• 제목/요약/키워드: $CO_2$ Carbonation

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치과용 세라믹 보철물 소재 레이저 가공성 평가 (A study on the processing of dental ceramic composites by using laser)

  • 황준호;권성민;이찬우;김현덕;김임선;이규복
    • 대한치과보철학회지
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    • 제57권1호
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    • pp.1-7
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    • 2019
  • 목적: 레이저를 이용한 치과 보철물 세라믹 복합소재 Lava Ultimate와 IPS e.max의 가공성 평가를 하고자 한다. 재료 및 방법: 3M, Lava Ultimate와 Ivoclar vivadent, IPS e.max의 가공성 평가를 위해 $CO_2$ 레이저, 피코초 레이저, 펨토초 레이저를 사용하였으며, 공초첨 현미경을 이용하여 가공 형상을 분석하였다. 결과: 세라믹 복합체의 취성 및 탄화, 균열 등은 소재의 열축적에 영향을 받고 레이저 출력 및 펄스 시간에 의해 제어가 가능함을 알 수 있었다. 결론: $CO_2$ 레이저를 이용하여 세라믹 복합소재 가공 시 미세 균열과 탄화가 즉시 발생하였으며, 피코초 레이저 가공의 경우 미세 균열은 일부 개선되었으나 탄화 현상은 지속적으로 발생되었다. 하지만 펨토초 레이저를 이용한 레이저 가공 시 출력 대비 높은 효율의 가공성을 확인하였으며, 특히 세라믹 레진 복합소재인 Lava Ultimate의 경우 펨토초 레이저를 이용하여 가공 시 가장 우수한 가공성을 보였다.

초임계 CO2 - 시멘트 반응 전후의 투수율 및 강도 변화 (Permeability and Strength of Cements Exposed to Supercritical CO2 for Varying Periods)

  • 이희권;김기덕;김태희;김교원
    • 지질공학
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    • 제26권1호
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    • pp.117-128
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    • 2016
  • 시멘트(KS-1 보통 포틀랜드와, Class G)을 이용하여, 시멘트-초임계CO2 반응실험과 반응 전/후 시료의 절대투수율 및 강도를 측정하였다. 시멘트 시료는 W/S (Water/Solid)와 fly ash 첨가량을 조절하여 제작하였다. 반응 전 시료의 투수율은 0.009~0.025 mD, 초임계CO2와 100일간 반응 한 시료의 투수율은 0.11~0.29 mD의 범위로 각각 측정되었다. 반응 후 시료의 투수율이 높게 측정된 이유는, 반응 시료들이 겪은 응력해방으로 인해 균열이 발생하였기 때문이다. 그러나 측정된 투수율은 대부분의 시료에서 API가 추천하는 최대허용 투수율(=0.2 mD)보다 낮다. 초임CO2에 의한 시멘트 변질은 시료 전체가 아닌 시료의 가장자리에서 일정 두께로 시료의 내부로 발생하였다. 반응영역의 비커스 경도 값이 비반응영역의 것보다 훨씬 높게 측정되었다. 또한 대부분의 시료에서 반응영역 내에서 경도값이 증가한 후 감소하는 현상이 관찰 되었다. 경도값의 증가는 탄산화로 인한 밀도증가, 공극률 감소, 그리고 경도값 감소는 낮은 강도를 갖는 비정질 규산염수화물의 생성이 원인이다.

콘크리트 내구성 향상을 위한 표면 보호용 시멘트 모르타르에서 실리카 및 개질 라텍스의 영향 (The Effects of Silica Sol and Modified Latex on the Concrete Surface Protection Cement Mortar for Improvement of Durability of Concrete)

  • 김용훈;정철수;송명신;이웅걸
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.715-722
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    • 2019
  • 콘크리트 구조물은 외부로부터 콘크리트 내부로 침투 및 확산하는 유해 이온(CO32-, Cl-, SO42- 등)에 의하여 철근의 부식 및 콘크리트 열화가 발생하여 내구성이 저하된다. 따라서 콘크리트의 열화를 방지 또는 지연시키기 위하여 콘크리트 표면 보호용 마감 모르타르의 사용은 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 실리카 졸과 칼슘 이온으로 개질한 천연 라텍스 성분을 열화 콘크리트의 보수용 모르타르 또는 콘크리트 표면 보호용 마감 모르타르에 사용할 수 있는 시멘트 모르타르에 사용함으로써 콘크리트의 열화 방지 또는 열화 지연의 가능성에 대해 검토하였다. 연구 결과, 개질 라텍스 성분 중에 함유된 칼슘 이온과 실리카 졸의 성분에 의해 미세한 칼슘 실리케이트 수화물이 시멘트 재료의 공극에 생성되어 시멘트 모르타르의 공극 분포를 감소시켜 유해 이온(CO32-, Cl-, SO42- 등)의 침투 및 확산을 저감 시키고, 라텍스 성분이 시멘트 경화체의 공극 내부에 존재함으로 내알칼리성 및 중성화 저항성이 향상됨을 확인할 수 있었다.

