 의해 지반 문제가 유발되기 때문에 이를 최소화할 수 있는 재료 및 공법의 활용이 요구되고 있다. 일반적인 흙막이공법으로는 시멘트를 사용하여 지하연속벽, CIP공법 등 다양한 방법이 적용되고 있다. 그러나 흙막이공법의 시공을 위해서는 많은 양의 시멘트가 사용되기 때문에 온실가스 배출량을 획기적으로 감축시키기 위해서는 새로운 시멘트 대체 재료의 개발을 위한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 고로슬래그 미분말과 탈황석고 및 고칼슘 플라이애시의 알칼리 자극 반응에 따른 경화반응을 활용하여 SCW공법에 적용하고자 하였다. 연구결과, 개발 고화재를 사용한 고화토의 경우, 재령 28일 압축강도는 OPC 대비 96.2 ~ 106.3%를 확보할 수 있는 것으로 분석되었다. 또한 압축강도 증가율은 사질토의 경우 2.06, 점성토의 경우 2.41로 OPC의 1.85 보다 높은 값을 나타내어 장기강도 측면에서 유리한 것으로 분석되었다. 그리고 환경성 측면에서 중금속 용출은 없고, 온실가스 발생량을 획기적으로 감소시킬 수 있어 추가적인 검토가 이루어진다면 SCW공법으로 적용이 가능할 것으로 판단된다.