• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.333-340
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• 2019

레드머드(Red mud)는 보크사이트(Bauxite)를 원료로 알루미나를 제조하는 공정에서 발생하는 산업부산물이다. 한국의 경우 베이어프로세스 공정을 통하여 Al2O3 1톤을 생산할 경우 함수율 50%의 레드머드가 약 2톤이 발생된다. 강알칼리성의 레드머드를 중화시킴으로서 재활용을 증대시킬 수 있고 보관 및 관리 측면에서 환경부하를 저감시킬 수 있다. 더욱이 재활용하기 위해 가열 및 분쇄 공정이 필요없는 액상화 레드머드에 대한 관심이 증대되고 있다. 따라서 본 논문에서는 질산 및 황산의 첨가량에 따른 액상화 레드머드의 pH 변화를 검토한 후 중화시킨 액상화 레드머드의 첨가량에 따른 시멘트 페이스트의 압축강도 특성을 비교 검토하였다. 그 결과 질산 및 황산으로 중화시킨 액상화 레드머드의 압축강도는 중화하지 않은 액상화 레드머드와 비교하여 상대적으로 높게 나타났다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.392-399
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• 2013

본 연구는 건설 산업에 있어서 지구온난화의 주된 원인으로 알려져 있는 시멘트를 고로슬래그 미분말로 대체하기 위한 기초적인 연구를 수행한 것으로, 고로슬래그 및 알칼리 자극제를 사용하여 시멘트 콘크리트와 같은 성질을 가지는 경화체의 제조가 가능한지에 대한 실험적 검토를 실시하였다. 이를 위하여 시멘트 대체재로 철강 산업의 부산물인 고로슬래그 미분말과 자극제로 수산화칼륨(KOH), 수산화칼슘($Ca(OH)_2$), 수산화나트륨(NaOH) 등을 사용하여 공시체를 제작한 후, 휨 및 압축강도, XRD, EDS 및 SEM 등에 대한 측정을 실시함으로써 무시멘트 경화체의 반응 특성에 대하여 분석을 실시하였다. 그 결과 고로슬래그에 함유되어 있던 $SiO_2$, CaO 등이 용출되어 시멘트의 수화반응과 같은 칼슘 실리케이트(C-S-H) 수화물을 생성하는 것으로 나타나 고로슬래그 미분말을 사용하여 무시멘트 경화체의 제조가 가능할 것으로 나타났으며, 이후 건설 산업에 있어서 가장 중요한 콘텐트 중에 하나인 시멘트 제조에 수반하는 $CO_2$ 발생량을 줄이기 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.625-632
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• 2021

본 논문에서는 화력발전소 산업부산물이 바텀애시의 활용성을 증대시키기 위해 다공성 콘크리트를 제작하여 단열 콘크리트로서의 적용 가능성을 연구하였다. 본 연구에서는 두 가지 입도의 골재를 사용하여 골재 특성을 파악한 후, 바텀애시를 다공성 콘크리트 골재로 활용하였다. 물-바인더 비를 0.25와 0.35로 사용하고, 컴펙션에 따른 다공성 콘크리트의 재료 특성을 파악하기 위해 0.5MPa, 1.5MPa, 3.0MPa로 콘크리트 시편을 제작하였다. 이후 28일의 수중양생을 진행한 후, 단위중량, 총 공극률 및 열전도율 실험을 수행하여 결과를 도출하였다. 측정된 실험 결과를 토대로 다공성 및 경량 특성을 갖는 바텀애시를 활용한 다공성 콘크리트의 단위중량, 총 공극률 및 열전도율과의 상관관계를 제시하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.319-323
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• 2018

페로니켈 슬래그는 페로니켈의 제련과정에서 발생하는 산업부산물로, 냉각 방법에 따라 서냉 페로니켈 슬래그와 수쇄 페로니켈 슬래그로 구분된다. 본 연구의 목적은 서냉 페로니켈 슬래그(air-cooled ferronickel slag, ACFNS) 잔골재를 이용한 콘크리트의 역학적 특성 및 동결융해 저항성을 평가하는 것이다. 이를 위하여 물-시멘트비 50%에 대해서 ACFNS 혼입률을 잔골재용적비로 7가지 수준(0%, 20%, 30%, 40%, 50%, 70%, 100%)으로 변화시켜 ACFNS 잔골재를 이용한 콘크리트를 제작하였다. 실험결과로부터, ACFNS 잔골재 콘크리트의 압축강도 및 정탄성계수는 ACFNS의 혼입률이 증가할수록 커지고, 동결융해 저항성은 동결융해 300 사이클 동안 상대동탄성계수가 90% 이상으로 나타난 기준 콘크리트와 유사한 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.596-603
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• 2020

본 논문에서는 화력발전소 산업부산물인 바텀애시의 활용성을 증대시키기 위한 실험연구를 수행하였다. 본 연구에서는 바텀애시를 잔골재로 설정하였으며, 골재 특성 파악을 위한 실험을 수행하였다. 부순 잔골재의 25, 50, 75 및 100%를 바텀애시로 치환하여 바텀애시를 혼입한 콘크리트를 제작하였으며, 재료특성으로서 단위중량, 초음파속도, 압축강도 및 열전도율 실험을 수행하여 결과를 도출하였다. 한편, 바텀애시는 포졸란재료로써 가능성이 있으며, 재령 28일과 91일로 구분하여 양생기간에 따른 영향을 파악하였다. 측정된 실험결과를 토대로 다공질 및 경량 특성을 갖는 바텀애시를 잔골재로 사용한 콘크리트의 열전도율 특성과 단위중량, 초음파속도 및 압축강도와의 상관관계를 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권6호
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• pp.645-653
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• 2021

