• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.409-412
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• 2008

콘크리트는 골재, 시멘트와 물이 주 구성성분이나 성능 및 내구성 향상으로 고품질화, 현장작업의 능률향상, 운반, 경제성 등의 목적을 위하여 다양한 형태의 혼화재료가 사용되고 있다. 특히, 혼화재가 시멘트 대체재로 사용되면서 콘크리트의 고강도화, 내구성 증진, 수화열 감소 등의 효과를 얻고 있다. 그러나, 이러한 혼화재를 사용함에 있어 성능평가 및 기준이 아직 국내에서는 정립되지 않고 있어 현장의 품질관리를 위해 현재 많이 사용되고 있는 플라이애쉬, 실리카 흄, 고로슬래그 미분말, 최근 환경 친화성이 우수한 혼화재료인 메타카올린 등을 적용한 2성분계 콘크리트의 물-결합재비 및 혼입율에 따른 역학적 특성에 대한 검토가 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 현재 많이 사용하고 있는 혼화재중 고로슬래그의 중성화 특성을 확인하고자 고로슬래그 미분말을 사용한 60MPa${\sim}$80MPa의 고강도 콘크리트를 제작하여 물결합재비 26%, 30%, 34%의 변수와 고로슬래그 미분말 치환율을 30%, 45%, 60%로 달리하여 강도 및 중성화 시험을 실시 하였으며 X선 회절분석(XRD, X-Ray Diffraction)을 이용하여 화학 조성물 성분변화를 분석하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.152-158
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• 2015

본 연구에서는 잔골재의 일부 대체재로 석분슬러지의 활용가능성을 살펴보기 위해서, 석분슬러지 활용 시멘트 모르타르에서 석분슬러지 치환율 변화에 따른 굳지 않은 상태 물성과 강도 변화 실험을 수행하였다. 치환율은 0, 10, 20, 30%를 고려하였으며, 굳지 않은 상태 물성으로는 슬럼프, 공기량, 레올로지 특성을 평가하였으며, 강도는 압축강도 및 휨인장강도를 평가하였다. 그 결과, 슬럼프 및 공기량은 석분슬러지 치환율이 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타났으며, 레올로지 특성에서는 치환율 20%까지는 항복응력 및 소성점도 모두 증가하는 것으로 나타났지만, 치환율 30%에서는 20%와 큰 차이가 나지 않았다. 항복응력의 경우 10%에서 20% 사이에서 증가율이 크게 나타났다. 압축강도 및 휨인장강도 결과에서는 석분슬러지 치환율에 따른 강도변화는 크게 나타나지 않았지만, 석분슬러지를 혼입할 경우 초기재령에서는 강도증진 효과가 명확히 나타났으며 28일 재령에서는 석분슬러지를 사용하지 않은 경우와 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.687-693
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• 2006

