산업폐기물을 이용한 도로 포장 응용

1. 발생

산업활동에서 발생되는 부산물로서 산업활동에 더 이상 필요치 아니한 쓰레기로 정의한다. 예를들면 오니, 잔재물, 폐유, 폐산, 폐고무, 폐합성수지, 광물분진 등이 포함된다. 또한 재이용 처리 비용상 가치가 없는 쓰레기도 포함되어 있어 경제적인 가치가 없을 때에도 발생의 요인이 된다.

원    료     :    (원료 처리→배출→산업쓰레기)

↓

생산공정     :    (공정상에서 폐기되는 부산물)

↓

오염방지     :    (오염을 일으키는 부산물)

↓

슬 러 지     :    (산업폐기물)

↓

처    리

매  립      재  생         소  각       기  타

(35.0 %)    (40.0 %)      (10.0 %)     (15.0 %)

(약 10,000,000 톤/년)

2) 처리 목표

	1992년	1997년	2001년
1인당 쓰레기 발생량(kg)	1.54	1.49	1.39
생활쓰레기 관리구조 재활용(%) 소 각(%) 배 립(%)	7.9 1.5 89.2	20.0 14.2 65.8	30.0 25.0 45.0
쓰레기 처리비 부담율(%)	12.0	60.0	10.0
사업장폐기물 관리구조 재활용(%) 소 각(%) 매 립(%)	53.6 13.0 33.4	60.0 17.5 22.5	65.0 15.0 20.0

3) 배출 업종

(표 1) 산업폐기물 업종

분류번호	업 종	포 함 업 종
01 02 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24	산업용 화학물 제조업 기타 화학 제품 제조업 식료품 제조업 해산물 도매 및 소매장 음료품 및 담배제조업 섬유제조엄 종이제조업 비금속광물제품 제조업(석유, 석탄제품제외) 육상운수 및 자동차 수 선업 세탁업 세탁광업 금속광업 비금속광업 인쇄및출판업 사진처리업 사회서비스업 축산업 전기업 기 타	유기화학물, 산업용 무기화학물, 산업용 가스 합성 유기염료, 염색 및 유연제 액스와 합성 유연제, 안료 및 착색제재, 비료, 살충제, 합성고무, 또는 재생섬유제조, 기타 산업용 화학물 도료, 의약품, 비누 세정제 및 제라틴, 폭약, 성냥, 카본 블랙, 광택제, 사진용 화학물, 잉크, 방향유 제조, 기타 화학 제품. 도살, 고기가공 및 저장, 낙농물, 과실 및 야채, 통조림 및 가공저장, 해산물, 통조림 및 가공저장, 동식물유지, 빵제품 및 국수제조, 설탕 및 설탕과자, 배합사료, 조미료, 두부제조업 기타 해산물 도매 및 소매장(건어물 또는 가공품 제외), 기타 주정, 소주, 인삼주, 중류주, 약주 및 탁주, 청주, 포도주, 맥주, 청량음료, 담배제조업, 기타 방적 및 제사, 직물제품, 편직, 융단 및 돗자리끈 및 로오프, 직조 섬유표백, 염색 및 정리업, 기타 펄프, 종이, 판지, 세로판 제조업, 목재등 도기, 자기및토기, 유리 및 유리제품, 시멘트, 석회 및 플라스틱, 구조점토제품, 암면석제품 제조업, 기타 철도, 고속버스, 시외버스, 시내버스, 지하철, 택시 전세 및 관광버스, 도로화물 운수업, 주차장, 자동차수선, 자동차세차, 윤활유 교환업 세탁업 무연탄 및 갈탄광업, 기타 철광업, 비철금속 광업 토사석채취, 화학 및 비료원료용 광물광업 기타 인쇄 및 출판업, 기타 사진처리업, 영화제작업 교육서비스, 학술연구기관 의료 및 보건서비스업 낙농업, 육유사육업, 양돈업, 마사육업, 경마장 전기업 기타(금융업, 목욕탕, 숙박업 등 서비스업)

4) 분류

국가가 산업폐기물로 지정하는 폐기물은 일반 및 특정 폐기물로 분류하되, 국민 보건에 유해정도를 기준으로하여 특정 폐기물로 지정한다. 일단 특정 폐기물로 지정이 되면 국가의 책임하에 관리가 이뤄지고 일반폐기물은 폐기물 관리 절차로 처리된다.

(그림 1) 산업폐기물 처리계통도

산업폐기물

특정 산업                          일반산업

부패성      유해성       무해성

특정폐기물                                       일반폐기물

처 리                                            처 리

재  생       소  각                                   재활용

열회수        재

매    립

가. 특정폐기물

사람의 건강과 환경에 치명적인 해악를 주는 물질이 들어있는 폐기물을 말한다.

폐기물관리법은 `사업활동에 수반하여 발생하는 오니, 폐유, 폐산, 폐알칼리, 폐고무, 폐합성수지 등 환경 및 국민보건에 유해한 물질로 대통령령이 정한다'고 규정하고 있다.

특정폐기물로는 일곱가지 종류가 있다.

첫째 수소이온농도(pH) 2 이하인 강산성이나 pH 12.5 이상인 강알칼리성이다.

둘째 인화성으로 벤젠이나 아세톤, 톨루엔처럼 휘발성이 있어 불이 붙기 쉬운 물질이다.

셋째 몸속에 쌓이는 중금속 등을 들 수 있다.

넷째로는 급성독성으로 몇 시간 또는 24시간 이내에 독성이 나타나는 농약이 있다

다섯째 만성독성으로, 오랜 기간에 걸쳐 인체에 피해를 준다.

여섯째 난분해성으로서 자연분해가 어렵다

입곱번째로는 부패성으로 피혁 가죽공장이나 도살장, 수산물 가공공장 등에서 나오는 폐기물 등이 대표적이다.

