• Computers and Concrete
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• 제29권 5호
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• pp.335-346
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• 2022

Geopolymers are an important alternative material supporting recycling, sustainability, and waste management. Durability properties are among the most critical parameters to be investigated; in this study, the durability of manufactured geopolymer samples under the attack of 10% magnesium sulfate and 10% sodium sulfate solution was investigated. 180 cycles of freezing and thawing were also tested. The experimentally obtained results investigate the durability of geopolymer mortar prepared with fly ash (class F) and alkali activator. Three different quarry dust wastes replaced the river sand aggregate: limestone, marble, and basalt powder as fine filler aggregate in three different replacement ratios of 25%, 50%, and 75% to produce ten series of geopolymer composites. The geopolymer samples' visual appearance, weight changes, UPV, and strength properties were studied for up to 12 months at different time intervals of exposure to sulfate solutions to investigate sulfate resistance. In addition, Scanning Electron Microscopy (SEM), EDS, and XRD were used to study the microstructure of the samples. It was beneficial to include quarry waste as a filler aggregate in durability and mechanical properties. The compact matrix was demonstrated by microstructural analysis of the manufactured specimens. The geopolymer mortars immersed in sodium sulfate showed less strength reduction and deterioration than magnesium sulfate, indicating that magnesium sulfate is more aggressive than sodium sulfate. Therefore, it is concluded that using waste dust interrogation with partial replacement of river sand with fly ash-based geopolymers has satisfactory results in terms of durability properties of freeze-thaw and sulfate resistance.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.63-70
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• 2014

본 연구에서는 강우가 석산개발 주변에 위치한 하천의 오염도에 미치는 영향을 평가하기 위하여, 강우량과 중금속 오염도의 관계 및 강우량과 수질 오염도의 관계를 분석하였다. 석산개발 부지 인근의 하천에 대한 중금속 오염도 조사 결과, 매립부지에 사용된 전석, 잔사 및 석분이 직접적인 오염원으로 작용한 것으로 분석되었다. 또한 강우량 증가에 따른 하천 내 유수량이 중금속 오염도에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 수질오염도는 우기철에서 건기철로 변화되는 시기에 증가하였으며, 강우량이 증가하면서 과거 석산개발 부지로부터 많은 부유물질이 배출된 후, 강우가 감소함에 따라 하천에 저류되어 오염도가 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 S하천에서 지속적인 중금속 오염 및 수질오염이 발생하고 있는 원인으로는 과거 석산개발 완료 후, 매립층에 사용된 재료 및 석산개발 부지에서 오염원이 강우에 의해 배출되는 것으로 판단되었다.

• Advances in concrete construction
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• 제6권5호
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• pp.545-560
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• 2018

The ever-increasing cost of natural sand and the environmental impacts of extracting manufactured sand (quarry sand) calls for exploring the potential to use alternative materials as fine aggregates in concrete. Copper slag and ferrous slag are industrial by products obtained from the smelting process of copper and iron respectively. A large quantity of copper slag and ferrous slag end up being disposed as waste in landfills and this poses a serious threat to the environment. Copper slag and ferrous slag have similar physical and chemical properties as natural sand and also exhibit pozzolanic activity. This paper studies the technical feasibility of industrial by-products such as copper slag and ferrous slag to replace the fine aggregate in concrete by evaluating the workability, strength and durability characteristics of concrete. The test results indicate that the strength properties are not affected by 40% or 100% replacement of quarry sand with iron slag or copper slag. However, 40% replacement of quarry sand with iron slag or copper slag in concrete is recommended considering the durability aspects of concrete.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제67권1호
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• pp.87-91
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• 2018

Concrete is the most widely used building material all over the world, because of its many technical and economic qualities. This pressure on the concrete resource causes an intensive exploitation of the quarries of aggregates, which results in a exhaustion of these and environmental problems. That is why recycling and valorization of materials are considered as future solutions, to fill the deficit between production and consumption and to protect the environment. This study is part of the valorization process of local materials, which aims to reuse marble waste as fine aggregate (excess loads of marble waste exposed to bad weather conditions) available in the marble quarry of Fil-fila (Skikda, East of Algeria) in the manufacture of self-compacting concretes. It consists of introducing the marble waste as sand into the self-compacting concrete formulation, with variable percentages (25%, 50%, 75% and 100%) and to study the development of its properties both in fresh state (air content, density, slump flow, V-funnel, L-box and sieve stability) as well as the hardened one (compressive strength and flexural strength). The results obtained showed us that marble wastes can be used as sand in the manufacture of self compacting concretes.