지속가능 에너지 패러다임 변화속에서 석탄의 활용 (Usage of Coal in the Paradigm Shift toward Sustainable Energy)

  • 박제현;양인재;이진수;이청룡
    • 자원환경지질
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    • 제53권6호
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    • pp.793-807
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    • 2020
  • 그린뉴딜정책의 실현은 석탄을 연료에서 원료로 활용분야로의 전환을 촉진시킬 것이다. 석탄은 수소의 생산, 인조 흑연 및 활성탄의 제조 원료로 활용될 수 있다. 석탄은 Steam carbon(SC) 반응과 Water-Gas Shift(WGS) 반응 및 탄산화 반응을 통하여 수소를 생산할 수 있으며, CO2격리기술과 연동되어 사용되어야 한다. 인조흑연은 실리콘이나 철 등의 무기촉매의 존재하에서 탄화도가 높은 무연탄 등을 2400~2800℃의 흑연화 온도까지 열처리함으로서 제조될 수 있기 때문에 무연탄은 석유계 피치에 비해 원료 가격경쟁력 측면에서 잠재성이 있다. 한편, 최근 목질기원의 활성탄에 필적하는 넓은 비표면적 혹은 많은 양의 미세기공을 가진 석탄기원의 활성탄이 제조될 수 있음을 여러 연구를 통해 확인되었다. 따라서 석탄기원의 활성탄은 목질기원의 활성탄을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.

고강도 숏크리트의 품질평가와 복합열화시험을 통한 장기내구성 검토 (An Investigation on the Quality of High-Strength Shotcrete and the Long Term Durability using Combined Deterioration Test)

  • 마상준;김동민;최재석;안경철;김선명;고진곤
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.906-915
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    • 2006
  • In this study, Field test was performed using high-quality additions and accelerators to obtain the improvement of the strength on domestic shotcrete and quality test based on EFNARC was performed. In addition, Deterioration test that combined the Freezing-thawing and Carbonation was also performed in order to investigate a long-term durability of high-strength shotcrete. As a result of field test, a promotion ratio of early strength is $90\sim97%$ in case of using alkali-free accelerators. And a compressive strength of shotcrete using Micro-silica fume was $45.2\sim55.8MPa$ and the flexible strength was $5.01\sim6.66MPa$, so a promotion ratio of strength was $37\sim79%$, $17\sim61%$ respectively. It was showed that increment effect of strength by the Micro-silica fume replacement of $7.5\sim10%$ for cement mass was remarkable. It was also realized that application of Micro-silica fume to shotcrete reduced deterioration and improved a long-term durability of shotcrete.

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산업부산물을 활용한 저강도 고유동 채움재의 유동성 및 물성평가 (Properties Evaluation and flowability of Controlled Low Strength Materials Utilizing Industrial By-Products)

  • 조용광;김춘식;남성영;조성현;이형우;안지환
    • 에너지공학
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    • 제27권4호
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    • pp.64-69
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    • 2018
  • 산업부산물인 화력발전소 석탄재와 제강슬래그의 활용방안을 확대하고, 폐광산의 지반침하를 방지하기 위해 저강도 고유동 채움재를 제조하였다. 중금속 용출 억제 등의 환경적 안정성을 확보하기 위해 화력발전소 바닥재(bottom ash)와 KR슬래그는 7:3으로 혼합하여 탄산화반응($CO_2$고정화)을 실시하였다. 효율적인 폐광산 충진을 위해 유동성에 따른 작업성 평가와 물성평가를 실시하였다. 유해성 분석결과 탄산화 반응을 실시할 경우 중금속 용출이 억제되는 것을 확인하였다. 비표면적 차이에 의해 각 배합별 물 비율을 확인하였다. flow 차이에 따른 작업 효율성을 평가한 결과 flow 300mm의 경우 flow 260mm 대비 효과적으로 충진이 가능한 것을 확인하였다. 압축강도 측정결과 flow 300mm 대비 flow 260mm의 경우 단위수량 감소로 인한 공극수가 적어 압축강도가 상대적으로 높은 것을 확인하였다.

