• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.457-464
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• 2022

본 연구에서는 베트남에서 발생하는 4종의 플라이애시에 대하여, XRF, 강열감량, SEM, PSA분석을 실시하였고, 국내 발생 화력발전 플라이애시와 비교하였다. 그 결과 PC보일러 플라이애시의 경우, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃의 함량이 약 70 %를 차지하여 국내 플라이애시와 비슷한 화학조성을 갖는 것으로 나타났다. 또한, 베트남 고로슬래그와 국내 고로슬래그를 비교한 결과 유사한 품질기준과 성능을 나타내는 것으로 확인되었다. 베트남에서 수급한 4종의 플라이애시를 이용하여 지반주입재 배합시험을 실시하였으며, 양생 28일 기준 압축강도는 7.60~13.25 MPa로 나타났다. 가장 압축강도가 크게 나타난 Vinh Tan 플라이애시 원료를 선정하여 약액주입공법용 지반주입재 원료로 활용하였다. 약액주입공법의 배합은 급결재로서 규산소다 3호와 실리카졸을 사용하였다. Vinh Tan 플라이애시를 사용한 지반주입재의 겔타임과 호모겔 압축강도를 측정한 결과 국내 건설현장 적용기준을 만족하는 것으로 나타나, Vinh Tan 플라이애시의 경우 약액주입공법용 지반주입재로 활용이 가능할 것으로 사료되었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제12권1호
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• pp.54-63
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• 2012

본 연구에서는 산업부산물인 고로슬래그, 레드머드, 실리카 흄 등을 사용하여 콘크리트의 혼화재가 아닌 시멘트 대체재로 사용하여 시멘트 제조시 배출되는 $CO_2$가스 및 환경부하를 저감하고자 하였다. 고로슬래그, 레드머드, 실리카 흄 등을 혼합한 저탄소 무기결합재에 알칼리 자극제만으로 고온의 소성과정없이 상온에서 제조하기 위한 최적배합을 도출하고자 하였다. 이를 위해 CaO 함유량 및 Si/Al, 알칼리 자극제 혼합비율 및 양, 양생조건 및 W/B 변화에 따른 경화성상 및 압축강도시험을 실시하였다. 시험분석 결과, 저탄소 무기결합재의 최적배합은 CaO 함유량 30%, Si/Al 4, 알칼리 자극제 혼합비율$(NaOHg:Na_2SiO_3g)$ 50g:50g, 알칼리 자극제 양 100g, W/B 31%인 것으로 판단된다. 또한 무기결합재의 단점인 수축을 보완한다면 보다 우수한 성능의 저탄소 무기결합재의 개발이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제1권2호
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• pp.93-100
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• 2013

최근 플라이애시 및 고로슬래그 미분말을 다량 치환하는 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 혼화재 다량 치환 콘크리트를 실제 현장에서 골조용으로 적용하기 위해서는 적정 치환율을 도출하는 것이 중요하다. 이에 본 연구에서는 혼화재 다량 치환 콘크리트의 특성을 파악하기 위해 작업성을 동일하게 확보한 조건에서 플라이애시 및 고로슬래그 미분말의 치환율 및 양생온도에 따른 압축강도의 변화를 측정하였다. 검토 결과, 플라이애시의 치환율이 10% 증가할시 재령 3일 압축강도는 약 1.4MPa, 재령 28일 압축강도는 약 3.8MPa가 감소하는 것으로 나타났으며, 고로슬래그의 치환율이 10% 증가할시 재령 3일 압축강도는 약 1.0MPa, 재령 28일 압축강도는 약 0.9MPa가 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 향후 공동주택의 골조용 혼화재 다량 치환 콘크리트의 연구개발을 위한 기초자료를 확보할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.217-224
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• 2007

이 연구는 PC계 조강혼화제를 사용한 콘크리트의 조기강도 및 내구 특성에 대한 내용이다. 이들 데이터를 건설현장에 적용하기 위하여 실내 시험을 실시하였다. 이 연구의 목표는 조기강도 즉 재령 18시간에 5.0 MPa의 강도를 확보하기 위하여 진행되었다. 그리고, 건조수축 길이 변화 시험, 염소이온 침투 저항성 시험, 동결융해 저항성 시험, 단열온도 상승 시험 등과 같은 내구성 시험을 실시하였다. 연구를 실시함에 있어 각각의 시험 인자들 즉, 혼화제의 종류, 콘크리트의 양생온도, 결합재의 사용량 등의 시험 인자들을 변수로 하여 각각의 콘크리트의 물성을 확인하였다. 혼화제 종류에 따른 콘크리트의 시험 결과 PC계 혼화제를 사용했을 때 PNS를 사용했을 때보다 훨씬 뛰어난 성능을 발휘한다는 사실을 확인할 수 있었다. 결론적으로 이 연구를 통하여 조기강도를 확보하고, 고 내구성을 확보한 콘크리트를 제조할 수 있었다. 이들 시험을 통하여, 토목 및 건축 현장에서 PC계 조강혼화제를 사용할 수가 있고, 조기강도를 앞당김으로써 공사 기간 단축에 의한 공사 원가 절감으로 경제적인 시공이 가능하였다.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.315-322
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• 2018

