Zeolite (FZ) prepared using coal fly ash from an Ulsan industrial complex was immobilized with polysulfone (PS) to fabricate PS-FZ beads. The prepared PS-FZ beads were characterized by scanning electron microscopy and Fourier transform infrared spectroscopy. The optimum ratio for preparing PS-FZ beads was 1 g of PS to 2 g of FZ. The removal efficiencies of Sr and Cu ions by the PS-FZ beads increased as the solution pH increased and nearly reached a plateau at pH 4. A pseudo-second-order model morel fit the adsorption kinetics of both ions by the PS-FZ beads better than a pseudo-first-order model. The Langmuir isotherm model fit the equilibrium data well. The maximum adsorption capacities calculated from the Langmuir isotherm model were 46.73 mg/g and 62.54 mg/g for the Sr and Cu ions, respectively. Additionally, the values of thermodynamic parameters such as free energy (ΔG˚), enthalpy (ΔH˚) and entropy (ΔS˚) were determined. The results implied that the prepared PS-FZ beads could be interesting an alternative material for Sr and Cu ion removal.

Zeolite (FZ), prepared from fly ash, was immobilized with polyacrylonitrile (PAN) to fabricate PAN/FZ beads. The prepared PAN/FZ beads were characterized by scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, and Fourier transform infrared spectroscopy. The optimum ratio to prepare PAN/FZ beads was 0.3 g of PAN to 0.3 g of FZ. The diameter of the prepared PAN/FZ beads was about 3 mm. Sr and Cu ion adsorption experiments were conducted with PAN/FZ beads. A pseudo-second-order model fit the kinetic data for Sr and Cu ion adsorption by PAN/FZ beads well. The equilibrium data fitted well with the Langmuir isotherm model, and the maximum adsorption capacities were 96.5 mg/g and 74.6 mg/g for the Sr and Cu ions, respectively. Additionally, the values of thermodynamic parameters such as Gibbs free energy (ΔGo), enthalpy (ΔHo) and entropy (ΔSo) were determined. The positive values of ΔHo revealed the endothermic nature of the adsorption process and the negative values of ΔGo were indicative of the spontaneity of the adsorption process.

The quantities of low-grade reject fly ash (RFA) and paper sludge ash (PSA) generated are increasing annually and causing a serious social problem. In this study, the utility of these by-products was analyzed by using RFA and PSA as mineral admixtures. RFA-PSA blended mortar was fabricated and evaluated for use as a cement additive. RFA was milled to improve workability and the hydration reaction, and PSA was mixed with anhydrite to create the ettringite. As the RFA-PSA blended powder replaced 10% of the cement by weight, compressive strength of the mortar exceeded that of ordinary mortar prepared with Portland cement (OPC). Length change (28 days) of the RFA-PSA mortar with a 10% replacement rate was 68% of the OPC mortar and was 62% with a 30% replacement rate.

산업화 발전으로 인한 전력사용량 증가로 석탄발전소 부산물인 석탄회는 지속적으로 증가하여 배출되고 있다. 석탄회는 포집되는 장소에 따라 Fly ASH, Bottom Ash, Cinder Ash, Cenosphere 4가지 형태로 나누어진다. Fly ASH는 석탄연소 후 발생되는 먼지를 집진기에 포집하여 미분말 형태의 부산물로 현재 콘크리트 혼화재로 널리 사용 되어지고 있다. 하지만 Fly ASH를 제외한 부산물은 재활용 되지 못하여 해안 또는 육상에 매립되어지고 있다. 이는 매립지확보에 대한 경제적 손실 및 해안 침출수 환경을 크게 훼손시키고 있어 석탄회 활용 방안문제에 대한 대책이 시급한 상태이다. Bottom Ash는 연소될 때 괴상 또는 입자 크기가 큰 회 성분이 보일러 하부로 떨어진 부산물로 석탄회의 약 20%를 함유하고 있지만 Bottom Ash 부산물을 재활용하여 사용하는 연구개발이 매우 미비한 상태로 활용방안에 대한 연구가 필요한 실정이다. 이에 따라 본 연구는 초속경, 초기 고강도, 고부착력, 무수축등의 우수한 특성을 가지고 있는 인산 마그네슘 시멘트(Magnesium Phosphate Cement)라는 신 건설 재료를 사용하여 석탄회 부산물인 Bottom Ash를 10%, 20%, 30% 함유량별 대체하여 KS F 2476에 의거하여 인산 마그네슘 모르타르의 물리적 특성을 비교 실험하였다. 실험결과 압축강도와 부착강도를 3시간, 1일, 3일, 7일을 측정한 결과 인산 마그네슘 시멘트에 Bottom Ash를 10%, 20% 대체하여 배합하였을 때 기존 인산 마그네슘 시멘트보다 초기 및 장기강도 성능이 향상된 것을 확인하였다. 하지만 Bottom Ash를 30%를 첨가하였을 때 초기강도 및 장기강도 성능이 저하 되었다.

