• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2008년도 학술논문요약집
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• pp.185-186
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• 2008

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.400-414
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• 2021

고준위방사성폐기물 처분장에서 벤토나이트는 공학적방벽재로서 주로 사용되어지는 재료로서 열-수리-역학-화학적 복합적 거동을 겪게 된다. 본 보고에서는 이러한 벤토나이트에 대한 X선 단층촬영 기반의 분석 및 특성화와 관련된 최근 연구 및 기술동향을 고찰하였다. X선 단층촬영 기반 벤토나이트의 평가는 분말형태와 펠렛형태에 대해 적용된 내용을 다루었다. X선 이미징을 통해 마이크로스케일에서 입자의 정보를 추출할 수 있으며 벤토나이트의 불균질성을 야기할 수 있는 펠렛 내부의 균열을 검출할 수 있다. 수화조건하에서 분말과 펠렛이 혼합된 벤토나이트에 대한 X선 분석을 통해 실험과정에서 발생하는 불균질 영역을 특정하고 모니터링이 가능하다. 펠렛으로만 구성된 벤토나이트가 펠렛과 파우더의 혼합으로 이루어진 벤토나이트보다 더 빨리 팽윤되는 특성이 보고되기도 하였다. 벤토나이트의 입자와 블록에 존재하는 작은 균열들이 건조-수화 조건하에서 각각 균열의 닫힘과 열림이 발생하는 것도 확인되었다. 전문 소프트웨어를 이용하여 시공간 단층 이미지로부터 변형률분포를 추출한 경우도 있었다. 최근의 연구들에서는 X선 단층촬영 기술을 이용하여 시간경과에 따른 벤토나이트의 건조밀도, 함수비, 입자의 이동 등을 평가하기도 하였다. 또한, 수화과정에 온도 조건을 고려하여 시간에 따른 재료의 전체 밀도 및 국부적 밀도 변화를 관찰하는 연구도 진행되고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.37-49
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• 2008

지열 냉난방 시스템은 친환경적이며 비고갈성인 지열 에너지를 이용함으로서 에너지 자원이 부족한 우리나라에 유용한 대체 에너지 시스템이다. 본 연구에서는 지중 열교환기의 뒤채움재로 사용되는 그라우트 재료의 열전달 및 점도 특성을 파악하고자, 국내 시공 현장에서 사용 중인 벤토나이트계 그라우트 9종과 충남 보령의 해성점토, 그리고 미국 등 선진국에서 사용 중인 시멘트계 그라우트를 선택하여 열전도도 실험과 점도실험을 수행하였다. 벤토나이트계 그라우트는 벤토나이트의 무게비가 증가 하거나 첨가제(천연규사)의 비율이 증가 할 때 열전도도와 점도가 증가하는 경향이 나타났다. 또한, 첨가제 사용 시 그라우트의 점도가 낮을 경우 그라우트와 첨가제의 재료분리 현상이 나타났다. 해성점토에 대한 실험에서는 해성점토가 벤토나이트에 비해 팽윤성이 낮아 그라우트 재료로는 부적합 하다는 결론을 내렸다. 시멘트계 그라우트의 열전도도 실험에서 습윤 상태의 시멘트계 그라우트가 벤토나이트계 그라우트 보다 높은 열전도도를 가지는 것으로 나타났으며 건조 상태로 변할 때 벤토나이트계에 비해 열전도도 감소폭이 작은 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 그라우트의 함수비 유지가 지중 열교환기의 열전달 효율에 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제1권1호
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• pp.19-26
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• 2000

본 연구에서는 일련의 실내시험을 통하여 제지회의 기본특성, 다짐, 압축강도, 압밀, 투수 및 CBR 특성을 분석하여 폐기물 매립장의 차수재와 복토재 등의 건설재료로서 제지회의 활용가능성을 연구하였다. 본 연구에서 제지회는 청주근교 4개의 제지공장에서 채취된 시료를 사용하였으며, 제지회의 투수특성을 확보하기 위하여 혼합재로서 벤토나이트와 소석회를 사용하였다. 시험결과, 벤토나이트와 소석회의 혼합비가 증가함에 따라 최대건조단위중량은 증가하였으며, 일축압축시험결과 제지회는 복토재의 일축압축강도 기준을 만족하고 있는 것으로 나타났다. 또한, 벤토나이트의 혼합비가 증가할수록 투수계수는 감소하였으며, 차수재로 사용 가능한 투수계수가 $1{\times}10^{-7}cm/sec$ 이하로 되는 벤토나이트의 혼합비는 30%로 평가되었다.

