성토재로의 활용을 위한 Bottom Ash의 파쇄지수 산정 및 투수계수 변화
Breakage Index and Changes in Permeability of Bottom Ash for Use as Fill Material
김동근*･ 손영환**,†･ 박재성*･ 봉태호***
Kim, Donggeun ･ Son, Younghwan ･ Park, Jaesung ･ Bong, Taeho
Abstract
The objective of the this study is to find the breakage index and changes in permeability of Bottom ash from thermoelectric power plants in Korea.
Bottom ash was crushed by compaction according to compaction energy from 0 to 1661.4 kN/m2. The particle size distribution was estimated by sieve analysis. The various breakage indexes were used for analyzing the change in particle size distribution and effect of compaction energy. In the result, breakage indexes were increased as compaction energy and initial upper 4.75 mm diameter ratio, but values and tendencies of breakage indexes appeared in different as calculation method of breakage indexes. The coefficient of permeability was decreased with particle breakage, but decreasing ratio of permeability was very small. Bottom ash has a higher permeability than the weathered soil and it is considered high usability as a permeable materials.
Keywords: Bottom ash; particle breakage; breakage index; permeability;
* Graduate student, Department of Rural Systems Engineering, Seoul National University
** Associate professor, Department of Rural Systems Engineering and Research Institute for Agriculture & Life Sciences, Seoul National University
*** Researcher, Research Institute for Agriculture & Life Sciences, Seoul National University
† Corresponding author
Tel.: +81-2-880-4585 Fax: +81-2-873-2087 E-mail: [email protected]
Received: October 21, 2015 Revised: November 4, 2015 Accepted: November 5, 2015
Ⅰ. 서 론
국내 석탄 화력발전소에 발생하는 부산물인 Bottom ash는 석탄 화력 발전소의 비율 증가로 인해 발생량이 증가하고 있 으며 2012년 기준 발생량은 약 270만톤이다. 하지만 발생량 의 약 50 %는 화력발전소 근처의 매립장에 매립되고 있지만 매립지 부족으로 인한 재활용이 필요한 실정이다.
일반적으로 Bottom ash는 투수성이 우수하고 내부마찰각 이 높기 때문에 배수재, 성토재, 뒷채움재 등으로 활용되고 있 으며 혼합재료로 활용하여 강도 등을 보강하는 연구들이 이 루어지고 있다 (Choi et al., 2013).
Bottom ash를 비롯한 일반적인 성토용 재료는 운반 또는 시공 중 진동이나 충격으로 인해 외력을 받게 되며, 이에 따라 입자 파쇄가 발생한다. 입자파쇄가 발생함에 따라 흙의 공학 적 성질이 달라지며, 이러한 흙의 파쇄성을 고려하지 않고 구
해진 전단강도정수 등을 설계에 반영하게 되면, 파쇄의 영향 으로 물리적, 역학적 특성이 변하게 된 것을 적절히 반영하지 못하게 되는 결과를 가져온다 (Son, 2006).
일반적으로 지반에 작용하는 하중이 입자파쇄와 연관이 있으며, 상대적으로 낮은 압력하에서도 입자파쇄가 발생한 다. Terzaghi and Peak (1948)은 모래의 구속압축시험에서 98,000의 압으로 시험을 실시하여, 정규압밀점토의 침하곡선과 유사한 변위곡선을 얻은 바 있으며, Robert and de Souza (1958)는 구속압축시험에서 137,200의 고 압으로 시험을 실시하여 한계압력 이후에 큰 변위가 발생한 다는 것을 확인하였으며, 이것이 입자파쇄와 연관이 있다고 결론지었다. Hagerty et al. (1993)은 종류가 다른 모래에 수직 압을 688,533까지 가하였으며, 이들은 입자의 모난정 도, 입경의 증가, 광물입자의 강도가 감소하면 입자파쇄가 증 가한다고 하였다. 또한 Hall and Gordon (1964)은 동일한 압 력이 주어질 경우, 모난입자나 표면이 거친 입자가 부드럽고 둥근 입자의 경우보다 많은 파쇄가 발생한다고 하였다.