도시생활폐기물소각재(MSWI ash)을 매립하게 되면 장기적으로 중금속이 침출된다. 급속탄산화를 통하여 MSWI ash 내의 중금속을 탄산염 형태로 고정하여, 중장기적으로 침출을 방지할 수 있다. 본 연구에서는 급속 탄산화 방법을 통하여 소각재인 fly ash의 중금속 저감 및 이산화탄소 저감에 대해 수행하였다. NH4OH, NH4SCN, 및Ca(OH)2를 이용하여 test 하였으며, 소각재의 중금속을 탄산화 전, 후를 비교하여 중금속이 침출량을 비교 하였다. 추가적으로 이산화탄소가 fly ash에 포집된 이산화탄소 저감량을 나타내면서 이산화탄소 흡수제의 재사용 가능성을 확인하였다. 흡수제를 재생하는 과정에서 나온 CO32-이온에 의해 탄산화 된 금속염들의 성분 분석을 위해, XRD (X-ray diffraction analyzer(Ultima Ⅳ))를 사용하였다. 그리고 FE-SEM(Field emission scanning electron microscope, JEOL-7800)으로 filtering후 건조시킨 샘플과 fly ash의 표면구조를 촬영하고 비교하였다.

아스팔트 포장이 최초로 시공된 이후로 눈부신 경제발전과 함께 도로의 신설, 확장 및 포장과 동시에 기존 포장도로의 유지보수는 국가건설 산업의 중요한 부분이 되었다. 근래에는 교통량의 증가 및 교통하중의 증가로 인하여 아스팔트 포장은 설계수명을 다하지 못하고 급속히 파손되는 결과를 가져와 폐아스콘의 발생량이 기하급수적으로 증가하고 있는 추세에 있다. 천연자원 고갈 및 훼손에 따른 문제 해결을 위하여 최근 ｢건설폐기물의 재활용촉진에 관한 법률｣ 제38조제3항에 따른 ‘순환골재의무사용건설공사의 순환골재 사용용도 및 의무사용량 등에 관한 고시’ (환경부 고시 제2009-138호, 국토해양부 고시 제2009-713호, 2009.8.25)에 따라 1km 이상의 도로를 건설할 경우 반드시 재생아스콘을 사용해야한다. 환경부는 공공기관이 발주하는 건설공사에 사용하는 의무사용 비율을 현재 15％에서 40%로 높여갈 계획에 있다. 이러한 정부의 정책에도 불구하고 재생아스콘의 사용 실적이 저조한 이유에는 그 기능성 및 가격경쟁력의 문제가 크다고 할 수 있고 재생아스콘의 사용 공법에는 포장 시 가열의 유무에 따라 가열재생아스콘과 상온순환아스콘으로 구분되어 진다. 환경부하저감과 자원절약의 의미로 시행되는 재생아스콘은 가열시 발생되는 이산화탄소 및 에너지 소비측면에서 적합하지 않으며, 특히 가격 경쟁성에서 시장성이 떨어진다. 따라서 상온순환아스콘의 확대보급을 위한 기술개발이 필요하며 이에 본 연구는 최근 저탄소 녹색생산 및 경제성 향상을 위한 자원재활용과 고부가성을 요구하는 시멘트 업계의 동향을 고려하여 무기계 순환자원인 제지슬러지, 고로슬래그 및 탈황석고 등의 자원을 재활용하여 시멘트를 전혀 사용하지 않고 고온의 소성과정 없이 상온에서 제조가 가능한 상온순환아스콘 채움재 개발과 그 특성평가를 진행하였다. 본 연구는 KS L 5105에 명시된 시험방법으로 실험을 진행하였으며 각각의 배합에 따른 유동성, 압축강도, 기타 물성 등을 시험하였으며 제지애시를 혼입한 채움재의 물성을 확인하였다.