바이오폴리머는 살아있는 유기체에 의해 생성되는 고분자 화합물의 통칭이다. 이 중 미생물의 부산물로 만들어지는 유기성 고분자 화합물인 잔탄, 베타글루칸 등은 물질의 점성을 높이는데 사용되는데 이를 물에 희석하여 모래나 진흙과 혼합하면 압축강도와 전단강도를 높일 수 있다. 본 연구에서는 특수하게 흙의 강도를 높이기 위한 목적으로 개발된 잔탄 및 베타글루칸 계열의 바이오폴리머와 흙을 혼합하여 제조한 배합토를 하천 제방 호안에 도포하고 겨울을 지낸 후의 변화를 3차원 지상 LiDAR를 활용하여 모니터링 하였다. 동절기 전후 지상 LiDAR 측량을 통하여 취득한 3차원 점군자료를 이용하여 테스트베드 주요 구간의 변화를 분석한 결과 바이오폴리머 배합토를 도포한 두 구간에서는 눈으로는 확인하기 어려울 정도로 변화가 없었던 반면 바이오폴리머 배합토를 사용하지 않은 자연제방 구간에서는 세류침식(Rill erosion)으로 인한 토양손실이 확인되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.523-530
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• 2022

해수의 흐름이 존재하는 방조제 제체 보강공사 시 가장 큰 문제는 재료의 유출로, 콘크리트의 중력식 타설은 원활히 공극을 채우기 어렵고 굳지 않은 콘크리트의 시멘트는 해수에 분산될 확률이 높기 때문에 경화 후 품질의 신뢰성이 저하될 뿐만 아니라, 인근 환경에 악역향을 끼칠 수 있다. 이에 주입이 가능한 겔형태의 주입재가 필요하다, 본 연구에서는 급결성을 띠는 전기로환원슬래그 및 고로슬래그를 활용하여 초기 강도와 해수 침지에 따른 내구성 향상 효과를 평가하였다, 실험 결과 실리카계 약액과의 반응을 통해 흐름성을 갖는 겔형태의 주입재 제조가 가능하였으며 겔의 흐름성은 배합에 따라 105~143 mm 수준으로 현장모사 시험을 통해 외부 유출 없이 공극을 채울 수 있어 현장 적용성을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.48-54
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• 2023

본 연구에서는 금속성분을 다량 함유한 전기로산화슬래그(EOS)를 골재로 활용한 콘크리트에 도전성이 높은 카본계 재료를 혼입하여 현장적용이 가능한 EMP 차폐 콘크리트의 최적배합을 도출하고자 기초적인 물성과 두께별 EMP 차폐성능을 평가하였다. 평가결과 슬럼프는 카본섬유(CF)의 혼입량이 증가할수록 저하, 밀드카본(MCF) 혼입시 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 압축강도는 EOS가 NA에 비해 강도를 증진시키는 것을 확인할 수 있었으며, CF 및 MCF 혼입시 강도가 저하되는 것을 확인할 수 있었다. EMP 차폐 측정결과 두께가 증가할수록 차폐율이 증가하였으며, 도전성 재료의 첨가량보다 도전성 재료의 종류 및 시험체의 두께가 차폐율 증가에 영향력이 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 종합적으로 비교평가를 진행한 결과 EMP 차폐 콘크리트 배합으로 EOS CF 0.2가 적합한 것으로 사료된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 2023

본 연구에서는 시멘트 제조 공정 CO₂ 배출을 저감하기 위해 철강 슬래그로 시멘트 원료로 사용되는 석회석 사용량을 대체할수 있는 수준을 시뮬레이션 방법을 이용하여 평가하였다. 이를 위해 석회석을 비롯한 시멘트 각 원료와 석회석 대체원료로서 고로 서냉 슬래그, 전로 슬래그, KR 슬래그의 화학성분을 바탕으로 최적 시멘트 원료 배합을 도출하는 시뮬레이션 분석을 수행하였다. 분석 결과, 슬래그 대체원료는 일정 수준의 CaO를 함유해 석회석 사용량을 일부 저감하는 비탄산염 대체원료로 사용할 수 있음을 확인하였다. 동시에 각 원료의 최대 사용 가능 수준을 도출하였는데. 특히 이들 원료를 각기 사용하는 경우보다 혼합해서 사용하면 석회석 저감 효과를 증대해 탈탄산 반응에 의한 CO₂ 배출을 저감하는데 기여할 수 있는 것으로 평가되었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.47-48
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• 2023

In the domestic industrial sector, greenhouse gases emitted from the cement industry account for about 10%, with most of them generated during the cement clinker calcination process. During the calcination process, 57% of carbon dioxide is emitted from the decarbonation reaction of limestone, 30% from fuel consumption, and 13% from electricity usage. In response to these issues, the cement industry is making efforts to reduce carbon dioxide emissions by developing technologies for raw material substitution and conversion, improving process efficiency by utilizing low-carbon alternative heat sources, developing CO₂ capture and utilization technologies, and recycling waste materials. In addition, due to the limitations in purchasing and storing industrial byproducts generated from industrial facilities, many studies are underway regarding the recycling of construction waste. Therefore, this study analyzes the manufacture of calcium silicate cement (CSC), which can store carbon dioxide as carbonate minerals in industrial facilities, and aims to contribute to the development of environmentally friendly regenerated cement using construction waste.