입자의 파쇄인자에 대하여 일부 연구자들은 하나의 입경 에 근거한다고 하였고, 일부 연구자들은 전체 입도분포의 변 화에 근거한다고 하였다. Marsal (1967)은 Earth Dam과 Rockfill Dam의 설계 그리고 시공 상에 입자가 파쇄되는 것 에 착안하여 파쇄지수 B를 개발하였으며, 이는 입도분포곡선 에서 입도시험 전·후의 결과를 바탕으로 각각의 체에 대한 통 과율의 차이를 기준으로 하여 산정한다. Hardin (1985)은 파 쇄 전·후 전체 입도분포의 변화에 근거하여 파쇄지수 Br을 제 시하였다. 또한, Hardin (1985)은 입자의 파쇄량은 유효응력
Fig. 1 Definitions of Particle Breakage Factors
의 상태 및 유효응력경로, 입경의 분포, 입자의 모양, 입자의 강도, 간극비, 간극수의 존재유무 등에 따라 달라진다고 하였 다. Son (2006)은 다짐시험 전·후의 각 체별 통과율의 비를 이 용하여 풍화토의 파쇄성을 나타내는 파쇄지수 을 제안하 였다.
본 연구에서는 Bottom ash의 파쇄성을 파악하기 위해 다 짐에너지를 달리 하여 입자파쇄를 실시하였으며 기존에 제시 된 다양한 파쇄지수 산정 방법을 이용하여 다짐 정도에 따른 파쇄지수를 산정하였다. 그리고 일반적으로 파쇄성이 크다 고 알려진 풍화토에 대한 선행 연구 결과와 비교하였다. 또한 투수시험을 통해 파쇄 전·후 Bottom ash의 투수성 변화를 확 인하여 성토재 및 뒷채움재로서의 재활용성을 검토하고자 하 였다.
Ⅱ. 배경 이론 1. 파쇄지수
실제적으로 정상 지반 압력 하에서 수행되는 많은 지반조 사 및 실험은 입자 파쇄를 야기한다 (Lade et al., 1996). 입자 의 파쇄는 상대적으로 낮은 압력에서도 나타날 수 있으며, 이 는 토립자 개개의 특성에 따라 달라진다. 이러한 입자 파쇄 정 도를 정량화하기 위하여 다양한 파쇄지수가 제시되었다. 입 도분포곡선의 특징인 통과율, 입경, 면적을 이용하여 입자 파 쇄 정도를 나타내는 파쇄지수는 Fig. 1과 같다.
Marsal (1967)은 Earth Dam 및 Rockfill Dam의 설계 그리 고 시공과 관련한 대규모 삼축시험에서 많은 양의 입자가 파 쇄되는 것에 착안하여 Breakage Index, B를 개발하였다. 이 것은 입도분포곡선에서 입도시험 전·후의 결과를 바탕으로 각각의 체에 대한 통과율의 차이를 기준으로 하여 파쇄지수
를 산정하며, 이 때 B의 범위는 0~100 %이다.
Lee and Farhoomand (1967)는 Earth Dam에 적용되는 필 터재료의 연구 중 입자파쇄의 측정방법을 개발하였다. 모래 를 대상으로 하는 하중시험 전·후의 시료를 대상으로 입도분 포곡선에서 15 % 통과입경의 비로 파쇄지수를 결정하며 이 를 D15i/D15f라 정의 하였다. 이때 파쇄지수 산정의 기준으로 15 % 통과입경으로 결정한 이유는 Earth Dam에서 필요로 배 수필터의 기준이 이 입경을 기초로 하기 때문이다. D15i/D15f 는 단일입경을 기준으로 산정되기 때문에 동일한 실험데이터 에 대해 더 큰 분산을 나타내는 경향이 있다. 또한 지수의 분모 에 최종 입자 크기를 포함하고 있기 때문에 분산이 더욱 증가 한다. 파쇄가 크게 일어나는 경우 파쇄 후의 입경은 매우 작아 질 수 있는데, 이때 입경 측정 결과의 작은 오차가 파쇄지수 D15i/D15f의 큰 변화를 야기한다 (Lade et al., 1996).