나. 일반폐기물 : 일상생활에서 배출되는 대부분의 생활쓰레기와 유해성이 없는 산업폐기물

① 식품 폐기물(음식물 찌꺼기)

음식물을 준비하는 과정에서 불필요한 부분, 요리과정에서 생기는 찌꺼기, 먹고 남은 음식물, 변질된 음식물 등을 말하며 대도시 주민 및 음식점 등에서 많이 발생한다.

② 생활 쓰레기(폐품)

종이류(신문, 잡지, 헌 교과서, 포장용지, 포장상자, 책자 등), 나무류(나무상자, 가구, 건축재, 합판, 하드보드 등), 플라스틱, 비닐, 스티로폼류 , 전기, 전자제품(라디오, 전축, 녹음기, TV, 선풍기, 냉 난방기 등) ,가죽제품(의류, 구두, 악세사리 등), 고무제품(신발, 장갑 등) ,

유리제품(컵, 병, 유리창 등), 의류, 침구류(면직, 나일론, 합섬류, 기타 침구류 등)

자) 철제품(취사용구, 빈깡통 등)

③ 대형 쓰레기

기계류(산업현장의 기계류 등), 자동차(엔진, 차체, 타이어 등), 냉 난방기구(보일러, 에어컨, 난로 등) , 자전거, 오토바이, 가구류 등

④건축물 쓰레기-

콘크리트 구조물, 벽돌, 헌 목재 , 철골 구조물, 전기 위생 난방용 시설물 등

⑤ 가로 및 정원의 폐기물

낙엽, 먼지, 나무껍질, 잡초, 관상수의 나뭇가지, 휴지 등과 결혼식장 및 영안실의 화환 등

⑥ 동물의 시체 -애완동물이나 가축의 시체, 도축장에서 나오는 폐기물 등

⑦ 재, 검댕이-취사, 난방용으로 사용하고 남은 폐기물로서 나무재, 연탄 및 무연탄재, 검댕이등

⑧ 농·축산 폐기물

폐비닐 플라스틱: 도시의 비닐포장지, 농업용 폐비닐등, 축산 폐기물(분뇨, 사료 찌꺼기등)

5)폐기물 유해성

가. 특정 유해 산업 폐기물 조건

특정 유해 폐기물	특정 유해 폐기물의 종류
1. Cd 또는 그 화합물 2. CN 화합물 3. 유기인 화합물 4. Pb 또는 그 화합물 5. 6가 Cr 또는 그 화합물 6. As 또는 그 화합물 7. Hg 또는 그 화합물 8. PCB 9. Cu	1. 용출시험결과 용출액에 Cd가 0.1ppm이상 검출 될 경우 2. 상기 시험에서 1 ppm 이상 3. 상기 시험에서 1 ppm 이상 3. 상기 시험에서 1 ppm 이상 4. 상기 시험에서 1 ppm 이상 5. 상기 시험에서 0.5 ppm 이상 6. 상기 시험에서 0.5 ppm 이상 7. 상기 시험에서 0.05 ppm 이상 8. 상기 시험에서 0.03 ppm 이상 9. 상기 시험에서 3 ppm 이상

나. 중금속이 인체에 미치는 영향

중 금 속	급 성 독 성	만 성 독 성
카드뮴(Cd) 비소(As) 시안(CN) 유기수은(Hg) 납(Pb) 크롬(Cr)	구토, 복통, 오심 설사, 혈압강하, 혼수 호흡급박, 구토, 두통 신경질환, 난청 황달, 근육통 복통, 심한 갈증	폐, 신장질환, 암유발 중추신경장애, 암유발 신경질환, 신장장애 신장장애, 환각증상 환각, 시력장애 비중격천공, 피부암

2.2 도로포장

																																													마모층
																																													표 층
																																													중간층
																																													중간층
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○																																													기 층
¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸ ¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸ ¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸¸																																													보조기층
15 - 30cm2
																																													차단층 또는 동상방지층

1)정의

-도로에서 교통하중을 직접 받는 부분

-반영구적인 설계가 절대적(주로 10-20년)

2)특징

ⅰ)속도에 따른 하중의 차이

ⅱ)차량의 중량에 따른 하중의 차이

ⅲ)차량의 종류에 따른 하중의 차이

ⅳ)기상이나 토질 조건

3)포장의 구조

가. 아스팔트 포장

ⅰ)구조

ii) 노상(Subgrade)

iii) 동상방지층(Anti-Frozen Layer)

구 분	기 준	시 험 방 법
마모감량(%) 실내CBR값 소성지수 모래당량	50 이하 30 이상 6 이하 25 이상	KS F 2508 KS F 2320 KS F 2303, 2304 KS F 2340

체크기 입도번호	통 과 중 량 백 분 율 (%)
	50mm	40mm	25mm	19mm	4.76mm (No.4체)	2.36mm (No.8체)	0.42mm (No.10체)	0.074mm (No.200체)
B - 1 B - 2	100	95-100 100	80-95	60-90 60-90	30-65 30-65	20-50 20-50	10-30 10-30	2-10 2-10

《보조기층 재료의 입도》

iv) 보조기층(Subbase Course)

v) 기층(Base Course)

① 시멘트 안정처리 공법

(ⅰ) 6일 양생, 1일 수침 후 일압축강도가 30 kg/cm2

(ⅱ)사용되는 재료는 0.42mm(No.40)체통과분의 소성지수가 9이하

(ⅲ)시공할 때:재료를 잘 분쇄→ 시멘트를 첨가혼합 →균일한 혼합물→다지기(함수율)