하이브리드 수열탄화기술을 이용한 캄보디아 망고 폐기물 고형연료화 실증플랜트 (2T/day) 제안 (Proposal of a Pilot Plant (2T/day) for Solid Fuel Conversion of Cambodian Mango Waste Using Hybrid Hydrothermal Carbonization Technology)

  • 한종일;이강수;강인국
    • 적정기술학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.59-71
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    • 2021
  • 하이브리드수열탄화 (Hybrid HTC) 기술은 2가지 이상의 유기성폐기물을 혼합한 특허 받은 열역학 공정으로 공정온도 180~250℃, 압력 20~40 bar에서 반응시간이 2시간 이내이며 에너지 소비가 적고, 폐기물의 부피감소 및 악취 저감효과가 크다. 폐기물 중 대부분의 탄소가 최종 생성물에 축적되므로 유기성 폐기물 고형연료화에 가장 적합한 기술로 평가받고 있다. 본 연구에서는 하이브리드 수열탄화기술을 활용하여 캄보디아 망고 폐기물을 대상으로 온도 및 반응시간의 변화에 따라 발열량 및 수율 등에 미치는 영향에 대하여 평가하였다. 본 연구를 통해 공정변수를 최적화하고, 전공정플랜트의 에너지 효율성을 향상시킬 수 있으며, 수연탄화기술에서 분해되어 가스가 생성되는데 이때 수소(H2) 및 메탄(CH4) 등 제조 및 생산기술개발을 할 수 있다. 본 연구 결과를 토대로 망고폐기물(2t/day)실증 물질수지 및 에너지 수지 도출과 함께 경제성도 평가하였다.

Characteristics of Hydraulic Lime using Low-grade Dolomitic Limestone

  • Moon, Ki-Yeon;Choi, Moon-Kwan;Cho, Jin-Sang;Cho, Kye-Hong;Ahn, Ji-Whan
    • 한국세라믹학회지
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    • 제53권2호
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    • pp.206-214
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    • 2016
  • This study aims to produce dolomitic hydraulic lime (D-NHL) using domestic low grade dolomitic limestone and to determine the effect of adding blast furnace slag (BFS) and gypsum as part of an investigation of the hydration properties of D-NHL to increase the mechanical properties. The main mineral phases of D-NHL as a hydraulic lime binder were $Ca(OH)_2$, $Mg(OH)_2$, $C_2S$, $C_3S$, and MgO residues. $Ca(OH)_2$ transformed into $CaCO_3$ in D-NHL paste over the period of 28 days, but the carbonation of $Mg(OH)_2$ and the hydration of $C_2S$ did not occur until hydration, after 28 days. Through an investigation of the hydration properties of D-NHL pastes mixed with BFS and gypsum, Al-based compounds such as calcium aluminate hydrates ($C_4AH_{13}$) and ettringite were observed at early hydration time. The compressive strength was improved due to the increased quantities of these hydration products. These results show that good performance results from the application of dolomitic hydraulic lime and that a high value product can be made from domestic waste materials.

낙엽송(落葉松) 수피추출물(樹皮抽出物)의 특성(特性)과 접착제화(接着劑化)의 적합성(適合性) (Properties and Suitability of Bark Extractives from Larix leptolepsis as a Bonding Agent)