Hardin (1985)은 파쇄 전·후 전체 입도 분포의 변화에 근거 하여 파쇄인자 Br을 제시하였다. 원시료의 입도분포곡선과 0.075 mm체를 기준으로 한 사이의 면적을 Breakage Potential, Bp라 정의하고, 원시료의 입도분포곡선과 파쇄 후의 입도분 포곡선 사이의 면적을 Total Breakage, Bt라 정의하였다. 이 를 바탕으로 시험 전·후의 입도분포 곡선의 면적비를 Relative Breakage, Br = Bt/Bp라 하여 파쇄인자를 정의하였다. Br의 범위는 0에서 1까지이다. Br은 원시료의 입도 분포 곡선과 0.075 mm를 기준으로 한 면적으로 정규화되며, 이에 따라 각 각의 입경 결정 시 오차가 발생하더라도 안정적으로 Br의 산 정이 가능하다.
Lade et al. (1996)는 입자의 파쇄는 입자가 가지는 강도를 초과했을 때 발생한다고 하였으며, 파쇄인자는 파쇄로 인해 변하는 투수성을 평가하여 판단할 수 있다고 하였다. 이에 따 라 일반적으로 투수성에 영향을 미친다고 알려진 유효입경 (D10)을 이용한 파쇄지수 B10=1-D10f/D10i를 제시하였다. B10
은 분산이 적고 파쇄가 크게 일어나는 경우 지수가 1으로 수 렴하기 때문에 안정적으로 파쇄지수의 산정이 가능하다. 그 러나 파쇄 후 10 %이상의 세립분이 발생하는 경우 유효입경 B10의 산정이 곤란하기 때문에 외삽으로 이를 결정하여야 하 는 문제점이 발생한다.
Son (2006)은 파쇄성이 크다고 알려진 풍화토에 대해서 다 짐시험 전·후의 통과율의 비로 파쇄지수 을 산정하였다.
이 때 의 범위는 최저값은 1이며, 최대값은 제한이 없다.
지수의 분모에 초기 N번 체 누적 통과율이 들어가기 때문에 누적 통과율이 큰 입경에서 지수가 작게 산정되며, 반대로 누 적 통과율이 작은 입경에 대해서는 지수가 크게 산정되는 경 향이 있다. 이를 이용하여 풍화토의 각 입경별 파쇄지수를 산 정하였으며, 입도, 직접전단시험, SEM, Fall cone test, 전기
Table 1 Physical properties of bottom ashes
Sample Gs Passing sieve
D10 (mm) D60 (mm) Cu Cg PL USCS
4.75 mm (%) 0.075 mm (%)
YH 2.21 75.50 5.70 0.13 2.35 18.54 0.60 NP SP
SCP 2.20 99.14 3.45 0.17 1.05 6.25 0.71 NP SP
TA 2.15 86.13 5.69 0.15 1.78 12.09 1.50 NP SW
HN 2.17 84.34 2.77 0.20 2.21 11.21 1.72 NP SW
(a) YH (b) SCP
(c) TA (d) HN
Fig. 3 SEM image of bottom ashes
Fig. 2 Particle size distribution curves of bottom ashes 비저항, 유전상수의 측정 결과를 바탕으로 풍화토의 파쇄특
성을 잘 표현할 수 있는 파쇄지수 을 제시하였다.