탄산칼슘($CaCO_3$) 형태의 천연 굴패각을 포졸란 반응 물질인 생석회(CaO)로 전환하기 위해서는 고온(> $800^{\circ}C$)의 소성 공정이 필요하다. 이로 인한 과도한 에너지 비용 투입이 굴패각의 산업적 이용에 큰 걸림돌로 작용하였다. 본 연구의 목적은 소성과정 없이 굴패각을 뒷채움용 고화재 소재로 개발하는 것이다. 본 연구팀은 굴패각을 황산칼슘 형태로 전환하고, 이를 수산화나트륨 및 황토와 혼합하여 고화물을 생성시키는 방법을 제안하였다. 굴패각을 황산칼슘으로 전환시키기 위한 황산용액과 황산칼슘을 소석회($Ca(OH)_2$)로 전환하는 데 필요한 수산화나트륨 용액의 최적 농도를 결정하였다. 신규 고화재, 천연 굴패각, 석탄회 비율을 변화시켜 뒷채움재를 제조하고 양생한 후 공시체의 일축압축강도를 비교하였다. 고화재 함량 비율이 증가할수록 공시체의 일축압축강도는 증가한 반면 동일한 고화재 함량에서 석탄회 대비 천연 굴패각 함량이 증가할수록 공시체의 일축압축강도가 증가하였다. 본 결과는 천연 굴패각과 석탄회를 이용한 뒷채움재 제조에 있어서 황산처리 굴패각, 황토, 수산화나트륨 용액으로 구성된 고화재가 효과적으로 사용될 수 있음을 보여준다. 황산처리 굴패각 기반 고화재는 기존에 개발된 바 없고, 굴패각을 활용한 경제성 있는 뒷채움용 소재 개발과 굴패각의 산업적 활용도를 높이는데 커다란 기여를 할 것이다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권2호
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• pp.147-153
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• 2015

독성 소재를 활용하여 하천생태복원 사업을 추진할 경우, 수생 생물이 직접적으로 독성물질에 노출되어 다양한 생물학적 문제를 야기할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 하천사업에 활용되는 콘크리트 소재의 독성을 분석하기 위해 한국산 무당개구리(Bombina orientalis)배아를 이용하여 생존율과 기형발생률 측면에서 발생독성 분석을 수행하였다. 콘크리트 바인더들의 독성을 평가한 결과, 무당개구리 배아의 생존율은 대조군 (control), 식물성 폴리우레탄(P1), 우레탄(P2), 시멘트(C) 실험군에서 각각 100%, 94-95%, 66-89%, 0%로 나타났다. 기형발생률은 대조군, P1, P2, C 실험군에서 각각 10.5%, 5.3-10.5%, 26.3-27.8%, 35.7%로 나타났다. 시멘트의 독성이 가장 강하게 나타났으며, 상대적으로 식물성 폴리우레탄의 독성이 가장 약한 것으로 나타났다. 또한, 충분한 양생시간을 가짐으로써 용출되는 독성물질이 저감되는 것을 확인하였다. 이상의 결과들로서 시멘트와 폴리우레탄은 양서류의 초기발생을 저해하는 것이 확인되었다. 본 연구는 하천복원을 위한 소재의 선택에 있어 생물학적 안전성을 검토하는 것이 매우 중요하며, 친환경 소재 및 친환경 공정 선택의 중요성을 보여준다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제14권4호
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• pp.357-365
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• 2016

일반골재인 자갈, 모래와 중량골재인 산화 슬래그 및 자철광을 이용하여 5 종류의 콘크리트를 제작하여 감마선 차폐특성과 압축강도를 살펴보았다. 골재는 평균적인 크기에 따라 비교적 작은 크기의 잔 골재와 큰 크기의 굵은 골재로 구분하여 사용하였다. 실험 결과 산화 슬래그 잔 골재와 굵은 골재를 사용한 콘크리트가 일반 골재만을 이용하여 배합한 콘크리트 시편보다 $^{137}Cs$ 감마선에 대해 2% 향상된 감쇠계수인 $0.37cm^{-1}$을 기록하였다. 각 시편들의 단위중량을 측정한 결과 자철광 잔 골재와 산화 슬래그 굵은 골재로 배합한 조건의 단위중량이 가장 높은 $3,175kg{\cdot}m^{-3}$이었다. 산화슬래그를 잔 골재와 굵은 골재로 배합한 조건의 단위중량은 $3,052kg{\cdot}m^{-3}$으로 최대 단위중량 조건보다 $123kg{\cdot}m^{-3}$ 낮았지만 감쇠계수는 오히려 $0.012cm^{-1}$ 향상되었다. 골재들의 화학성분 분석결과 산화 슬래그는 자철광에 비해 마그네슘의 비율은 낮고 칼슘의 비율은 높아 구성에 있어서 차이를 보였다. 따라서 산화슬래그 만을 골재로 사용한 경우 자철광을 잔 골재로 사용한 경우보다 단위중량은 낮았지만 마그네슘과 비교하여 원자번호가 큰 칼슘의 비율이 높아서 감마선 차폐성능이 향상된 것으로 생각된다. 중량골재가 배합된 모든 시편들은 일반 골재를 이용한 콘크리트보다 압축강도가 높았고, 산화슬래그와 자철광의 잔 골재만을 사용한 경우 4주 양생 후 압축강도가 일반 콘크리트에 비해 45% 향상된 50.2 MPa을 기록하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권2호
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• pp.185-192
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• 2010