②역청 안정처리 공법 : 사용재료에 3-6%의 역청 재료를 첨가하여 다지는 공법

(ⅰ)사용 골재: 부순돌, 자갈, 슬래그,

(ⅱ)모래사용 골재: 대개 부순돌, 자갈, 슬래그, 모래 등 합성

(ⅲ)0.42mm(No.40)체통과분의 소성지수가 9이하,

(ⅳ)안정도:①350kg이상인 ② 250-350kg로 분류

체크기 입도번호	통 과 중 량 백 분 율 (%)
	50mm	40mm	19mm	10mm	2.36mm (No.8체)	1.19mm (No.16체)	0.074mm (No.200체)
CB - 1	100	95-100	50-100	-	20-60	-	0-15

《역청안정처리 골재의 입도범위》

③ 석회 안정처리 공법

체의크기 종 류		BB-1	BB-2	BB-3
통 과 중 량 백 분 율 (%)	50mm 40mm 30mm 25mm 19mm 10mm	100 95-100 - 70-100 55-90 30-70	- 100 - - 50-80 40-70	- - - 100 75-100 50-85
	4.76mm(No.4)체 2.36mm(No.8)체 2.0mm(No.10)체 0.60mm(No.30)체 0.42mm(No.40)체 0.30mm(No.50)체 0.15mm(No.100)체 0.074mm(No.200)체	17-55 10-42 - 5-28 - 3-22 - 1-10	28-55 - 17-40 - 5-23 - - 1-7	30-70 - 20-50 - 5-25 - - 1-7

④ 기타 (머케덤 공법 및 침투식 공법)

vi) 중간층(Binder Course)

vii) 표층(Surface Course)

2.3.2 콘크리트 포장(Concrete Pavement)

			·。°∴‥¸¡′∵□□□。¡·∑¸¿′∴‥。¸¡°∴‥¸‥¨¸˛¡¿¸∵°…°。
			동상반지층

나.콘크리트 포장

i) 구조(Structure)

ii) 노상(Subgrade)

iii) 보조기층(Sub-base Course)

① 기능

② 재료(Materials)

《안정처리에  사용되는 재료의 표준 입도.》

처 리 공 법 체의 호칭치수(mm)		시멘트안정처리	역청안정처리	석회안정처리
체통과 중량 백분율	50	100
	40	95 - 100
	19	50 - 100
	2.36(mmNo.8체)	20 - 60
	0.074mm(No.200체)	0 - 15	0 - 10	2 - 20
PI		9 이하	9 이하	6 - 18

입도번호	통과중량백분율(%)
	80mm	50mm	40mm	19mm	4.76mm (No. 4체)	2.36mm (No.8체)	0.42mm (No.40체)	0.074mm (No.200체)
SB-1	100	-	70-100	50-90	30-65	20-55	5-25	2-10
SB-2	-	100	80-100	55-100	30-70	20-55	5-25	2-10

3) 실험(Experiments)

가.재료 준비(Preparation of Raw Materials)

i) 폐석고

ii) 석 분

iii) 점토질 토양

iv) 시멘트 및 소석회

3.2 화학 분석(Chemical Analysis)

i) 화학조성(Chemical Compositions)

ii) 유해성분(Hazardous Compositions)

※유해성 및 중금속성분은 As, Cd, Cr+6, Pb, Hg, Cu, CN, P, CHCl=CCl2       (Trichloroethylene), CCl2.CCl2(Tetrachloroethylene)

나. 토목시험

i) 토질특성(Soil's Characteristics)

-KSF규격에 따른 시험

ii) 혼합다짐과 일축압축강도(Unconfined Compressive Strength)

★배합 설계★

제 1 단계 - 소석회와 시멘트 안정처리 비교

시험번호 재 료	No.2	No.3	No.4	No.5
폐석고(%)	10.0	25.0	32.5	36.25
석 분(%)	30.0	30.0	30	30.0
점 토(%)	30.0	30.0	30	30.0
시멘트(%)	30.0	15.0	7.5	3.75
	100.0	100.0	100.0	100.0

《배합설계》

제 2 단계  -  시멘트 안정처리

	No. 1	No.2
폐석고(%) 석 분(%) 점 토(%) 소석회(%) 시멘트(%)	10 30 30 30 -	10 30 30 - 30
	100	100

《배합설계》

4)결과 및 고찰(Results & Discussion

가.분석(Analysis)

i) 화학조성(Chemical Compositions)

구성비(%)	폐석고	석분	점토질토양
SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O L.O.I	9.5 1.89 13.97 9.71 25.02 0.83 0.27 - 14.34	54.1 14.0 5.09 0.68 10.84 2.21 3.67 0.67 8.70	65.4 15.8 6.22 0.82 0.36 1.03 2.93 0.32 7.08
SOx	75.53 24.47	- 99.96	- 99.96
Total	100.00	99.96	99.96

《실험 결과에 따른 화학 조성》

i) 유해성 물질(Hazardous Substances)

성분(%)	국내기준치	폐석고	석분	점토질토양
CN Cr6+ Cu Cd Hg As Pb 유기성P CHCl=CCl2 CCl2=CCl2	1.0 > 1.5 > 3.0 > 0.3 > 0.005 > 1.5 > 3.0 > 1.0 > 0.3 > 0.1 >	불검출 불검출 0.031 불검출 불검출 불검출 0.044 불검출 불검출 불검출	불검출 불검출 0.011 불검출 불검출 불검출 0.045 불검출 불검출 불검출	불검출 불검출 0.015 불검출 불검출 불검출 0.043 불검출 불검출 불검출

《유해성 물질의 분석 결과》

불검출 : 검출한계 이하( 유해성분(ppm))

ⅱ)유해성 중금속에 대한 항목별 용출특성

◎카드뮴(Cd)

◎납(Pb)

◎6가 크롬(Cr6+)

◎ 비소(As)

◎구리(Cu)

◎수은(Hg)

◎CN(CN-)

◎테트라클로로에틸렌(CCl2=CCl2)

◎트리클로로에틸렌(CHCl=CCl2)