산업화의 영향으로 에너지 수요 증가에 따라 석탄수요의 증가 및 산업부산물인 재(Ash)의 발생량 또한 급증하는 추세이며, 재(Ash)의 재활용량은 지속적으로 증가하고 있으나 재활용에 의한 수익은 점차 감소하고 있어 재(Ash)의 재활용 부가가치가 점점 낮아지고 있는 실정이다. 본 연구는 산업부산물인 슬러지와 비산재 혼합에 따른 조경골재 생산을 하고자 하며, 하수슬러지 20~25%, 비산재 30~35%과 첨가제로서 물유리 및 알칼리제를 혼합한 후 소성온도 700~1000℃에서 1시간 동안 반응시켜 제조하여 화산석 대체의 조경골재 사용을 위한 가능성 연구를 하고자 한다. 소성시킨 멀칭용 조경재 제조 후 성분분석을 해본 결과 Si 성분이 20.77%으로 가장 많이 함유되어 있는 물질로 나타났으며 조경재의 구조에 영향을 미치는 Al, Ca, Fe 등의 원소로 구성되어 있는 것으로 나타났다. 주사 전자현미경(SEM)분석을 한 결과 다공성이 발달된 구조가 형성되어 토양에 통기성을 높일 수 있는 구조로 발달되어져 있음을 확인할 수 있었으며, 적정 배합비 및 소성온도 등의 특성을 보다 연구하여 화산석과 유사한 조건의 특성을 함유한 멀칭용 조경재를 제조할 수 있을 것으로 판단된다. 슬러지와 비산재의 혼합을 통한 조경골재 제조에 따른 결론은 폐자원을 활용하여 다양한 분야에서의 재활용 가능성을 높여줄 수 있을 것으로 사료되며, 이에 따른 기업 간의 협력을 통해 자원화 네트워크를 구축할 수 있는 방법을 통한 산업부산물의 다용도화가 가능하다.

범지구적으로 다양한 문제를 야기하는 지구온난화 현상은 해결해야하는 필수 과제 중 하나로 여겨져 왔다. 이 중에서 이산화탄소는 낮은 지구온난화 지수에도 불구하고 가장 많은 양으로 인해 지구온난화 현상에 대해 가장 큰 책임을 가지고 있다. 이산화탄소 저감을 위한 기술로 금속 이온과 이산화탄소의 결합을 통한 무기탄산화 기술이 최근 떠오르고 있다. 무기탄산화 기술의 가장 큰 가능성 중 하나는 다양한 금속이온을 가지고 있는 폐기물을 원료로 이용할 수 있다는 점이다. 본 연구에서는 이러한 폐기물 중 다량의 Ca를 가지고 있는 것으로 알려진 비산재를 이용하여 무기탄산화, 그 중에서도 수용액 내에 이산화탄소를 주입하여 반응시키는 직접수성 탄산화를 통한 탄산칼슘 생성에 대해 다루었다. 다량의 불순물을 포함하고 있는 비산재를 보다 순수한 형태로 이용하기 위하여 고온 (70℃)의 물로 세정하여 이용하였다. 총 500 g의 흡수제 중 세정한 비산재가 10 wt% (50g) 포함되었고, 5 wt% (25 g)의 NaOH 첨가 유무에 따른 CO2 저감량의 차이를 CO2 로딩 분석을 통해 비교하였다. 생성물에 대하여 XRD 그리고 TGA 분석을 통해 구성성분 및 순도 분석을 진행하였다.

