고칼슘 연소재를 이용한 매입말뚝 주면고정액의 현장 재하시험을 통한 성능평가

서세관,김유성,임양현,조대성,Seo, Se-Kwan,Kim, You-Seong,Lim, Yang-Hyun,Jo, Dae-Sung 한국지반공학회 2018 한국지반공학회논문집 Vol.34 No.6

In this study, static load test and dynamic load test were performed to evaluate pile-filling material (ZA-Soil) of soil-cement injected precast pile method which was developed by using the ash of circulating fluidized boiler as a stimulant for alkali activation reaction of blast furnace slag. As a result of the static load test, the allowable bearing capacity of pile was 1,350 kN, which was the same as the result of using ordinary portland cement. And total settlement was 6.97 mm, and net settlement was 1.48 mm. These are similar to the total settlement, 7.825 mm, and net settlement, 2.005 mm of ordinary portland cement. As a result of the dynamic load test and CAPWAP analysis, the skin friction was 375.0 kN, the end bearing capacity was 3,045.9 kN, and the allowable bearing capacity was 1,368.36 kN. These results are similar to the results of using ordinary portland cement as pile-filling material. 순환 유동층 보일러의 연소재를 고로슬래그의 알칼리 활성화 반응 자극제로 활용하여 개발한 새로운 매입말뚝의 주면고정액(ZA-Soil)을 시멘트밀크 공법의 주면고정액으로 사용한 말뚝에 대하여 정재하시험 및 동재하시험을 실시하여 보통 포틀랜드시멘트(OPC)와 비교하여 성능을 평가하였다. 정재하시험을 수행한 결과 말뚝의 허용하중은 1,350kN로 보통 포틀랜드시멘트를 매입말뚝의 주면고정액으로 사용한 결과와 동일하였고, 전 침하량은 6.97mm, 순 침하량은 1.48mm로 보통 포틀랜트시멘트의 전 침하량 7.825mm, 순 침하량 2.005mm와 유사한 결과를 보이는 것으로 나타났다. 동재하시험 및 CAPWAP분석을 실시한 결과, 새로운 매입말뚝의 주면고정액(ZA-Soil)의 주면 마찰력은 375.0kN, 선단 지지력은 3,045.9kN, 허용지지력은 1,368.36kN으로 나타났고, 포틀랜드시멘트를 매입말뚝의 주면고정액으로 사용한 결과와 유사한 결과를 보이는 것으로 나타났다.

심층혼합공법에서 순환자원을 활용한 지반안정재의 최적 단위결합재량 산정에 관한 연구

서세관(Se-Gwan Seo),이강수(Khang-Soo Lee),김유성(You-Seong Kim),조대성(Dae-sung Cho) 한국지반신소재학회 2019 한국지반신소재학회 논문집 Vol.18 No.2

심층혼합공법에 지반안정재를 사용하는 경우, 흙의 종류와 입도분포, 함수비 등의 조건에 따라 압축강도의 발현이 다르게 나타날 수 있어 지반의 안정성을 확보하기 위해 필요한 단위결합재량을 산정하기 위해서는 실내에서의 배합시험을 통해 설계기준강도의 만족 여부를 확인하여야 한다. 본 연구에서는 선행연구를 통해 순환유동층 보일러의 연소재를 고로슬래그의 알칼리 활성화 반응의 자극재로 활용하여 개발한 심층혼합공법용 지반안정재에 대해 다양한 단위결합재량을 적용하여 부산, 여수, 인천지역에서 채취한 점토와 혼합한 후 실내시험을 실시하여 압축강도의 발현효과를 고로슬래그 시멘트와 비교·평가하였다. 또한 국내에서 심층혼합공법에 개발된 지반안정재를 적용하는 경우, 실내에서의 배합시험을 수행하지 않고 단위결합재량을 산정할 수 있도록 실내시험 결과를 종합적으로 분석하였다. 분석결과, 물/결합재비(W/B)가 70%인 경우, γB=(108.93+0.0284qu)±35, 물/결합재비(W/B)가 80%인 경우, γB= (122.93+0.0270qu)±40의 관계가 있는 것으로 도출되었다. The compressive strength of the soil stabilizer in the deep mixing method (DMM) depends on kinds of soil, particle size distribution, and water content. Because of this, Laboratory test has to perform to estimate the unit weight of binder to confirm the satisfaction of the design strength. In this study, uniaxial compression strength was measured by mixing the soil stabilizers developed in the previous study with clay in Busan, Yeosu, and Incheon area. And the strength enhancement effect was evaluated comparing with blast furnace slag cement (BFSC). Also, the relationship between the unit content of binder and uniaxial compressive strength was investigated in order to easily calculate the unit weight of binder required to ensure the stability of the ground at the field. As the results of the analysis, the relationship between the unit content of binder and the uniaxial compressive strength are γB=(108.93+0.0284qu)±35 when W/B is 70%, and γB=(122.93+0.0270qu)±40 when W/B is 80%.