Ⅲ. 재료 및 방법 1. 재료
일반적인 Bottom ash의 다짐에너지에 따른 파쇄특성을 파 악하기 위하여 국내 영흥 (YH), 삼천포 (SCP), 태안 (TA), 호 남 (HN) 지역의 석탄 화력 발전소에서 채취한 시료를 사용하 였으며, 기초물성시험결과는 Table 1과 같다. 본 연구에서 사 용한 국내 4개 발전소의 Bottom ash는 비중이 2.15 ~ 2.21로 일반적인 흙에 비하여 상대적으로 낮은 비중을 가지고 있으 며, 비소성으로 나타났다. Fig. 2는 각 시료의 입도분포곡선이 며, Fig. 3는 각 시료의 주사 전자 현미경 (SEM, Scanning
Electron Microscope) 촬영 결과이다. 둥근 기포 형태의 입자 형상이 관측되며, 입자 내부에 공동이 형성된 다공질 재료임
Fig. 4 Compaction Mold and Rammer
Table 2 Conditions of sample and particle breakage test
Classification Method Condition
Sample - YH, SCP, TA, HN
Particle
Breakage Compaction Compaction Energy 553.8, 1107.6, 1661.4 Grain
Distribution Washed KS F 2302
Permeability Falling Head KS F 2322 이 확인 가능하다. 입도분석 결과, 입경 0.075 mm 이하의 입
자가 2.77 ~ 5.70 %로 매우 낮게 나타났으며 입경 4.75 mm 이 상의 입자는 영흥 지역 Bottom ash의 경우 24.50 %로 타 지역 에 비해 높으며 이에 반해 삼천포 지역 Bottom ash는 1 % 미 만이다.
2. 실험방법
본 연구에서는 Bottom Ash를 몰드에 느슨하게 성형한 후 래머를 이용한 타격으로 입자파쇄를 실시하였다. Bottom Ash와 같은 모래질 시료를 다짐시험 시 두 개의 최적함수비 가 나타나는데, 이 중 현장 다짐조건을 고려하기 위해 높은 쪽 의 함수비인 20 %를 적용하였다 (Choi et al., 2013). 현장 시 공 시 과다한 다짐 에너지가 입자파쇄에 미치는 영향을 파악 하기 위해 표준 A 다짐의 다짐 에너지 100 %, 200 %, 300 % 조건으로 입자 파쇄를 실시하였고, 입자 파쇄를 실시하지 않 은 원 시료와 비교하였다. 그런데 표준 A 다짐에서 규정된 래 머의 직경은 5 cm으로 몰드의 직경 10 cm보다 작기 때문에 다짐 시 전 면적에 대하여 일정한 다짐을 기대하기 힘들며, 다 짐이 편중된 경우 시료의 일부 구간에서만 파쇄가 나타나므 로 파쇄지수의 정확한 측정이 어렵게 된다. 따라서 본 연구에 서는 직경이 10 cm인 래머를 이용하여 입자 파쇄 시 몰드의 전단면을 고르게 다지는 방법을 사용하였으며 표준 A 다짐의 다짐에너지를 고려하여 래머는 무게 4.48 kg, 낙하고 45 cm 이며 낙하횟수를 각각 28, 56, 84회로 달리하여 실험을 실시 하였다. 다짐에 사용한 몰드와 래머의 규격은 Fig. 4와 같다.
다짐 에너지를 달리하여 입자 파쇄를 실시한 시료에 대하 여 입도 분석 및 투수 시험을 실시하였다. 다짐 후 입도 분석을 실시할 경우, 미세 입자들의 흡착으로 인해 입자의 크기가 과 대평가 될 수 있다 (Noh et al., 2006). 따라서 파쇄시료의 정확 한 파쇄지수 산정을 위해 세립분의 정확한 파악이 가능하고 동일 조건으로 시험할 수 있는 수세법을 이용하여 입도분석
을 실시하였다.
투수 시험을 위한 시료 성형 시 동적 다짐을 수행할 경우 추 가적인 파쇄가 발생 할 수 있기 때문에 시료의 파쇄를 최소화 하기 위하여 정적 다짐을 수행하였다. 본 연구에서 수행한 입 자 파쇄 및 입도, 투수 시험 조건은 Table 2와 같다.