8mm 이하의 석분으로부터 잔골재를 생산하기 위한 공정에서 부산되는 공정부산물인 석분슬러지는 평균 입자 크기 $7{\mu}m$, 함수율 $20{\sim}60%,\;SiO_2$ 함량 60% 이상의 케익상 슬러지이다. 석분슬러지는 수분을 많이 함유하고 있어 취급, 운반을 어렵게 할 뿐만 아니라 건조공정에 투입해야 하는 높은 에너지 비용 때문에 재활용할 때의 경제성이 낮기 때문에 그동안 실용화되지 못하고 있는 산업부산물이다. 본 연구는 건조하지 않고 석분슬러지가 배출되는 상태 그대로 재활용하기 위한 것으로, 적용 대상은 기포 콘크리트이며, 무기 분말 및 기포를 혼합한 슬러리를 제조한 후 CaO와 $SiO_2$의 수열반응을 유도하여 토버모라이트(tobermorite) 수화물을 형성시켜 경화시키는 방법을 사용하였다. 일반적인 기포 콘크리트는 CaO원으로 시멘트, $SiO_2$원으로 실리카 함량 90%의 고순도 규사를 사용하고 있으나 본 연구에서는 고순도 규사의 대체재료로 석분슬러지를 사용하였다. 기포 첨가율과, 석분슬러지 대체율을 실험 요인으로 하여 제조한 기포 콘크리트의 밀도 및 강도 특성을 검토 한 결과 석분슬러지를 사용한 경우에도 기포첨가율의 감소에 따라 기포 콘크리트의 밀도 및 강도가 증대하는 일반적인 경향은 동일하게 나타났으나, 석분슬러지를 사용한 경우는 규사를 사용한 것에 비하여 동일한 조건에서 높은 강도 및 밀도를 발현하며, 그 경향은 석분슬러지의 대체율의 증가에 따라 뚜렷한 것으로 나타났다. 또한 XRD 분석결과 석분슬러지는 수열반응을 통하여 tobermorite를 아주 잘 형성하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 석분슬러지의 $SiO_2$ 함량이 낮음에도 불구하고 이와 같은 현상을 보이는 것은 그 입도가 매우 작기 때문에 시멘트계 재료와의 수열반응이 좀 더 원활하게 이루어지기 때문에 나타난 것으로 사료되며, 본 연구 결과 실험 실적으로는 기포 콘크리트의 원료로 규사를 석분슬러지로 대체하여 사용하는 것이 가능할 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권3호
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• pp.227-234
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• 2017

본 연구에서는 준설토 투기장의 갯벌을 골재의 대체 재료로 사용하여 갯벌의 혼입율, 물-시멘트비의 증가에 따른 모르타르의 특성 및 친환경 건축자재로서의 적용 가능성을 분석하였다. 플로우 실험결과 갯벌 혼입량이 증가할수록 플로우 값이 감소하는 것으로 나타났으며, 염화물함유량시험은 갯벌의 혼입량이 증가함에 따라 염화물함유량이 증가하는 것으로 나타났다. 갯벌을 혼입한 시험체의 압축 및 인장강도시험에서는 갯벌의 혼입율이 증가할수록 강도는 저하되었지만 재령 14일강도 기준으로 대부분의 시험체가 Plain보다 높은 강도를 나타냈으나, 재령 14일의 강도가 재령 28일의 강도보다 높은 값을 발현하였다. 이는 갯벌의 점성과 응집력으로 인한 혼합과정의 실험오차로 판단되며, 추후 갯벌의 혼합방법에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다. 본 실험의 압축강도에서는 물-시멘트비 70%가 가장 우수하였고, 인장강도에서는 물-시멘트비 80%가 가장 우수하였다. 표면분석평가에서는 강도와 배합, 다짐에서 가장 양호한 물-시멘트비 70%를 선정하여 표면의 거칠기를 분석하였는데, 분석결과에서 갯벌의 혼입율이 증가할수록 매끄러운 표면을 나타냈다. 결론적으로 물-시멘트비 70%가 갯벌모르타르의 최적의 혼합비이며 갯벌 혼입율 10~30%가 가장 최적의 비율로 판단된다. 또한 갯벌을 이용한 벽돌, 타일 등의 내부 마감재와 내부 미장바름재 등의 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.128-135
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• 2011

본 연구에서는 산업부산물로서 재활용율이 낮은 바텀애쉬와 혼화재를 이용하는 에코개념의 터널 보수용 초속경 그라우트 모르타르 개발을 목적으로 실시공 환경조건의 온도하에서 초속경 그라우트 모르타르의 기초적 특성에 대하여 검토하였다. 실험결과, 유동성 및 응결시간은 B > C > A type 순으로 크게 나타났으며, 온도조건별로는 상온보다 저온에서 더 지연되었다. 압축강도, 휨강도, 부착강도는 3 type 모두 비슷하게 나타났는데, 압축강도는 저온조건에서는 초기에 강도가 작았지만 장기재령에서는 상온조건과 유사한 강도가 나타났고, 휨강도는 초기에는 강도가 유사했지만 장기재령에서는 상온조건이 크게 나타났으며, 부착강도는 상온조건보다 저온조건이 평균 35 % 저하되었다. 길이변화는 A > C > B 순으로 저온조건이 상온조건보다 2배로 나타났으며 고로슬래그 미분말을 취환한 경우 현저히 감소되었다. 물흡수 계수 및 습기투과 저항성은 C > A > B 순으로 크게 나타났고 바텀애쉬를 치환할 경우 다공질의 영향으로 크게 증가되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제24권6호
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• pp.31-37
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• 2015