발전부산물을 재활용한 그라우트재의 노후 저수지 보강효과 분석에 관한 연구

서세관(Se-Gwan Seo),안종환(Jong-Hwan An),조대성(Dae-sung Cho) 한국지반신소재학회 2021 한국지반신소재학회 논문집 Vol.20 No.2

우리나라는 식량부족문제를 해결하고, 농업용수의 공급을 목적으로 많은 저수지의 건설이 이루어졌으나, 현재 75.6%에 달하는 저수지가 준공년도로부터 50년 이상 경과되어 노후화가 심각한 상태이다. 이러한 노후 저수지의 경우, 제체 내부에서의 세굴과 침식으로 인한 안정성이 매우 감소한 상태이며, 최근 이상기후로 인한 집중강우가 발생할 경우 노후 저수지가 붕괴되어 많은 재산 및 인명피해로 이어질 수 있다. 이에 따라 노후 저수지를 관리하는 각 기관에서는 보통 포틀랜드 시멘트를 주입재로 사용하여 그라우팅 공법을 적용하고 있다. 그러나 보통 포틀랜드 시멘트의 경우, 시간이 경과함에 따라 열화가 발생하여 누수가 다시 발생할 수 있고, 환경적으로도 천연자원의 소비 및 온실가스의 발생과 같은 문제가 있어 보통 포틀랜드 시멘트를 대체할 수 있는 새로운 재료 및 공법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 국내 산업기준을 만족하지 못해 재활용에 어려움을 겪고 있는 발전부산물을 활용하여 보통 포틀랜드 시멘트와 유사한 경화반응을 유도할 수 있도록 개발된 고화재를 노후 저수지의 그라우트재로 사용하였다. 이를 위해 실내시험을 통한 기본적인 성능 분석과 현장에서의 시험시공 후, 전기비저항탐사, 표준관입시험, 현장투수시험을 실시하고, 보강효과를 분석하였다. 연구결과, 발전부산물을 재활용한 그라우트재의 경우 압축강도는 2.9∼3.2배, 변형계수는 2.3∼3.3배 큰 값을 나타내어 강도적으로 우수하여 보통 포틀랜드 시멘트를 대체하여 사용이 가능한 것으로 분석되었다. 또한 현장에서의 표준관입시험 및 투수시험 결과, 제체의 N값은 1∼2 상승하고, 투수계수는 8.9∼42.5% 수준으로 감소하여 차수 측면에서도 충분한 보강효과를 나타내어 보통 포틀랜드 시멘트의 대체가 가능할 것으로 분석되었다. In Korea, many reservoirs have been built for the purpose of solving the food shortage problem and supplying agricultural water. However, the current 75.6% of the reservoirs are in serious aged as more than 50 years have passed since the year of construction. In the case of such an aging reservoir, the stability due to scour and erosion inside the reservoir is very reduced, and if concentrated rainfall due to recent abnormal weather occurs, the aging reservoir may collapse, leading to a lot of damage to property and human life. Accordingly, each agency that manages aging reservoirs uses Ordinary Portland Cement (OPC) as an injection material and applies the grouting method. However, in the case of OPC, it may deteriorate over time and water leakage may occur again. And there are environmental problems such as consumption of natural resources and generation of greenhouse gases. So, there is a need to develop new materials and methods that can replace the OPC. In this study, an laboratory test and analysis were performed on the grout material developed to induce a curing reaction similar to that of OPC by recycling power plant byproduct. In addition, test in the field such as electric resistivity survey, Standard Penetration Test (SPT), and field permeability test were performed to analyzed to reinforcement effect and determine the possibility of using instead of OPC. As a results of the test, in the case of recycled power plant byproduct, the compressive strength was 2.9 to 3.2 times and the deformation modulus was 2.3 to 3.3 times higher, indicating that it is excellent in strength and can be used instead of OPC. And it was analyzed that the N value of the reservoir was increased by 1∼2, and the coefficient of permeability (k) decreased to the level of 8.9∼42.5%. showing sufficient reinforcing effect in terms of order.