Ⅳ. 결과 및 고찰
1. 입자 파쇄에 따른 입도 분포 변화
각 시료의 다짐 에너지에 따른 입도 분포의 변화를 Fig. 5에 나타내었다. 다짐에너지가 증가함에 따라 입도 분포 곡선이 위쪽으로 이동하였으며, 이는 다짐에 따른 입자의 파쇄로 각 체별 통과량이 증가함을 의미한다. 초기 4.75 mm체 잔류율 이 높은 YH시료에서 가장 뚜렷하게 입도 분포 변화가 나타나 며 이는 YH시료에서 가장 많은 파쇄가 발생함을 의미한다.
타 지역 Bottom ash는 상대적으로 변화가 작게 나타났으나 다짐에너지가 증가할수록 파쇄량이 증가하는 경향을 보였다.
2. Bottom ash의 파쇄지수 산정 결과
Fig. 6은 Bottom ash의 다짐에너지 별 파쇄지수 B의 산정 결과이다. Marsal (1967)이 제시한 파쇄지수 B는 입도 분포 곡선의 파쇄 전·후 통과율의 차이로 산정된다. 본 연구에서는 KS F 2302에서 제시하는 체 가름 시험용 공칭 체인 No. 4, No. 10, No. 20, No. 40, No. 60, No. 100, No. 200 체 통과율 을 기준으로 산정하였으며 공칭 체 호칭에 따라 BN (N번체 통 과량을 기준으로 산정한 B)로 명기하였다.
Bottom ash의 파쇄지수 B는 다짐에너지가 증가함에 따라 점차적으로 증가하며, 특히 0.250 mm ~ 0.850 mm의 입경에 서 크고, 양단에서 작은 분포를 보인다. YH시료는 타 지역에 비해 B4, B10이 높게 나타나고 있으며, 이는 초기 4.75 mm체 잔류율이 24.50 %로 타 지역에 비해 높기 때문으로 판단된다.
YH시료와 SCP시료의 경우 초기 파쇄 이후 B의 증가율이 감 소하고 있으나, TA시료와 HN시료는 다짐에너지 증가에 따
(a) YH (b) SCP
(c) TA (d) HN
Fig. 5 Particle size distribution curves of compacted bottom ashes
(a) YH (b) SCP
(c) TA (d) HN
(a) YH (b) SCP
(c) TA (d) HN
Fig. 7 Particle breakage factor, BI (Son, 2006) related to grain size of bottom ashes
라 파쇄가 지속적으로 발생하였다. 그러나 YH시료를 제외한 Bottom ash에서 표준 A다짐 에너지의 300 % (1661.4 kN/m2)로 다졌을 때에도 시료의 파쇄 정도는 유사한 수준이 며 특히 B200은 최대 3.41 (YH), 최소 0.11 (HN)로 낮게 나타 난다. 이는 흙의 투수성에 주로 영향을 미치는 세립분 함량의 변화가 미미함을 뜻한다.
Fig. 7은 Bottom ash의 다짐에너지 별 파쇄지수 BI의 산정 결과이다. 다짐에너지가 증가함에 따라 BI가 높게 산정되며, 입경이 작아질수록 대체적으로 BI가 높게 나타났다. 동일한 크기의 다짐에너지에서 BI는 입경이 작아질수록 점차 증가 하나 0.150 mm이하의 작은 입경에서 지수의 변동이 크게 나 타났다. 이는 BI100, BI200산정 시 분모가 되는 원 시료의 누적 통과율이 매우 작아 분자인 파쇄 후 누적 통과율의 작은 변화 에도 BI에 영향을 크게 미치기 때문이다. 따라서, 작은 입경에 대한 파쇄성을 BI로 판단 시 파쇄성을 과대평가할 가능성이 존재한다.
Fig. 8은 Bottom ash의 다짐에너지 별 파쇄지수 Br, D15i/ D15f, B10의 산정결과이다. Br은 YH시료에서 타 지역에 비해 높게 나타나고 있으며, 이는 앞선 B, BI의 산정결과와 마찬가 지로 높은 4.75 mm체 잔류율에 기인한다. SCP, TA, HN시료
는 다짐에 따라 Br이 비교적 선형적으로 증가하고 있으며, 최 대 0.08 ~ 0.11로 비교적 낮은 파쇄성을 나타내었다. 다짐에 너지 증가에 따른 D15i/D15f, B10은 전체 시료에서 유사한 경향 을 보이며 증가하고 있으며 이에 따라 Bottom ash의 파쇄 정 도에 따른 투수계수의 감소양상은 시료의 종류에 따라 큰 차 이를 보이지 않을 것이라 판단된다.