나.토목조사(Material Tests)

i) 토질특성(Soil's Characteristics)

N.P : None Plastic

SM : Sand Silt

CL : Clay

시험항목	폐석고	석분	점토질토양
비중 자연함수비(%) 액성한계(%) 소성한계(%) 소성지수 유기물 최대직경(mm) 통과율D60(60%Size) 통과율D10(10%Size) 균등계수 #10체통과량(%) #40체 통과량(%) #200체 통과량(%) 토질 분류	3.122 90.45 N.P N.P N.P 17.02 4 0.051 0.012 4 99.69 99.21 98.08 -	2.800 6.23 N.P N.P N.P 0.78 12 2.5 - - 85.18 30.43 20.02 SM	2.622 17.87 24.40 14.36 10.04 5.32 10 0.071 0.001 71 98.65 94.76 63.68 CL

ii) 혼합다짐(Blending Compaction)

《시멘트 대 석회 안정처리 비교(제 1단계결과)》

시 험 항 목	No.1	No.2
최대습윤밀도(g/cm3) 최대건조밀도(g/cm3) 최적함수비(%)(*) (7일)일축압축강도 (kg/cm2)(**)	1.942 1.590 22.1 30.6	2.151 1.874 14.8 53.7

시 험 항 목	No.2	No.3	No.4	No.5
최대습윤밀도(g/cm3) 최대건조밀도(g/cm3) 최적함수비(%) 일축압축강도(kg/cm3) (7일 양생) (28일 양생)	2.151 1.874 14.8 53.7 61.0	2.032 1.685 20.5 20.0 25.5	1.992 1.613 23.5 16.6 22.0	1.967 1.662 25.9 9.9 13.0
시멘트 (%)	30	15	7.5	3.75

《보조기층용 시멘트 안정처리 배합(Cement Stabilization for Sub-base Course)》

재 료		구 성 비 (%)
폐 석 고 석 분 점토질토양 시 멘 트			35.0 30.0 30.0 5.0
			100.0

《건설교통부 도로 공사 표준시방서와 환경부 폐기물관리공정법 및 폐기물 처리에 관한 기준》

ㄱ. 아스팔트 포장

4.3.1 아스팔트 포장(Asphalt Pavement)

(i) 배합(Blending Compositions)

《 배합비 화학 조성(%)》
SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MaO K2O Na2O L.O.I		41.12 9.94 8.46 3.85 15.27 1.45 2.13 0.30 9.80
SOx			91.32 8.68
			100.00

(ii) 화학 분석(Chemical Analysis)

(iii) 유해성 분석(Hazardous Substances)

《 배합비의 유해성분(ppm)》
			상 부		하 부
CN (1.0) > Cr+6 (1.5) > Cu (3.0) > Cd (0.3) > Hg (0.005) > As (1.5) > Pb (3.0) > 유기성 P (1.0) > CHCl : CCl2 (0.3) > CCl2 : CCl2 (0.1) >			불검출 불검출 불검출 0.017 불검출 불검출 0.040 불검출 불검출 불검출		불검출 불검출 불검출 0.019 불검출 불검출 0.042 불검출 불검출 불검출

5)결론(Conclusions)

1.특별관리대상물질인 폐석고의 화학조성

2. 폐석고, 석분 및 점토질 토양에 대한 유해성 물질중 8가지(CN, Cr+6, Cu, Hg, As, P, CHCl, CCl2, CCl2 : CCl2)용출시험결과..

3. 폐석고, 석분 및 점토질 토양에 대한 토질 특성

4. 혼합다짐(A형식)에 의한 시멘트와 석회안정처리의 효율성 비교

5. 시멘트 안정처리 방법에 의하여 3개 시료로 배합설계(시멘트 첨가량 변화 대 일축압축강도 곡선상 변화)

6. 폐석고를 이용한 혼합재료 (석분 및 점토질 토양)로 시멘트 안정처리(5 ∼ 10%)후

2.1폐 콘크리트

1)분류

:건설폐재류, 폐목재류, 폐합성수지류, 금속류,

폐종이류, 오니류  ,폐섬유류 ,소각잔재물 등

2)발생 및 발생량 전망

건 물 용 도	단위 연면적당 폐콘크리트 발생량(□/□)
은 행	1.0∼1.20
사무소 및 공관	0.80∼0.90
상 점	0.80∼0.90
창 고	0.54∼1.00
학 교	0.60∼0.84
공 장	0.60∼0.72

3)건설 폐기물 재활용 대책

*당해 공사가 인.허가된 건축,토목공사인 경우 건설 폐재류등의 재활용 가능 물질은 현장에서 자체 용도에 맞게 재생처리하여 성토재,도로 기층재, 보조 기층재, 등으로 재이용하거나 이와같은 용도로 재이용하고자 하는 다른 공사현장에 공급할수 있게한다.

* 파쇄규격은 자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률 제12조의 규정에 의한 지침에 따라 재활용 목적에 적합하도록 적정규모 이하로 파쇄

#건설폐기물의 감량방법#

1. PC판, ALC판 등을 사용하여 현장에서 가공하는 부분을 될 수 있는한 줄인다.

2. 목제품, 철근등은 공장에서 가공한다.

3. 사전공정계획을 철저히 하여 불필요한 자재손실을 줄인다.

4. 경량 영구거푸집을 채용하여 시공한다(외내벽을 불연 가공 플라스틱, FRP 등으로 제조

5. 종이, 플라스틱, 유리, 금속등을 분리 배출할 수 있는 콘테이너, 자루등을 현장에 비치한     다.

2.2 표층 및 보조 기층

*표층

*보조 기층

1)목적: 아스콘 포장의 적용 가능성과 보조 기층 적용 가능성 여부.