• 터널과지하공간
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• 제17권6호
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• pp.464-474
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• 2007

고준위폐기물처분장의 성능 및 안전성 향상을 위해서 공학적방벽(engineered barrier)에 대한 실증이 필요하다. 우리나라 기준처분시스템에 대한 엔지니어링 규모의 실험장치(KENTEX)를 제작 설치하고, 공학적방벽에서의 열-수리-역학적 거동 규명을 위한 실증실험을 수행하였다. KENTEX 실험은 2005년 5월 31일에 시작되어 현재 성공적으로 진행 중에 있으며, 지금까지 얻어진 실험결과로부터 공학적방벽에서의 열-수리-역학적 거동에 대한 중간결론을 얻을 수 있었다. 벤토나이트 블록 내 온도는 실험 시작 후 수 주 만에 정상상태에 도달하였고, 온도분포는 히터에 가까울수록 높고 멀어질수록 낮은 값을 보였다. 수분함량은 히터 쪽보다는 지하수가 유입되는 실린더 벽면 부근에서 높은 값을 가졌고, 건조-습윤 과정에 의한 벤토나이트 블록의 수화는 측정위치에 따라 달랐다. 실험기간 동안 벤토나이트 블록에 작용하는 압력은 블록의 포화도 (그 결과, 팽윤압)이 증가할수록 증가하였다. 히터 부근에서는 벤토나이트의 열응력이나 블록 공극 내 증기압도 중요한 역할을 하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제10권1호
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• pp.69-74
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• 1977

토양생산력 증대(增大)를 위한 객토재료(客土材料)로서 Bentonite를 활용(活用)하고자 우리나라 동해안(東海岸)에 매장(埋藏)되어 있는 Bentonite를 수집(蒐集)하여 주요이화학적(主要理化學的) 점토광물학적(粘土鑛物學的) 조사(調査)를 하였든바 그 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 우리나라의 Bentonite분포(分布)는 주(主)로 경남북(慶南北) 동해안(東海岸)에 국부적(局部的)으로 매장(埋藏)되어 있으며 Montmorillonite를 주광물(主鑛物)로 하고 있다. 2. Bentonite의 X선회절(線回折) 특성(特性)은 분말시료(粉末試料)에서 14~15, 4.4, $2.5{\AA}$, ethylene glycol처리(處理)에서 $15{\AA}$은 $17{\AA}$으로 완전(完全)히 이동(移動)되었다. 3. 공시(供試)된 시료중(試料中) 우량(優良) Bentonite로 인정(認定)되는 것은 산도(酸度)가 pH 7.0, CEC가 60~96me/100g 및 풍부(豊富)한 염기함량(鹽基含量)와 유효규산(有効珪酸)을 함유(含有)하고 있었다. 4. 공시시료중(供試試料中) 우량(優良) Bentonite는 다음 지역(地域)에 분포(分布)되어 있었다. 가. 경북(慶北) 영일군(迎日郡) 동해면(東海面) 도묘동(都卯洞) 나. 경북(慶北) 월성군(月城郡) 양남면(陽南面) 하서리(下西里) 법실골 다. 경북(慶北) 월성군(月城郡) 양북면(陽北面) 호암리(虎岩里) 라. 경남(慶南) 울주군(蔚州郡) 강동면(江東面) 산하리(山下里) 마. 경남(慶南) 울주군(蔚州郡) 강동면(江東面) 신현리(新峴里) 바. 강원도(江原道) 평창군(平昌郡) 평창면(平昌面) 용정리(龍頂里)

• 방사성폐기물학회지
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• 제13권4호
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• pp.283-293
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• 2015

고준위폐기물처분장에서 완충재는 공학적방벽의 주요 구성요소 중 하나이다. 본 연구에서는 국 내외의 완충재 요구사항과 성능기준을 분석하고, 우리나라 고준위폐기물처분장에 적합한 완충재 개념 도출을 위한 접근방안을 제시하였다. 완충재의 주요 성능기준 인자항목으로, 수리전도도, 핵종 저지능, 팽윤압, 열전도도, 역학적 특성치(mechanical properties), 유기물함량(organic carbon content), 일라이트화 속도(illitization rate) 등을 고려하였다. 우리나라 고준위폐기물처분장 완충재 물질로서 국산 벤토나이트(Ca-벤토나이트)와 대안재로 MX-80 벤토나이트(Na-벤토나이트)를 제안하였다. 완충재의 기술사양은 Ca-벤토나이트 경우엔 우리나라의 성능기준을, Na-벤토나이트의 경우는 스웨덴의 성능기준을 보수적으로 만족하는 값으로 설정하였다. 완충재의 두께는 전단거동, 핵종 유출, 열전도의 측면에서 평가하여 결정하였으며, 평가결과 완충재의 두께는 0.25 ~ 0.5 m 사이가 적절하였다. 그러나 최종적인 완충재의 두께는 향후 보다 심도 있는 열-수리-역학적 평가와 경제적, 공학적 측면을 고려하여 결정하여야 할 것이다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권1호
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• pp.109-126
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• 1998