Recycling of incineration ash generated from domestic waste incinerators is important from environmental and energy conversation aspects. The main components of bottom ash are CaO, Al2O3, SiO2, P2O5, MgO, and Fe2O3, similar to geological components. However, it also contains heavy metal ions such as Cu2+, Pb2+, and Cr6+. The ash material was sintered at 1100 ~ 1150oC by adding pink kaolin to stabilize those heavy metals. The study analyzed the crystal phase and absorption rates of the sintered material for application as a sub-base layer material for roads and conducted tests for the requirements for sub-base layer materials for roads, such as CBR test, quantity of abrasion, and liquid limit. Considering the plasticity, water absorption, and compressive strength of the road base, the mixture with 76wt% bottom ash and 24wt% pink kaolin after sintering at 1,120oC, showed CBR test result of 33.0, quantity of abrasion of 30.3, and liquid limit of NP (no plasticity). These result indicated the possibility of using bottom ash as a sub-base layer material, which satisfied requirements of the standard specification for road construction.

Geopolymer has recently emerged as an environmentally sustainable material considered to be an alternative to conventional Portland cement. Current study exhibits and discusses the results of experiment on the alteration in mechanical strength of fly ash-based geopolymer mortar activated by alkaline solution with three different sodium hydroxide solution concentrations (etc 10M, 14M and 18M) after exposure to elevated temperatures ranging from 100oC to 1000oC. Thegeopolymermotarexhibitedits strength increase after exposure at 100oC or 200oC ,followed bythe considerable strength loss in strength between 300oC and 700oC. However, the mortar strength rose slightly after exposure to temperature range from 800oC to 1000oC due to the viscous sintering process.

In this study, it is conducted analysis of water absorption of artificial lightweight aggregate using coal ash. For absorption of water, the artificial lightweight aggregate was submerged for 24hours or in conditions of high temperature(100℃) and normal pressure. And it was measured water absorption ration and density( in conditions of oven-dry and saturated surface dry).

In this research, the adverse effect of various oils when the mortar including fly ash was submerged into the oils. From the experimental results, the highest length and mass changing rates were observed when the mortar was submerged into the biodiesel and in the case of relative dynamic elastic modulus, soy oil and biodiesel caused the most decreasing. Additionally, the mortar with fly ash was influenced more than ordinary Portland cement when it submerged into the oil.

Municipal solid waste incinerator (MSWI) fly ash was used for accelerated carbonation via bubbling of gaseous carbon dioxide (CO2) after treatment with sodium hydroxide (NaOH). The influence of alkaline concentration and volumetric flowrate of CO2 was investigated. Experimental results showed that carbonation reduced the leaching of Cu, Pb, Zn, and Cr. The pH of leachate decreased from around 12 to 10.5. The content of soluble chlorides was also decreased after carbonation. Additionally, the application of accelerated carbonation enhanced the sequestration of CO2 from MSW incineration plants. The TG/DSC analysis indicated that MSWI fly ash sequestrated approximately 185 g CO2/kg waste.

This study provides experimental results of pH restoration of acidified desulfurization seawater by the addition of the alkalinity enhanced seawater and additives (limestone and fly ash). The conservative seawater desulfurization processes use chemical solutions such as caustic soda (NaOH) or calcium hydroxide(Ca(OH)2). The method proposed in this study was aimed at reducing usage of chemicals. A control test was conducted to simulate the existing process without addition of the alkalinity-enhanced seawater and additives (limestone and fly ash). The pH of desulfurized seawater was increased by pH 5.84 through the conservative restoration process (i.e., adding raw seawater and NaOH solution followed by aeration). The 20%, 50%, and 80% of added raw seawater was replaced by the alkalinity-enhanced seawater. From the experimental result, 0.28, 0.89, and 1.05 m3/hr of 48% NaOH solution could be saved when applying the proposed method of the alkalinity enhanced seawater addition. When desulfurized seawater with pH 3.5 was mixed with raw seawater at a ratio of 1:1, the pH of seawater was increased up to pH 6. Therefore, the seawater restoration goal was set as pH 3.5. Experiments were conducted to increase pH of desulfurized seawater to pH 3.5 using additives (fly ash and limestone). Based on these results, the addition of fly ash and limestone to seawater was proved effective for pH restoration of desulfurized seawater.