2)포장 구조

				□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
			□□□□□□□□□□□□□□□。。。。。。。。□□□□□□□□□□□□□□□□。。。□□□□□□□□□□□。。□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□			d2
		□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□4□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□4□□□□□□□□□□				d3
	□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□					d4
						d5

D1이 표층이고,D2가 기층,D3가보조기층,D4가 동상방지층,D5가 노상이다

1) 동상 방지층

2) 보조기층(Subbase)

3) 기층(Base Course)

4) 중간층(Binder Course)

5) 표층(Wearing Course)

3)시료

①인천 장미 아파트 철거에서 발생된 폐콘크리트(1 시료)

②경기도 안양 건축폐기물 처리장(2 시료)

③서울시 마곡동 건설폐기물 처리장(3시료)

2.3시험결과

1)채움재

.채움재는 석회석분, 포틀랜드 시멘트, 소석회, 플라이애쉬, 회수더스트, 전기로 제강더스 트, 주물더스트, 각종 소각회 및 기타 적당한 광물성 물질의 분말이어야 한다. 사용할 때 에는 먼지, 진흙, 유기물, 덩어리진 미립자 등의 해로운 물질이 함유되어 있지 않아야 하 며, 품질이 KSF3501 규격에 적합한 것이어야 한다.

항 목		KSF 기준값	측정값
			시료 (1)	시료 (2)	시료 (3)
수 분(%)		1.0% ≥	0.2	1.96	2.65
비 중		2.6 ≤	2.649	2.39	2.47
입 도 통 과 (%)	No. 30 (0.60□)	100	100	100	100
	No. 50 (0.30 □)	95 ≤	95.8	97	97
	No. 100 (0.15□)	90 ≤	90.2	92	92
	No. 200 (0.075□)	70 ≤	70.5	75	75

(표1)항목별 시험결과

2)표층시험

①조골재 (13mm)의 입도 및 품질

(표2) 시험결과

시 험 항 목		KSF 기준값	측 정 값
			시료(1)	시료(2)	시료(3)
입 도 통 과 율 (%)	19 □ 13 □ 10 □ 4.75 □ (No. 4) 2.36 □ (No. 8) 1.19 □ (No. 16)	100 90 - 100 40 - 75 5 - 25 0 - 10 0 - 5	100 97.1 60.4 15.0 5.8 2.6	100 95 58 15 5 2	100 95 58 15 5 2
비중 흡수율 (%) 마모감량 (%) 안정성 (%) 단위중량 (t/□)		2.45 ≤ 3.0 ≥ 35 ≥ 12 ≥ 1.25 ≤	2.626 0.85 16.1 2.0 1.532	2.494 5.2 22.9 9.85 1.32	2.369 5.7 27.0 3.2 1.31
			합격	불합격	불합격

②잔골재,모래의 입도 및 품질(표3)

시 험 항 목		KSF 기준값	측 정 값
잔골재 및 모래		잔골재 및 모래	시료(1)	시료(2)	시료(3)
입 도 통 과 율 (%)	10 □ 4.75 □ (No. 4) 2.36 □ (No. 8) 1.19 □ (No.16) 0.60 □ (No.30) 0.30 □ (No.50) 0.15 □ (No.100) 0.075□ (No.200)	100 95 - 100 70 - 100 40 - 80 20 - 65 7 - 40 2 - 20 0 - 10	100 98.0 86.7 68.8 37.5 19.2 11.5 6.9	100 97 85 60 43 24 11 5	100 97 85 60 43 24 11 5
비중 흡수율 (%) 단위중량 (t/□) 안정성 (%) #200체 통과량 (%)		2.45 ≤ 3.0 ≥ 1.25 ≤ 12 ≥ 10 ≤	2.617 1.11 1.60 1.6 2.0	2.562 9.28 1.42 12.6 5	2.557 12.12 1.42 16.8 5
			불합격	불합격	불합격

③합성골재 입도 및 품질시험

(표4) 시험결과

시험항목		KS기준	측정값		측정값		측정값
			시료(1)	결과	시료(2)	결과	시료(3)	결과
입 도 통 과 율 (%)	19 □ 13 □ 4.75□(No. 4) 2.36□ (No. 8) 0.60□ (No.30) 0.30□ (No.50) 0.15□(No.100) 0.075□(No.200)	100 95-100 55-75 35-50 18-29 13-23 6-16 0-5	100 97.5 65 43.5 23.5 18 11.0 6	합격 □ □ □ □ □ □ □	100 97.5 65 43.5 23.5 18 11.0 6	합격 □ □ □ □ □ □ □	100 97.5 65 43.5 23.5 18 11.0 6	합격 □ □ □ □ □ □ □
비 중(g/cc) 흡수율 (%) 마모량(%)		2.45≤ 3.0≤ 35.0≤	2.620 4.86 30.8	합격 불합격 합격	2.512 5.2 22.9	합격 불합격 합격	2.441 5.7 27.0	불합격 불합격 합격

3)표층용 아스팔트 콘크리트 배합시험

①시료(1)

구 분	시방기준	측 정 값 (시료1)					아스팔트 (AP-3) 적정량 (%)
		아스팔트 (AP-3) 분량	안정도	Flow	공극율	포화도
안정도 (□)	500이상	5.0 % 6.0 ″ 7.0 ″	1035 1255 1101	- - -	- - -	- - -	5.0 - 7.0
Flow 값 (1/100 □)	20 - 40	5.0 % 6.0 ″ 7.0 ″	- - -	35 36 42	- - -	- - -	5.0 - 6.6
공극율(%)	3 - 6	5.0 % 6.0 ″ 7.0 ″	- - -	- - -	6.5 3.6 2.5	- - -	5.1 - 6.5
포화도(%)	70 - 85	5.0 % 6.0 ″ 7.0 ″	- - -	- - -	- - -	63.4 79.1 97.2	5.5 - 6.4