본 논문에서는 플라이애쉬를 폐기물 매립장 차수재의 건설재료로 활용하기 위한 방안으로 실행한 일련의 실내실험연구결과를 보고한다. 폐기물 매립장 차수재의 투수계수 기준을 만족하기 위한 플라이애쉬와 벤토나이트의 적정 혼합비를 구하였다. 혼합차수재의 투수 메카니즘과 CaO가 차수층의 투수계수에 미치는 영향을 다양한 조건에 대한 투수시험과 X선 회절분석, 전자주사현미경분석, 헬릅 간극측정 법, 확대영상분석기법 등의 미세구조적 접근을 통하여 연구하였다. 벤토나이트의 첨가에 따라 플라이애쉬 혼합차수재의 투수계수는 감소하였다. 이는 주로 벤토나이트의 팽창에 의해 간극이 충진되었기 때문이며, 플라이애쉬-벤토나이트 간 포졸란 반응 및 그 에 따른 투수계수 저감효과는 시험에 사용된 국내 플라이애쉬의 CaO성분이 적고 $SiO_2$ 반응성이 낮아 크지 않은 것으로 나타났다. 혼합차수재에서 구성물질간 화학반응의 효과를 높이려 인위적으로 석회를 첨가하고 시행한 실험결과에 의하면 혼합차수재에서 구성성분간 화학반응성 및 그에 따른 투수계수에 미치는 영향은 구성성분의 외형적 총량보다는 구성성분의 형태와 활성도에 따라 크게 좌우되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권12호
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• pp.113-123
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• 2022

본 연구에서는 공학규모 벤토나이트-모래 완충재 블록의 성형특성을 분석하기 위해 플롯팅 다이(floating die) 방식의 프레스 압력에 따른 소요 밀도 관계 및 완충재 내 밀도분포 편차에 대한 균질도를 평가하였다. 또한 벤토나이트-모래 완충재의 열전도도 성능향상 수준을 분석하기 위해 최적함수비 조건에서 열전도도를 측정하고, 순수 벤토나이트 완충재의 열전도도와 비교하였다. 연구 결과 프레스 압력이 400kg/cm² 이상의 조건에서 건조밀도 표준편차가 0.011로 감소하고 균질한 밀도분포를 나타내는 것으로 확인되었다. 열전도도 측정 결과 프레스 압력이 400, 600kg/cm²일 때의 최적함수비 조건에서 각각 1.345, 1.261W/(m·K)으로 측정되었으며, 이는 순수 벤토나이트 완충재와 비교했을 때 각각 16.1, 11.0% 상승한 것으로 분석되었다. 본 연구 결과를 기반으로 공학규모의 균질한 벤토나이트-모래 완충재 블록 제작을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Advances in environmental research
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• 제4권3호
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• pp.197-210
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• 2015

Hexavalent chromium [Cr (VI)] adsorption on lateritic soil and lateritic soil blended with black cotton (BC) soil, marine clay and bentonite clay were studied in the laboratory using batch adsorption techniques. In the present investigation the natural laterite soil was blended with 10%, 20% and 30% BC soil, marine clay and bentonite clay separately. The interactions on test soils have been studied with respect to the linear, Freundlich and Langmuir isotherms. The linear isotherm parameter, Freundlich and Langmuir isotherm parameters were determined from the batch adsorption tests. The adsorption of Cr (VI) on natural laterite soil and blended laterite soil was determined using double beam spectrophotometer. The distribution coefficients obtained were 1.251, 1.359 and 2.622 L/kg for lateritic soil blended with 10%, 20% and 30% BC soil; 5.396, 12.973 and 48.641 L/kg for lateritic soil blended with marine clay and 5.093, 8.148 and 12.179 L/kg for lateritic soil blended with bentonite clay respectively. The experimental data fitted well to the Langmuir model as observed from the higher value of correlation coefficient. Soil pH and iron content in soil(s) has greater influence on Cr (VI) adsorption. From the study it is concluded that laterite soil can be blended with clayey soils for removing Cr (VI) by adsorption.