본 연구에서는 방해석을 주성분으로 하는 폐굴껍질을 고온에서 소성하여 생석회로 가공한 후 고농도의 납(전함량 29,000 mg/kg)으로 오염된 군부대내 사격장 토양에 처리하여 안정화 효율을 평가하였다. 소성 효과를 평가하고자 소성 전 폐굴껍질(NOS)과 소성 후 폐굴껍질(COS)을 각각 납 오염토양에 처리하였으며 28일간 습윤 양생한 후 0.1N HCl 추출에 의한 가용성 납 농도 변화를 관찰하였다. 실험결과 전 기간 동안 방해석을 주성분으로 하는 NOS에 비해 생석회가 주성분인 COS의 안정화 효율이 높게 나타났다. 또한 완전 습윤 상태 이상의 수분투여는 안정화 효율에 큰 영향을 미치지 않았으며, -#10 mesh에 비해 -#20 mesh의 입경에서 높은 안정화 효율을 나타내었다. NOS에 의한 안정화 처리 결과는 모든 처리에서 토양환경보전법상 '가'지역의 우려1기준 100 mg/kg (환경부 2009년 기준)을 만족 시키지 못 하였으나 COS 15% 및 20% 첨가 시 무처리구의 8,106 mg/kg에 비해 각각 47 mg/kg(28 days) 및 3 mg/kg(28 days)로 현격하게 저감되어 우려기준 100 mg/kg을 만족시켰다. 소성 굴껍질의 안정화 기작을 조사하고자 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 elemental dot maps을 수행한 결과 Pb의 안정화는 Al 및 Si와 높은 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.63-71
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• 2011

포틀랜드 시멘트 제조 시 다량의 이산화탄소를 배출함으로써 많은 문제가 발생하고 있다. 그리고 화력발전소 및 제철소의 산업부산물인 플라이애쉬 및 고로슬래그는 시멘트와 일부 대체하여 콘크리트로 일부 재활용되고 있으나, 42% 정도를 해안 및 육상에 매립함으로써 환경적인 문제를 유발하고 있다. 최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 고로슬래그 미분말를 사용한 무시멘트 알칼리 활성 콘크리트를 개발할 목적으로 유동성과 압축강도 측면에서 알칼리 활성화제와 고성능 감수제에 대해 검토에 대해 검토하였다. 그 결과, 알칼리 활성화제의 종류 및 혼합비율, 고성능 감수제의 종류, 투입순서 등은 고로슬래그를 사용한 알칼리 활성 모르타르의 유동성과 압축강도에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 고로슬래그 무시멘트 알칼리 활성 모르타르를 제조하는데, 9M NaOH과 분말형 쇼듐실리케이트를 1:1의 비율로 제조한 알칼리 활성화제를 사용하고, 고성능 감수제를 먼저 투입한 경우에는 1시간 동안 플로우 180 mm의 유동성과 $20^{\circ}C$의 상온양생조건에서 재령 28일에서 압축강도 50 MPa를 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권6호
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• pp.36-42
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• 2010

건설 분야의 자원재활용 연구는 폐콘크리트의 순환골재화, 아스팔트의 재활용 등에 광범위하게 진행되어온 반면에, 폐식용유를 원료로 한 도로용 포장공법에 관한 연구는 전무한 설정이다. 한국에서는 년간 20만톤의 폐식용유가 배출되며 이중 약 10만톤이 회수 가능한 것으로 추산된다. 폐식용유를 재활용한다면, 폐기비용을 절감할 수 있음은 물론, 하천의 수질오염도 방지할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 폐식용유를 회수하여 알키드 수지를 만들기 위해 에스테르반응을 시켜 제조된 유변성 알키드 수지에 규사를 혼입한 밀입도 투수콘크리트가 비차도용 도로 포장에 적용가능한지에 대한 역학적 특성(강도, 내수성, 화학저항성, 마모저항성, 동결융해저항성, 투수계수)을 평가하였다 실험결과 휨강도는 도로설계기준 4.5MPa에 1.6배의 결과를 보였으며, 내수성 및 화학저항성, 동결융해저항성은 재령 초기에 강도저하현상이 나타났으나, 재령이 증가함에 따라 큰 변화는 보이지 않았다. 그리고 양생온도는 수지의 유리전이온도 특성에 의해 고온에 비해 저온에서 강도증진현상을 보이는 것으로 나타났다. 따라서 도로포장용으로 적용시에는 작업성, 강도 및 내구성 측면을 고려해서 유변성 알키드 수지의 혼입률이 규사 중량대비 10~12%가 적정한 것으로 나타났다