설계 아스팔트 결정

혼합물의 성질	기준범위	AP-3 만족범위	설계 AP-3양
안정도 (□) Flow (1/100 m) 공극율 (%) 포화도 (%)	500 이상 20 - 40 3 - 6 70 - 85	5.0 - 7.0 5.0 - 6.5 5.1 - 6.5 5.5 - 6.4	6.0%

설계아스팔트량(6%)에 있어서 혼합아스콘의 성질

설계아스팔트배합		시험결과
재 료	중량비 (%)	물 성	측정값
13 □ 부순모래 모래 채움재 AP-3	43.24 28.20 18.80 3.76 6.00 □□□□□□□□□ 100	다짐밀도 (g/cc) 안정도 (□) Flow 값 (1/100 m) 공극율 (%) 포화도 (%)	2.34 1190 36 3.9 78

②시료 2와3

시험항목	KSF기준	측 정 값			AP-3 적정량 (%)
		AP-3함량	시료(2)	시료(3)	시료(2)	시료(3)
안정도 (□)	500이상	5.0 5.5 6.0 6.5 7.0	1053 784 949 1000 811	565 1011 915 896 632	5.0 -7.0	5.0-7.0
Flow 값 (1/1000m)	20 - 40	5.0 5.5 6.0 6.5 7.0	21 45 52 52 50	42 57 47 50 59	5.0-5.3	없음
공극율 (%)	3 - 6	5.0 5.5 6.0 6.5 7.0	13.3 17.9 16.0 14.2 13.8	14.7 12.3 12.3 10.8 11.6	없음	없음
포화도 (%)	70 - 85	5.0 5.5 6.0 6.5 7.0	42.6 36.3 41.4 46.6 49.3	39.2 46.5 48.3 54.0 53.6	없음	없음

4)보조기층 시험결과

①골재입도

채	시방규정(SB2)	측정값			판 정
		시료(A)	시료(B)	시료(C)
50 □ 40 □ 19 □ 4.75 □ (No. 4) 2.36 □ (No. 8) 0.42 □ (No. 40) 0.075 □ (No. 200)	100 80 - 100 55 - 100 30 - 70 20 - 55 5 - 25 2 - 10	100 94.0 61.2 40.0 33.1 14.2 2.1	100 90 77.5 50.0 37.5 15.0 6.0	100 90 77.5 50.0 37.5 14.2 6.8	합 격

시험항목	시방규정(SB2)	측정값
		시료(1)	시료(2)	시료(3)
마모감량 (%) 소성지수 실내 CBR 모래당량	50≥ 6≥ 30≤ 25≤	26.0 NP 44 41.9	23.2 NP 86 72.4	36.2 NP 84 70.7

2.4결론

도로포장재료로서 폐콘크리트 품질시험의 결론은 아래와 같다.

① 시료(1)의 폐콘크리트가 아스팔트 콘크리트 채움재로 적용하였을 때, 아스팔트 함량에 관계없이 시방 기준 안정도(500kg)에 만족한다. Flow 값과 공극율값은 시방기준에 만족한다. 아스팔트 6%를 혼합할 때 시방기준이 제시 하는 범위(70-85%)에 만족하는 포화도값(79.1%)을 얻으므로 폐콘크리트가 아스팔트 콘크리트의 채움재로 적용키 위해서는 설계 아스팔트 혼합량은 6%가 필요하다.

② 시료(2)와 시료(3)의 아스팔트 콘크리트 채움재로 적용하였을 때, 아스팔트 함량에 관계없이 시방기준 안정도 (500□)보다 전반적으로 높은 안정도(565-1011□)를 갖는다.  Flow 기준값(20-40)에 비하여 아스팔트 함량에 관계없이 두 개의 시료 모두 만족치 아니한다.  시방기준이 제시하는 공극율(3-6%)에 비교하여 두 개의 시료 모두 시방기준의 범위(3-6%)에 벗어나서 아스팔트(AP-3) 혼합량은 정할 수가 없었다. 포화도 역시 두 개의 시료 모두 시방기준이 제시하는 범위(70-85%)에 만족치 않는다. 따라서 폐콘크리트가 아스팔트 콘크리트의 채움재로 적용할 수 없다.

③ 설계아스팔트 양(6.0%)를 혼합골재와 배합시킨 후 아스콘의 안정도는 1190□, 다짐밀도는 2.34 Flow 값은 35, 공극율은 3.9%, 포화도는 78%로서 기준설계 범위에 모두 만족한다. 그러나 시료(2)와 시료(3)의 경우 시방규정에 벗어난다.

④ 폐콘크리트가 보조기층재료로서 적용하였을 때 입도분포, 마모감량(26-25.7%), 소성지수(6이하), 실내 CBR값(44-78), 모래당량(41.9-47.4) 시방규정에 모두 만족한다.  시료(2)와 시료(3)의 폐콘크리트도 입도분포, 마모감량(23.2%-36.2%), 소성지수(6이하), 실내 CBR값(84-86), 모래당량(70.7-72.4)는 시방규정에 모두 만족한다.

⑤ 폐콘크리트(시료1, 시료2, 시료3)는 보조기층 골재로서 기준치가 요구하는 (입도 분포, 마모감량, 소성지수, 실내 CBR, 모래당량) 시방규정에 대체적으로 만족한다.

⑥ 순수한 폐콘크리트를 도로에 응용하였을 때, 보조기층재료로서는 가능하나 포장용 채움재로서는 그 가능성이 희박하다.

3. 그 외의 산업폐기물 재활용 현황

- Fly Ash

1. 조사 배경

Fly Ash는 일반적으로 산업 폐기물에 해당된다. 산업 폐기물이라는 점에서 적절히 처     리가 이뤄지지 않는 한 환경오염의 주범이 될 수 있으며, 그 처리 역시 상당한 비용이      소요된다. 현재 국내에서 발생되는 Fly Ash는 약 200만톤에 달하고 있으나 장기전력수     급계획(1991-2006년)에 의하면 국내 석탄 화력발전 설비용량의 유연탄 약 1700kw와 무     연탄 약 600만kw로 증가된 후에는 Fly Ash 발생량은 약 550 만톤에 이르게 되어 Fly       Ash 처리는 그 어느 때보다도 해결되어야 할 중요한 부분이다.