• Advances in concrete construction
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• 제4권1호
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• pp.15-26
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• 2016

In Algeria, wastes are often stored in such conditions that do not meet standards. Today and more than ever, we really must implement an environmentally management of wastes. Recovery of waste in Algeria has a considerable delay due to the absence of a policy favorable to the development of waste management. But many researchers have shown the possibility to reuse dredged sediments in road construction. Through Europe, recent research works have been already performed on dam sediments. Present study fits into the context of the valorization of dredged sediments from Fergoug dam. They are found in considerable quantities and mainly composed of mineral phases, organic matters and water. The reservoir sedimentation poses problems for the environment and water storage, dredging becomes necessary. Civil engineering is a common way of recycling for such materials. Dredged sediments have not the required mechanical characteristics recommended by the standards as GTR guide (LCPC-SETRA 1992). So as to obtain mechanical performance, dredged sediment can be treated with cement, lime, or replaced materials like quarry sand. An experimental study has been conducted to determine physical and mechanical characteristics of sediments dredged from dam. Then different mixtures of sediment and/or quarry sand with hydraulic binders are proposed for improving the grain size distribution of the mixes. Finally, according these mixtures, different formulations have been tested as alternative materials with dredged sediments.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제49권4호
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• pp.491-498
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• 2014

During the past years, the protection of the environment has become a major concern out passing the state frontiers to reach a planetary dimension. Depository waste sites have become a serious problem in terms of their locations and costs. On the other hand, the construction industry has a leading place in terms of quantities of waste produced from the start to the end of each construction site, by the large amounts of raw materials used and their respective consequences on the environment. The recycling of quarry wastes products, of demolished concrete, bricks and large quantities of waste resulting from the transformation of marble blocks can provide ideal solutions and advantages for the preservation of the environment, to become a supplementary source of aggregates. The main purpose of this study is to show technically the possibility of recuperating the aggregates of marble wastes as a partial substitute or total in the mortars. The aggregates used in this study is a sand of marble wastes (excess loads of sand exposed to bad weather conditions) of the quarry derived from Fil-fila marble (Skikda, east of Algeria). To achieve this work, we have studied the effect of sand substitution of marble wastes in the mortar with rates of (25, 50, 75, 100%); comparing the results obtained with reference samples (0%), the properties when the samples are fresh, and the mechanical performances of mortars at solid state (loss and gain of weight, dimensional variations). The introduction of recycled sand in the mortars gives good results and can be used as granulates.

• 지질공학
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• 제17권2호
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• pp.279-287
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• 2007

채석장으로부터 원석을 채취하여 건축석재 및 쇄석골재 등으로 가공하는 과정에서 원석의 약 60% 정도가 폐석이나 석분토로 손실되고 있다. 이 중에서 폐석의 일부만이 도로포장용 쇄석골재로 활용되고 있을 뿐 대부분의 석분토는 석재의 가공이나 파쇄공정에서 분말형태로 물에 혼입되어 슬러지탱크에 침전되게 된다. 이러한 석분토가 방류되거나 살포되면 지표나 지중의 공극들이 메워져 지표수의 지중침투, 지하수의 흐름, 공기의 소통 등이 원활하게 이루어지지 않아 생태계에 악영향을 끼칠 수도 있다. 현행 우리나라 폐기물관리법(2003)에 따르면 석분토가 사업장 내에서 발생되는 산업폐기물로 분류되고 있어 대부분을 지중에 매설하고 있는 실정이다. 따라서 석분토의 물성 및 공학특성을 개량하여 효율적 재활용방안의 수립이 필요하다. 이 연구에서는 국내 채석장에서 발생되는 석분토의 개량 및 재활용 가능성을 분석하기 위해 6개 채석장으로부터 시험용 석분토 및 원지반토를 채취한 후, 이를 일정한 비율의 배합비로 제작한 혼합토를 대상으로 여러 토질시험을 실시하였다. 시험결과를 토대로 도로용 재료로서 석분토의 개량 및 재활용 가능성을 검토하였다.

• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.333-344
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• 2022