매입말뚝 주면고정액으로 순환자원을 재활용한 지반안정재의 활용 가능성 분석

서세관(Se-Gwan Seo),송상훤(Sang-Huwon Song),조대성(Dae-Sung Cho) 한국건설순환자원학회 2021 한국건설순환자원학회 논문집 Vol.9 No.3

제철산업 발생 순환자원을 활용한 지반안정재의 표층개량 적용에 관한 연구

서세관(Seo, Se-Gwan),임양현(Lim, Yang-Hyun),이윤모(Lee Yun-Mo),이진우(Lee, Jin-Woo),하주형(Ha, Ju-Hyung),문경주(Mun, Kyung-Ju) 대한토목학회 2019 대한토목학회 학술대회 Vol.2019 No.10

순환자원을 90%이상 활용한 노후 저수지 보강용 지반고화재 개발연구

서세관(Seo Se Gwan),임양현(Lim, Yang Hyoun),박영준(Park, Young Jun) 대한토목학회 2018 대한토목학회 학술대회 Vol.2018 No.10

순환자원 활용 PHC말뚝 주면고정재의 현장 주면마찰력 비교 연구

서세관 ( Se-gwan Seo ),임양현 ( Yang-hyun Lim ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2020 No.-

말뚝기초의 공사는 크게 기성말뚝을 항타하는 공법과 지반을 선 굴착 후 기성말뚝을 설치하는 매입말뚝으로 구분된다. 그러나, 1994년 제정된 소음·진동규제법으로 인해 매입공법의 설치가 크게 증가하고 있는 실정이다. 매입공법에서 사용되는 주면고정재는 여러 시방서에 OPC로 한정되어 제시되어 있다. 그러나 OPC는 천연자원과 에너지원을 많이 소비하는 제품이며, 제조과정에서 많은 온실가스가 발생하는 것으로 알려져 있어, 시멘트의 사용을 최소한으로 줄여야 할 필요성이 있는 제품이다. 본 연구에서는 순환자원을 활용한 새로운 주면고정재(ZIANMENT)와 시멘트를 동일조건 현장에 적용하고, 동재하시험을 실시하여 주면마찰력을 비교하였다. 매입말뚝 시공 3일 경과 후 동재하시험을 실시한 결과 동등 이상의 주면마찰력이 측정되어, 기존 매입말뚝 고정재인 OPC와 동등이상의 성능을 발휘하는 것으로 나타나, 충분히 현장에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

모관흡수력과 구속압 변화에 따른 화강풍화토 응력-변형률 관계

서세관(Se-Kwan Seo),김재홍(Jae-Hong Kim),김유성(You-Seong Kim) 한국지반신소재학회 2014 한국지반신소재학회 학술발표회 Vol.2014 No.11

Experimental tests with various confined pressures and matric suctions in weathered granite soil was carried out by unsaturated triaxial compression test. The tests were performed to obtain the shear strength of unsaturated soils, for example, matric suction (0, 50, 100kPa) and effective confined pressure(50, 100, 200kPa) conditions. Experimental results show that the shear strength of soils increase when matric suction and effective confined pressure increase. The shear strength of unsaturated soil was affected by variation of the effective confined pressure than matric suction. As a result, when the soil strength is fixed matric suction 100kPa, the strength parameter of unsaturated soil could be investigated cohesion 20.3kPa and friction angle 24°.