2. 필요성과 목적

2-1 필요성

Fly Ash를 효과적으로 처리하지 못할 경우에는 환경문제와 막대한 국가예산

필요하다는 것을 이미 언급하였다. 반대로 Fly Ash의 재활용 범위를 가능한대로 넓히게     되면 환경문제의 해결에 도움이 될 뿐만 아니라, 국가의 막대한 예산이 절감된다. 그러나     국내의 석탄회 재활용 기술은 극히 초보적인 단계이다. 한편 재활용 목적에 관한 법률,      규제, 시행령 등은 Fly Ash의 재활용을 극대화하는데 그 전망을 밝게 하고는 있지만,       실제로 그 법을 적용하여 Fly Ash의 재활용을 최대화하는데는 쉽게 이뤄지지 않는         현실이다. 따라서 Fly Ash가 유용한 자원이라는 것과 재활용 추진을 위하여 어디에서      법적인 장애가 있는 지를 이해할 필요가 있다고 사료된다.

2-2 목적

목적은 Fly Ash의 일반적인 특성을 근거로 하여 Fly Ash를 사용하는 국내의 기술과     규격을 알아보고, 재활용량이 저조한 이유를 이해하고자 한다. 또한 Fly Ash가 최대로      사용되기 위해서는 어떠한 문제가 있는지를 파악하여 문제의 대안을 제시하는데도 그       목적이 있다.

3. 활용성

3-1 발생경로

석탄 분말을 연소하였을 때, 유기물은 연료로 연소됨과 동시에 무연탄은 □재(Ash)□로      남아 있게 된다. 재는 보일러 연통 내에 분산되는 상태에서 무거운 입자는 보일러 하부      로 떨어지게 되고, 가벼운 입자는 계속해서 날아다니는 도중에 보일러 연도로부터 전기      집진기에 의해서 채취된다.

3-2 발생량

(표 1)은 국내 석탄 사용량과 Fly Ash 발생량의 변화를 예측한 것이다. 1987년에는       유연탄과 무연탄을 합한 Fly Ash의 양이 약 170만톤이었으나 해마다 그 발생량이 증가      하고 있어 서기 2001년에는 약 500만톤의 Fly Ash가 발생될 것이며 장기전력수급계획      이 완료되는 서기 2006년에는 약 550만톤의 Fly Ash가 발생될 전망이다.

표 1.  석탄의 사용량과 Fly Ash 발생량   (단위 : 천톤)

년도	석탄사용량		Fly Ash 발생량
	유연탄	무연탄	유연탄	무연탄
1987	4,957	2,183	652	1,090
1989	5,894	2,337	783	1,063
1991	7,017	2,044	781	1,284
2001	29,214	1,334	4,382	600
2006	33,732	850	5,060	382

3-3 Fly Ash 처리 시스템

(i) 수류 수송방식

(ii) 진공 수송방식

(iii) 압력 수송방식

(iv) 진공/압력 수송방식

4. 재활용

4-1 재활용 현황

1990년이래 Fly Ash 전체 발생량의 재활용 이용률은 약 15% 정도이다. 그러나 1993년    도말 현재 국내 Fly Ash의 재활용 실적은 전체 발생량의 13% 정도에 그치므로 전년도     실적에 비하여 감소하였음이 지적될 사항이다. 1994년도에는 약간의 상승률을 보여 주었    으나 14.3%에 그쳤을 뿐으로 아직도 그 재활용률은 전혀 진전을 보이지 않고 있다.

표 3.  연도별 Fly Ash의 재활용률  (단위 : 톤)

년도	발생량	재활용	재활용률(%)
1990	1,865,994	282,360	15.1
1991	1,865,382	290,659	15.7
1992	1,868,020	198,015	10.6
1993	2,192,230	284,402	13.0
1994	2,493,883	357,693	14.3

4-2 재활용과 관련 산업

4-2-1 시멘트

(i) 수급

(표 4)는 국내 시멘트 수급 동향이다. 이 표에 의하면 1986년도 기준으로 하였을 때 매     년 그 생산능력이 증가되었으며, 1994년 현재에는 5,850만톤에 이르고 있다.

년도 (year)	합계 (total)	수출(exports)			국내소비(domestic coconsumption)			재고 (stocks)
		계 (sub-total)	크링커 (crinker)	시멘트 (cement)	계 (sub-total)	공장출하 (shipments)	수입 (imports)
1986	24,792,174	4,404,811	1,508,947	2,895,864	20,387,363	20,387,363	-	655,197
1987	27,592,288	4,827,102	1,731,325	3,105,777	22,755,184	22,755,184	-	455,716
1988	29,798,575	3,594,588	858,976	2,735,612	26,201,987	26,201,987	-	531,048
1989	31,552,508	3,342,444	893,158	2,449,286	28,210,064	28,210,064	-	347,677
1990	35,847,918	2,961,606	388,899	1,562,707	33,210,064	31,796,032	2,100,280	568,025
1991	48,857,145	1,671,421	443,423	1,227,998	44,185,228	37,115,328	7,070,900	547,069
1992	48,384,818	1,791,912	673,239	1,046,673	46,664,704	41,114,978	5,549,726	1,028,690
1993	51,050,681	4,369,307	2,876,935	1,492,372	46,681,354	45,562,528	1,118,826	872,131
1994	58,512,719	4,284,316	3,189,340	1,094,976	52,228,403	49,900,395	2,328,008	2,142,478

(ii) 시장구조

4-2-1 골재

(i) 수급

골재의 소비량은 1980년대 중반이후 레미콘의 수요공급과 더불어 크게 늘어났는데, 건     설부의 자료에 의하면 1981년에는 4,976만m3에 머물렀으나 1985년에는 7,591만m3로 증가     되었고, 1992년에는 1억 8,666만m3에 이른 것으로 추정되고 있다. 반면 골재의 허가공급     량은 1980년대 및 1990년대초에 이르기까지 수요량의 50-60% 수준에 그치고 있어 건설     현장에서 부수적으로 발생하는 골재가 대량으로 이용되어 왔으며, 일부 불법채취도 상당     량 가세한 것으로 여겨진다.