Table 3은 풍화토의 다짐에너지 별 파쇄지수이다. 풍화토 는 대부분의 입자 파쇄가 다짐에너지 553.8 ~ 540 kN/m2에서 발생하고 이후 다짐에너지를 계속 가하여도 지속적인 파쇄는 거의 나타나지 않는 반면 Bottom ash는 표준 A다짐 에너지의 300 % (1661.4 kN/m2)구간까지 지속적으로 파쇄지수가 증 가한다. 그러나 Bottom ash의 파쇄는 대부분 0.250 mm ~ 0.850 mm의 입경 부근에서 발생하며 세립분 함량의 변화는 풍화토에 비해 매우 작기 때문에 파쇄에 따른 공학적 성질의 변화는 미미할 것으로 판단된다.
3. 입자 파쇄에 따른 투수계수 변화
Fig. 9은 입자 파쇄에 따른 Bottom ash와 풍화토에 대한 투 수계수 산정 결과를 비교한 것이다. 본 연구에서는 파쇄에 따
(a) (b)
(c)
Fig. 8 Particle breakage factor, (a) Br and (b) D15i/D15f (c) B10 related to compaction energy of bottom ashes Table 3 Breakage index of weathered soils (reference)
Reference Compaction Energy (kN/m2)
Breakage Index
BI B
BI4 BI10 BI20 BI40 BI60 BI100 BI200 B4 B10 B20 B40 B60 B100 B200 Br
Noh et al.
(2006) H1
553.8 1.00 1.07 1.11 1.14 1.20 1.31 1.71 0.00 6.27 8.97 8.36 8.63 8.36 9.17 0.192 1107.6 1.00 1.07 1.12 1.15 1.26 1.40 1.87 0.00 6.37 9.17 8.46 11.23 10.74 11.16 0.218 1661.4 1.00 1.07 1.13 1.16 1.29 1.40 1.99 0.00 6.57 9.87 9.56 12.53 10.84 12.81 0.235
H2
553.8 1.00 1.00 1.01 1.08 1.12 1.26 1.28 0.00 0.00 1.18 5.59 6.78 9.72 7.05 0.139 1107.6 1.00 1.00 1.03 1.09 1.17 1.34 1.33 0.00 0.00 2.65 6.18 9.40 12.96 8.24 0.184 1661.4 1.00 1.00 1.03 1.09 1.20 1.44 1.34 0.00 0.00 2.67 6.56 10.90 16.49 8.52 0.212
H3
553.8 1.00 1.10 1.14 1.27 1.33 1.40 1.57 0.00 7.96 8.68 11.17 10.58 8.81 7.06 0.172 1107.6 1.00 1.10 1.15 1.29 1.33 1.51 1.81 0.00 7.97 9.28 12.36 10.86 11.18 10.02 0.191 1661.4 1.00 1.10 1.15 1.31 1.34 1.60 1.97 0.00 7.98 9.56 13.01 10.91 13.21 12.08 0.204
H4
553.8 1.00 1.01 1.02 1.06 1.13 1.24 1.45 0.00 1.00 1.92 4.43 7.19 8.35 9.12 0.139 1107.6 1.00 1.02 1.03 1.07 1.15 1.31 1.57 0.00 1.59 2.20 5.17 8.21 10.87 11.60 0.172 1661.4 1.00 1.02 1.03 1.09 1.20 1.39 1.67 0.00 1.73 2.79 6.32 10.58 13.52 13.52 0.212
Kim (2014)
540 1.01 1.02 1.08 1.18 1.26 1.37 1.52 1.21 2.17 5.79 9.15 9.28 8.80 6.63 0.143 1620 1.02 1.04 1.11 1.25 1.37 1.48 1.82 1.82 3.13 7.36 12.89 13.02 11.45 10.49 0.198 5400 1.02 1.04 1.11 1.27 1.39 1.53 1.86 1.82 3.14 7.61 13.74 13.74 12.66 10.97 0.210
Fig. 9 Permeability related to compaction energy of bottom ashes and weathered soil
른 영향이 클 것으로 판단되는 입경 4.75 mm이상의 입자 함 량이 높은 YH시료와 SCP시료를 대상으로 투수시험을 실시 하였다. 결과에서와 같이 Bottom ash는 풍화토에 비해 초기 투수계수가 매우 높으며 입자 파쇄에 따른 투수계수의 감소 폭도 상대적으로 작게 나타났다. 또한, 현장의 과다짐 조건을 고려한 다짐에너지 수준인 1661.4 kN/m2로 다졌을 때에도 그 투수성이 일반적인 반 투수재료의 투수계수 범위인 ∼
로 나타났다. 앞선 D15i/D15f, B10의 산정결과에서 예측한 바와 같이 Bottom ash의 파쇄에 따른 투수계수 감소 양상은 시료의 종류에 따라 큰 차이를 보이지 않았다.