  • 오정도;안원영
    • 한국산림과학회지
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    • 제77권3호
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    • pp.294-302
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    • 1988
  • 본(本) 실험(實驗)은 낙엽송(落葉松)(Larix leptolepsis) 수피(樹皮)로부터 추출(抽出)한 수피추출물(樹皮抽出物)의 특성(特性)을 조사(調査)하고 그들 추출물(抽出物)의 접착제화(接着劑化)의 가능성(可能性)을 평가(評價)하기 위해 실행되었다. 수율(收率)과 반응도(反應度)의 측정(測定)을 통해 온도(溫度) 및 시간(時間)의 영향(影響)과 탄산화(炭酸化) 및 설폰화(化)의 효과(效果)를 조사하였다. 목재접착제(木材接着劑)로의 적용(適用) 가능성(可能性)을 구명하기 위해서는 33% 농도(濃度)에서 점도(粘度)와 겔화시간(化時間)을 측정(測定)하였다. 그 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 수율(收率)과 반응도(反應度)가 모두 높은 $80^{\circ}C$에서 120분(分)의 추출(抽出)이 적정온도(適正溫度) 및 시간(時問)이었다. 2. 탄산화(炭酸化)는 1% $Na_2CO_3$에서 설폰화(化)는 1% $Na_2SO_3$ : $NaHSO_3$와 0.25% $Na_2SO_3$에서 가장 큰 효과(效果)를 얻었으며 이들중 0.25% $Na_2SO_3$에 의한 설폰화(化)가 수율(收率)과 반응도(反應度)를 가장 크게 증가시켰다. 3. 온수추출액(溫水抽出液)의 수율(收率)은 17.2%이며 1% NaOH와 5% NaOH 추출액(抽出液)의 수율(收率)은 각각(各各) 38.6%와 44.6%이었다. 4. 온수추출액(溫水抽出液)의 반응도(反應度)는 68.8%로 가장 높았으며 1% NaOH와 5% NaOH 추출액(抽出液)의반응도(反應度)는 각각(各各) 49.3%와 25.8%이었다. 5. 각(各) 추출액(抽出液)은 33% 농도(濃度)에서 점도변화(粘度變化)가 매우 심했다. 특히 1% NaOH 추출액(抽出液)은 점도(粘度)가 매우 높았으며 5% NaOH 추출액(抽出液)은 오히려 점도(粘度)가 낮았다. 6. 추출액(抽出液)의 겔화시간(化時間)은 pH 7-10에서 가장 낮은 값을 나타냈으며 pH 4에서 가장 높은 값을 나타냈다. 파라포름알데히드의 이용(利用)은 37% 포름알데히드보다 겔화시간(化時間)을 더 연장시켜 주었다. 7. 온수추출(溫水抽出)의 설폰화(化)와 1% NaOH 추출(抽出)의 설폰화(化)를 제외(除外)한 다른 추출방법(抽出方法)은 높은 점도(粘度)(1% NaOH 추출(抽出))와 비경화성(比硬化性)(5% NaOH 추출(抽出), 5% NaOH 추출(抽出)의 설폰화(化)) 때문에 부적합한 것으로 밝혀졌다. 8. 접착제로(接着劑)로의 이용(利用)이 적합한 것으로 나타난 추출액(抽出液) 중 온수추출(溫水抽出)과 온수추출(溫水抽出)의 설폰화(化)는 반응도(反應度)가 뛰어난 반면 1% NaOH 추출(抽出)의 설폰화(化)는 비율면(比率面)에서 유리(有利)한 것으로 나타났다.

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광합성 남세균을 도포한 투수 콘크리트의 이산화탄소 고정에 의한 물성 변화 (Physical Properties of Photosynthetic Cyanobacteria Applied Porous Concrete by CO2 Sequestration)

  • 장인동;이남곤;박정준;곽종원;문훈
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.416-424
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    • 2023
  • 콘크리트는 전 생애주기에서 막대한 양의 이산화탄소를 배출하며, 이산화탄소 감축을 위한 사회적인 요구에 따라 콘크리트에 이산화탄소를 광물형태로 저장하려는 연구가 지속되고 있다. 본 연구에서는 광합성을 통해 이산화탄소를 흡수하여 탄산칼슘으로 고정하는 남세균(Cyanobacteria)을 다공성 콘크리트 기질에 도포하였으며, 이의 특수 환경 양생에 따른 콘크리트 기질의 특성 변화를 분석하였다. 실험 결과 미생물에 의한 탄산칼슘 석출은 빛이 닿는 표면부에서 집중되어 있는 것을 확인하였으며, 대부분의 석출이 골재가 아닌 페이스트 부분에서 발생하였다. 이러한 미생물에 의한 탄산칼슘 석출은 페이스트의 역학성능을 강화하였으며, 양생 재령의 경과에 따라 전체 압축강도가 향상되는 효과를 보였다. 또한 미생물 막과 탄산칼슘의 증가로 공극구조가 개선되어 투수량 감소에도 영향을 끼쳤다.