발전부산물을 재활용한 그라우트재의 노후 저수지 보강효과 분석에 관한 연구
A Study on the Reinforcement Effect Analysis of Aging Reservoir using Grout Material recycled Power Plant Byproduct
1
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
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 내부에서의세굴과 침식으로 인한 안정성이 매우 감소한 상태이며, 최근 이상기후로 인한 집중강우가 발생할 경우 노후 저수지가 붕괴되어많은 재산 및 인명피해로 이어질 수 있다. 이에 따라 노후 저수지를 관리하는 각 기관에서는 보통 포틀랜드 시멘트를 주입재로사용하여 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 시멘트를대체할 수 있는 새로운 재료 및 공법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 국내 산업기준을 만족하지 못해재활용에 어려움을 겪고 있는 발전부산물을 활용하여 보통 포틀랜드 시멘트와 유사한 경화반응을 유도할 수 있도록 개발된고화재를 노후 저수지의 그라우트재로 사용하였다. 이를 위해 실내시험을 통한 기본적인 성능 분석과 현장에서의 시험시공후, 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 시멘트를대체하여 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 대체가가능할 것으로 분석되었다.
Abstract
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.
참고문헌 (25)
- Barton, N., "Rock Quality, Seismic Velocity, Attenuation and Anisotropy" (2007), Taylor & Francis
- 최정열, "폐광산 지역의 공동 탐지 및 지반침하 모니터링을 위한 전기비저항탐사와 시추공영상촬영기법 적용 사례", 한국지구과학회지, 34(3), pp.195~208 (2013), 한국지구과학회[DOI]
- 김학문, "가소성그라우트의 배합특성 및 현장 적용성 평가", 한국산학기술학회논문지, 12(9), pp.4223~4238 (2011), 한국산학기술학회
- 2019 Electricity Market Trends and Analysis, Annual Report, "Korea Power Exchange", Korea Power Exchange, ~ (2019)
- Generation and Recycling of Power Plant Byproducts from 5 Power Company, Static Information, "Korea Power Plant Byproduct Recycling Association", Korea Power Plant Byproduct Recycling Association, ~ (2020)
- "Testing method for compressive strength of hydraulic cement mortar", KS L 5105, Korea Standards Association, ~ (2007)
- "Fly Ash", KS L 5405, Korea Standards Association, ~ (2016)
- Lazard’s Levelized Cost of Energy Analysis, Annual Report, "LAZARD", LAZARD, ~ (2020)
- Lee, B., "Collapse Risk and Safety Management of Aging Reservoirs", Journal of Disaster Prevention, 16(4), pp.20~25 (2014)
- 이동범, "노후댐 보수보강을 위한 침투그라우팅 효과 분석", 지질공학, 28(2), pp.277~295 (2018), 대한지질공학회[DOI]
- Lee, S. J., "A Study on Application a Permeable Compacting Grout for Reservoir Impermeability Reinforcement", Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference, 2019, pp.161~ (2019)
- Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs, "Statistical Yearbook of Land and Water Development for Agriculture 2017" (2018)
- The 9th Basic Plan on Electricity Demand and Supply, "Ministry of Trade, Industry and Energy", Ministry of Trade, Industry and Energy, ~, pp.Announce No. 2020-741 (2020)
- 박동순, "저압 침투그라우팅에 의한 필댐 제체의 안정화", 한국방재학회논문집, 16(6), pp.325~338 (2016), 한국방재학회
- 박동순, "중심코어형 필댐의 코어재 현장 물성에 대한 통계학적 분석", 한국방재학회논문집, 16(3), pp.243~256 (2016), 한국방재학회
- 박종탁, "순환유동층 플라이 애시를 사용한 혼합시멘트의 포졸란 반응성과 역학적 성질에 관한 연구", 한국건설순환자원학회 논문집, 6(3), pp.207~213 (2018), 한국건설순환자원학회[DOI]
- 박종탁, "슬래그시멘트 초기강도 증진을 위한 자극제로서 CFBC Fly ash의 활용연구", 한국건설순환자원학회 논문집, 8(1), pp.8~16 (2020), 한국건설순환자원학회[DOI]
- 박성용, "저수지 제방 보수보강을 위한 하이브리드형 그라우트재 연구", 한국지반신소재학회 논문집, 16(3), pp.21~30 (2017), 한국지반신소재학회[DOI]
- Development of Long-Term Monitoring Technique to Delineate the Leakage of Reservoir Dike, Report, "Rural Research Institute", Rural Research Institute, ~ (2003)
- 서세관, "고칼슘 연소재를 이용한 매입말뚝 주면고정액의 현장 재하시험을 통한 성능평가", 한국지반공학회논문집, 34(6), pp.17~24 (2018), 한국지반공학회[DOI]
- 신은철, "소규모 농업용 저수지의 안전관리 개선 방향", 한국지반신소재학회 논문집, 11(3), pp.53~58 (2012), 한국지반신소재학회
- "Soil Environment Conservation Act. No. 2017-22, Standard Test Method for Soil Contamination, Ministry of Environment", ~ (2017)
- Song, C. S., "Analysis of Deterioration Degree for the Dam Body of Agricultural Reservoir in Chungbuk Area by Management Agency", Journal of Agricultural Science-Chungbuk National University, 35(1), pp.19~31 (2019)
- 송상훤, "결합재 및 사용수 변화에 따른 노후저수지 보강용약액주입공법 적용에 관한 연구", 한국농촌건축학회논문집, 21(4), pp.45~52 (2019), 한국농촌건축학회[DOI]
- 유광호, "절리 암반터널 내 그라우팅 전∙후의 암반 투수계수 및 그라우팅 주입량과 Q 시스템 항목들과의 상관관계 연구", 한국터널지하공간학회 논문집, 14(6), pp.617~635 (2012), 사단법인 한국터널지하공간학회