화강암 및 대리석 같은 천연 건축용 석재의 채석 및 활용이 개발도상국에서 급부상하고 있다. 이러한 석재를 사용하기 위해 가공, 절단 및 치수화 과정에서 많은 양의 폐기물이 발생한다. 석재폐기물은 개방된 환경에서 처리되며, 부산물로 발생하는 폐기물의 독성이 환경과 인간의 건강에 악영향을 줄 수 있다. 2019년 세계 석재 산업 성장은 채석장 폐기물을 제외하고 1% 이상 증가한 약 155,000천톤의 새로운 기록을 달성하였다. 인구 천명당 석재 사용량(m²/1,000 inh)은 2001년 177, 2018년 266에서 2019년 268로 증가했다. 2019년 세계 총채석량은 316,000천톤(100%)이고, 생산량의 53%는 채석장 폐기물로 발생되었다. 석재가공 단계에서는 완제품 생산량이 91,150천톤(29%)에 도달했으며 결과적으로 63,350천톤이 석재폐기물이 생산되었다. 그러므로 세계적으로 채석장에서 생산된 석재가 100%이라면 전체 폐기물 발생량은 71%이다. 석재폐기물은 환경적, 경제적 및 사회적 관점에서 상당한 문제를 발생시킨다. 석재폐기물 처리는 기본적으로 3가지 방법이 있는데 재사용, 재활용 및 매립처리가 있다. 그 중에 재사용 및 재활용은 환경 친화적으로 할 수 있는 양호한 석재폐기물 관리 방법이다. 석재폐기물은 많은 사용 방법이 있지만 건축 자재, 세라믹 재료 및 환경 적용으로 요약된다. 석재폐기물을 이용한 재료 생산은 매우 유망하며 채석장과 산업 현장에서 재생되어 사용할 수 있다. 새로운 생산품(인공토양)은 토목 공사, 철도 제방 및 원형교차로 주변 표토로 사용하며, 석분토는 산성토양의 중화를 위해 사용도 가능하다. 또한 석재폐기물은 광물 잔유물 회수, 광물 성분 추출, 건설 자재, 전력 생산, 빌딩 재료와 가스 및 수질 처리에 이용할 수 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제4권1호
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• pp.4-11
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• 1995

국내 각 채석장 및 석재 가공공정에서 발생되는 폐석과 석분 슬러지를 활용하여 장식재, 바닥재 및 내외장재 등에 쓰이는 인조 석판재 제조기술을 개발하고자 하였다. 인조석재는 폐석과 결합제 및 경화제 등을 혼합하여 제조하였으며 성형압력, 폐석 및 석분 슬러지의 결합비 그리고 결합제의 양 등의 변화에 따른 인조석재 각각의 특성을 비교하였다. 천연석재와 인조석재와의 물성을 비교하기 위하여 $\circled1$ 비중,$\circled2$ 흡수율, $\circled3$ 탄성파속도, $\circled4$ 압축강도, $\circled5$ 인장강도, $\circled6$ 반발경도, $\circled7$ 탄성계수 $\circled8$ 포아송비를 측정하였으며 $\circled9$ 내열성도 함께 조사하였는데 석재의 물성은 원료의 혼합정도, 성형압력 및 결합제의 양에 의해 좌우됨을 알 수 있었다. 본 인조석재의 제조에도 석분에 비해 고가인 결합제의 사용을 가능한한 최소로 하여 폐기물로 배출되는 폐석 및 석분슬러지를 최대한 활용할 수 있도록 하였으며 성형압력 $200kg/\textrm{cm}^2$, 결합제의 양 12~15wt.%의 제조조건에서 원하는 물성을 갖는 인조석재를 제조할 수 있었다.

• 광물과 암석
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• 제37권1호
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• pp.1-11
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• 2024

2021년 세계 석재 생산은 162,500천 톤으로 전년도 155,000천 톤과 비교하여 7,500천톤, 4.8% 증가했다. 석재 생산 순위는 중국, 인도, 튀르키예, 브라질, 이란 및 이탈리아 순서로 나타났으며 상위 6개 국가에서 전 세계 석재 생산량의 72.8%를 생산했다. 석재 수출은 전년도 19,370백만 USD와 비교해 2,310백만 USD 증가한 21,680백만 USD로 나타났다. 원료 및 가공석재 무역은 전년도 51,430천 톤과 비교하여 2,975천 톤 증가한 54,405천 톤으로 나타났다. 골재 수출액은 전년도 천연석 19,370백만 달러, 인공석 10,930백만 USD와 비교하여 천연석은 2,310백만 USD 증가하고, 인공석은 2,660백만 USD 증가해 각각 21,680백만 USD, 13,590백만 USD로 나타났다. 석재(Code: 68.02) 평균 가격은 전년도 2020년 729.62 USD/ton과 비교하여 65.2 USD/ton 증가한 794.82 USD/ton로 나타났다. 또한 건축 재료로 많이 사용되는 가공석재 가격은 전년도 39.44 USD/m²와 비교하여 3.52 USD/m² 증가한 42.96 USD/m²로 나타났다. 총채석량은 333,500천 톤(100%), 완제품은 96,000천 톤(28.8%), 석재채취 및 가공공정에서 발생하는 폐기물이 237,500천 톤(71.2%)으로 석재폐기물에 대한 재활용 문제가 꾸준히 발생하였다. 우리나라 석재 수출액은 전년도 3,195천 USD와 비교하여 38.3% 감소한 1,972천 USD로 나타났다. 반면에 수입액은 전년도 698,496천 USD와 비교하여 8.6% 증가한 758,868천 USD로 나타났다. 2025년 세계 석재 무역량은 66,100천 톤까지 상승할 것으로 전망되고, 석재 사용량은 108,920천 톤, 20억 m²에 도달할 것으로 전망된다.