Ⅴ. 요약 및 결론
본 연구에서는 Bottom ash의 파쇄특성을 평가하기 위해 현장 과다짐 조건을 고려하여 파쇄 전·후의 입도분석 및 투수 시험을 실시하였다. 다양한 연구자가 제시한 파쇄지수를 산 정하여 Bottom ash의 파쇄성을 평가하였으며, 일반적으로 파 쇄성이 크다고 알려진 풍화토에 대한 파쇄 실험 결과와 비교, 분석하였다. 본 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
1. 파쇄지수 B는 다짐에너지가 증가할수록 점차적으로 증가 하며, 0.250 mm ~ 0.850 mm의 입경에서 크고, 양단에서 작은 분포를 보인다. 초기 4.75 mm체 잔류율이 높을수록 B4, B10이 크게 나타나며 B200의 변화량은 최대 3.41 (YH), 최소 0.11 (HN)로 낮게 나타나 파쇄에 따른 투수성의 변화 가 미미하였다.
2. 파쇄지수 BI를 이용하여 0.150 mm이하의 작은 입경을 가
지는 입자의 파쇄성을 판단 할 경우 실제 파쇄가 발생하는 양은 매우 작으나 이에 따른 BI가 매우 민감하게 변화하기 때문에 파쇄성을 과대평가할 가능성이 존재한다.
3. 다짐에너지 증가에 따라 D15i/D15f, B10은 시료에 따른 큰 차 이 없이 유사한 경향을 보이며 증가하고 있으며 이로 인해 Bottom ash의 파쇄 정도에 따른 투수계수의 감소 양상은 시료의 종류에 따라 큰 차이를 보이지 않았다. 실제로, 파쇄 정도에 따른 투수계수 측정 결과 YH시료와 SCP시료의 파 쇄에 따른 투수계수 감소 양상은 매우 유사하게 나타났다.
4. 기존에 제시된 다양한 파쇄지수는 그 목적에 따라 지수의 산정 방법이나 범위에 큰 차이가 있다. 이에 따라 입자의 파쇄성을 평가할 경우 여러 가지 파쇄지수를 적용·산정하 여 그 목적에 따라 파쇄성에 대한 평가를 수행하여야 할 것 이다.
5. Bottom ash의 투수계수는 풍화토에 비해 매우 높게 나타났 으나 입자 파쇄에 따른 투수계수의 감소폭은 작게 나타났 다. 이에 따라 Bottom ash는 기본적으로 풍화토에 비해 높 은 배수성능을 기대할 수 있으며, 현장에서 과다짐 등에 의 해 파쇄가 발생하더라도 배수성능이 잘 유지될 수 있을 것 이라 판단된다.
사 사
이 연구는 2012년도 정부 (교육과학기술부)의 재원으로 한국연구재단의 기초연구사업 지원을 받아 수행된 것임 (2012 R1A1A1010633)
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