The purpose of this study was to analyze the physicochemical characteristics of bottom-ash recycling from municipal solid waste incineration (MSWI) and investigate the possibility of the use of bottom ash for Lightweight Aggregate for Structural Concrete and Bottom Ash Aggregate for Road Construction according to Korean Industrial Standards (KS). Samples were taken from the MSWI bottom ash collected at the resource recovery facilities “A” and “B.” In the results, both samples did not satisfy the criteria of the particle sizes. In particular, the two samples failed to comply with the physical and chemical characteristics criteria of the Lightweight Aggregate for Structural Concrete. On the other hand, both bottom ash samples met the physical characteristics criteria of the Bottom Ash for Road Construction. Therefore, the recycling of Bottom Ash Aggregate for Road Construction can be more a suitable method for recycling, provided that proper pre-treatment as a screening process for bottom ash is performed.

More than 8 M tons of coal ash is generated from coal-fired thermal power plants every year, and the generation rate of coal ash has been increasing steadily recently. However, the recycling rate of coal ash is about 70%. It is time to introduce the beneficial use of coal ash. Much coal ash is used in mining applications and reclamation sites in the EU and the U.S. However, coal ash cannot be used at mine reclamation sites in Korea because of its legal limitations due to environmental concerns. Therefore, in this research, the eco-friendly use of coal ash at mine reclamation sites in Korea is presented. To develop the eco-friendly use of coal ash at mine reclamation sites in Korea, this study examined the beneficial use of coal ash at mines and the environmental issue of the specific use of coal ash at mine reclamations sites and carried out case studies on the use and management systems of coal ash in overseas countries and investigation of the present use of coal ash at mine reclamation sites in Korea.

이 논문은 표면 차수벽형 석괴댐(Concrete-Faced Rock-Filled Dam) 콘크리트의 내구성능 개선에 관한 것이다. 댐은 영구 구조물이 며 그 중요성을 감안할 때 충분한 내구성능이 확보되어야 한다. 이 논문에서는 플라이애시와 PVA 섬유를 혼입함으로써 차수벽 콘크리트의 내 구성능을 개선하고자 하였으며, 플라이애시와 PVA 섬유 혼입율에 따른 내구성능 향상 검증을 위하여 기본물성 (강도, 소성수축, 자기수축)을 포함한 내구성능 검증 실험(염소이온 침투, 마모 저항성, 동결융해 저항성)을 수행하였다. 실험 결과, 플라이애시 15%와 PVA 섬유 0.1%를 혼 입하였을 때 내구성능 개선 효과가 뛰어난 것으로 나타났다. 검증된 차수벽 콘크리트의 현장 적용을 통해 표면 차수벽형 석괴댐의 안전성 및 내 구성 개선에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

In this study, we looked into the levels and distribution characteristics of harmful substances found in imported coal ash to identify their possible impacts on the environment and human body in the process of recycling and to develop plans for their proper management. To this end, organic pollutants including heavy metals were analyzed from 19 samples of imported coal ash, and their potential impact on the environment was evaluated. To investigate the characteristics of the heavy metal content in the coal ash, a leaching test was conducted, and the result showed that the heavy metal concentrations in the coal ash were far lower than the permitted levels of hazardous substances in designated waste in Korea. In addition, a content analysis showed that the heavy metal content was lower than the level prescribed in the standards for area II levels of soil contamination. Since coal ash is recycled in cement kilns, levels of Pb, Cu, and Cd in the cement kilns were reviewed and compared against permitted levels of those heavy metals in other alternative fuels. Levels of Pb, Cu, and Cd in the coal ash were comfortably within the acceptable limits by Korean standards, but the level of arsenic was close to the limit. Given the fact that arsenic leached from the coal ash recycling process could have an adverse impact on both the environment and the human body, it is therefore necessary to monitor arsenic leaching from coal ash continuously . Levels of other substances that could be contained in coal ash, such as dioxin, PCBs , and PAHs, were also measured. The measurements showed that the levels of these substances were generally low or undetectable; therefore, the environmental impact of organic pollutants from coal ash recycling was considered insignificant.

This study was evaluated the field applicability of high fluidity concrete for pc sleeper using high volume fly ash.

This paper investigated the thermal and mechanical properties of high-volume fly ash concrete for potential application in mass concrete.