순환자원을 활용한 오염준설토 찌꺼기 고화재 개발연구

서세관 ( Se-gwan Seo ),임양현 ( Yang-hyun Lim ),박영준 ( Young-jun Park ),안양진 ( Yang-jin Ahn ),문경주 ( Kyung-ju Mun ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2019 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2019 No.-

「공공하수도시설 운영·관리 업무지침」(환경부, 2015)에 따라 지자체 주도로 년 1회 이상 하수퇴적물을 준설하고 있고 준설된 대부분의 오염준설토는 매립 처리하고 있다. 그러나 매립 처리는 2018년도부터 시행된 자원순환기본법의 영향으로 처분부담금 발생 및 순환자원의 재활용 장려로 위탁처리비 상승 등 다양한 어려움이 있다. 이에 2015년 대전시에서 전국 최초로 하수관로 내 오염준설토를 제설용 모래로 재활용하는 사례를 시작으로 오염준설토가 폐기물이 아닌 순환자원이라는 인식이 재조명되고 있으며, 오염준설토를 건설용 잔골재 등 순환 자원화하기 위한 다양한 재활용 처리연구가 활발하다. 반면 재활용처리 후 남은 오염준설토 찌꺼기 처리에 대해서는 연구가 미비하며, 주로 시멘트(OPC)를 사용한 고화공법을 적용하여 재활용 하고있는 실정이다. 하지만 시멘트(OPC)는 고온(약 1,400℃)상태에서 용융시켜야만 생산할 수 있기에 대량의 에너지를 소비할 뿐만 아니라 1톤의 시멘트를 제조하는 경우 약 0.8톤의 이산화탄소가 배출되며 주 재료이자 천연자원인 석회석의 고갈문제점과 채굴과정에서 산림생태계의 훼손 등 수많은 문제 속에서 생산한 신생자원으로 이러한 신생자원을 폐기물과 결합시켜 순환자원화(재활용)한다는 것은 매우 비 효율적이다. 따라서 폐기물 처리를 위해 또 자원을 희생시키는 시멘트(OPC)를 사용한 고화공법에서 시멘트(OPC)를 대체 할 수 있는 순환자원 고화재의 개발이 시급하다. 이에 본 연구는 순환자원을 활용한 오염준설토 찌꺼기 처리용 고화재를 개발하기 위한 기초연구로, 순환자원 배합 별 토양오염공정시험 및 폐기물공정시험을 통해, 그 적용성을 확인하였으며, 현장 성능조건에 만족하는 것으로 확인되었다.

산업부산 순환자원을 이용한 무시멘트 지반안정재의 압축강도 특성

서세관 ( Se-gwan Seo ),임양현 ( Yang-hyun Lim ),이윤모 ( Yun-mo Lee ),이진우 ( Jin-woo Lee ),하주형 ( Ju-hyung Ha ),문경주 ( Kyung-ju Mun ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2019 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2019 No.-

산업활동의 부산물로 순환자원의 발생이 증가하고 있으며, 이를 소각·매립등의 처리가 아닌 새로운 부가가치를 가지는 자원으로 순환되는 자원으로의 인식이 확산되고 있으며, 국가의 정책적으로도 이를 장려하고 있다. 2018년도부터 시행된 자원순환기본법의 영향으로 소각·매립 처리시 처분부담금이 발생하고, 새로운 매립장 및 소각장 인허가의 어려움, 순환자원의 재활용 장려로 인한 위탁처리비 또한 급격히 동반상승하고 있는 실정이다. 따라서 순환자원의 소각·매립 처리량을 줄이고 대체 활용 방안을 찾는 것이 중요하다. 국내 소각장 및 발전소, 제철소와 같은 산업현장에서는 연소 및 제품 생산 과정에서 대기오염물질인 황산화물(SOx)을 배출하게 된다. 이때 SOx는 배가스 청정설비에서 탈황공정을 거쳐 제거가 되는데, 최종적으로 탈황부산물을 배출하게 된다. 탈황부산물 또한 매립 외에 재활용 방안이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 산업활동 부산물로 발생되는 순환자원인 고로슬래그 미분말과 탈황부산물을 이용한 무시멘트 지반안정재의 적용성 확인을 위해 순환자원 배합에 따른 지반안정재의 압축강도 특성을 평가하였으며, 이를 기초로 순환자원 활용 무시멘트 지반안정재를 대상토와 혼합한 개량토의 압축강도 특성을 평가하였다. 평가결과 지반안정재로서 활용이 가능할 것으로 판단된다. 현재 실내시험으로만 이루어진 결과이므로 실제 현장에서 현장 적용성 및 성능 발현에 대한 검증이 필요할 것으로 판단된다.