구분		1985	1987	1988	1989	1990	1991	1992
전국	수요(A)	72,525	83,645	97,667	117,080	151,508	172,062	161,620
	공급(B)	44,909	40,246	46,681	61,473	72,354	96,843	109,255
	B/A(%)	61.9	48.1	47.8	52.6	46.4	56.4	68.2
수도권	수요(A)	34,399	40,346	42,299	44,283	57,397	70,828	67,483
	공급(B)	23,564	16,637	17,274	23,390	21,123	32,272	40,301
	B/A(%)	68.5	41.2	40.8	52.8	36.8	45.5	59.7
강원	수요(A)	2,306	3,380	4,479	5,,658	7,855	7,033	7,261
	공급(B)	2,575	2,802	3,579	4,498	5,819	6,619	5,696
	B/A(%)	111.7	82.9	79.9	79.5	74.1	94.1	78.4
충북	수요(A)	2,396	2,825	3,030	4,756	6,222	6,208	6,327
	공급(B)	2,788	1,918	2,796	4,989	4,027	5,579	5,651
	B/A(%)	116.4	67.9	92.3	79.5	64.7	89.9	89.3
대전 충남	수요(A)	4,913	5,922	7,963	14,572	15,542	15,642	15,702
	공급(B)	1,537	2,548	4,066	5,683	8,010	11,372	14,772
	B/A(%)	31.28	43.03	51.06	39.00	51.54	72.67	94.08
전북	수요(A)	2,269	2,697	3,255	4,211	6,069	6,828	5,782
	공급(B)	2,221	1,225	2,000	2,846	2,512	2,307	3,354
	B/A(%)	97.9	45.4	61.4	67.6	41.4	33.8	58.0
광주 전남	수요(A)	6,694	6,405	3,021	10,846	11,611	16,520	16,792
	공급(B)	3,138	3,547	3,308	4,839	6,846	12,153	9,697
	B/A(%)	46.9	55.4	41.2	44.6	59.0	73.6	57.7
대구 경북	수요(A)	7,828	8,203	10,811	11,611	16,520	16,792	15,256
	공급(B)	3,379	4,563	5,834	7,198	10,496	15,604	17,477
	B/A(%)	43.2	55.6	54.0	62.0	63.5	92.9	114.6
부산 경남	수요(A)	11,153	13,192	16,763	19,867	28,101	30,115	25,322
	공급(B)	5,039	6,374	6,873	6,937	12,639	9,781	11,597
	B/A(%)	45.2	48.3	41.0	34.9	45.0	32.5	45.8
제주	수요(A)	567	674	1,046	1,276	2,191	2,030	1,895
	공급(B)	668	632	950	1,093	882	1,155	1,313
	B/A(%)	117.8	93.8	90.8	85.7	40.3	56.9	69.3

(ii) 시장구조

채 취 원

(생 산 원)

↓

운 반 업 자

↓

중 간 업 자

↓

소 비 자

4-2-3레미콘

(i) 생산

표 9.  레미콘 산업의 향후 예측

년도	레미콘 공장수(개)	생산능력 (천m3/년)	시멘트 소비량 (천톤)	골재소비량 (천m3)
1992	540	176,882	47,010	178,460
1993	593	189,552	49,354	187,278
1994	671	208,433	51,873	200,530
1995	750	227,171	53,596	212,376
1996	824	245,054	54,528	222,921
1997	891	261,221	54,805	232,656
1998	947	274,658	54,729	242,581
1999	987	284,184	54,811	254,317
2000	1005	288,439	55,814	270,246

(ii) 시장구조

4-3 시장전망

표 10.  업체별 시멘트 수요전망   (단위 : 만톤)

년도	시멘트 수요전망 (만톤)
	레미콘 업체	2차가공품	합
1994	3,384	846	4,230
1996	3,906	976	4,882
1998	4,308	1077	5,130
2000	4,746	1188	5,932

-전기 집진 분진(EAF)

*개 요 (제강 분진,EAF)

전기로 분진은 제강 과정에서 고철이 전기로에서 녹을 때 일반적으로 생기는 먼지로 공기 중에 떠다닌다. 이 분진은 대개 납등 중금속이 함유되어 있어 위험한 물질로 분류되어 여러 가지 관련 법규로 규제되어 있다.

이러한 분진은 위험 폐기물로 분류되어 매립지로 운반되어 그 곳에서 화학 처리를 끝낸 후 매립되는데, 이 비용은 톤당 $100정도이다(미국의 경우).

*Key Process of the System

제조 과정중 주요 골자는 납과 카드뮴 그리고 아연을 휘발 시키거나 열을 가해 분리 시킨 다음 압축시켜 안정하게 모아 Bag House안에 넣어 둔다는 것이다. 이들은 아연 제조 업자들에 의해 구입되어 순 아연과 순 납 그리고 순 카드뮴을 만드는데 원료를 쓰게 된다. 철의 주요 성분이기도한 남은 비활성 물질은 잘게 부수어서 일반 셰일 원료 성분과 혼합하여 벽돌을 만들어 내는데, 이렇게 만들어진 벽돌은 단순히 셰일로만 만들어진 것과 비교해서 품질이 우수하다.