철강산업 부산물 중 고로슬래그는 시멘트혼화재로 재활용되고 있지만 제강 슬래그들은 주로 골재로서 활용되고 있다. 본 연구는 전기로 산화슬래그를 대상으로 용융상태에서 철을 환원시켜 개질한 후 물로 급랭하여 제조된 비정질 슬래그를 시멘트 혼화재로 활용하고자 하였다. 개질된 전기로 산화슬래그는 고로수쇄슬래그 보다 분쇄성이 높았으며, 고로슬래그와 개질산화슬래그를 혼합하여 제조한 슬래그 시멘트의 모르타르 실험결과 고로슬래그에 대한 개질산화슬래그 대체율 20%까지는 비교시험체의 98%에 해당하는 압축강도 특성을 나타냈다.

• 한국건축시공학회지
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• 제24권2호
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• pp.181-191
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• 2024

석회석은 시멘트의 주원료로써 90% 이상을 사용하고 있으며, 고온 소성 과정에서 및 석회석의 탈탄산 반응으로 많은 양의 CO₂를 배출한다. 이에 석회석 사용량 저감을 위해 원료를 대체할 수 있는 부산물에 관한 연구들이 진행 중이다. 또한 광물 탄산화는 기체인 CO₂를 탄산염 광물로 전환하는 기술로 산업시설에서 배출되는 CO₂를 포집하여 광물로 저장 및 자원화할 수 있다. 한편, 건설폐기물은 계속적으로 증가하는 추세로, 폐콘크리트는 많은 부분을 차지하고 있다. 폐콘크리트는 파쇄 및 분쇄를 통해 순환골재로써 활용되고 있으나 이때 발생하는 폐콘크리트 미분말은 유효하게 재이용 되지 못하고 대부분 폐기 또는 매립되는 실정이다. 이에 본 연구에서는 폐콘크리트를 석회석 대체재로써 활용하여 광물 탄산화 기술을 적용할 수 있는 이산화탄소 반응경화 시멘트 제조 가능성을 확인하고자 한다. 폐콘크리트 미분말 치환율 및 이산화탄소 반응 경화 시멘트의 주요 광물이 생성되는 조건인 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비에 따른 광물 분석 결과, 폐콘크리트 미분말 치환율과 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비가 높을수록 주요 광물인 Pseudowollastonite와 Rankinite 생성량이 증가하였다. 또한 세 가지 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비에서 공통적으로 폐콘크리트 미분말을 50% 치환한 경우 Gehlenite가 생성되었으며, 생성량 또한 유사하였다. 이는 콘크리트 미분말에 함유하고 있는 Al₂O₃ 성분이 CaO와 SiO₂와 반응하여 Gehlenite가 합성된 것으로 판단된다. Gehlenite의 경우 Pseudowollastonite와 Rankinite와 같이 광물 탄산화를 통해 탄산염 광물인 CaCO₃를 생성하는 산화물로써 이는 Al₂O₃가 함유된 산업부산물을 원료로 사용하는 경우 이산화탄소 반응경화 시멘트의 광물로써 활용이 가능할 것으로 기대한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.102-109
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• 2011

본 연구에서는 산업부산물로서 재활용율이 낮은 바텀애쉬와 혼화재를 이용하는 에코개념의 터널 보수용 초속경 그라우트 모르타르 개발을 목적으로 실시공 환경조건의 온도하에서 초속경 그라우트 모르타르의 수밀성 및 내구특성에 대하여 검토하였다. 수밀성으로 투수량 및 물흡수계수는 석탄회를 이용하는 시리즈 II의 경우가 증가하는 것으로 나타났으며, 온도조건별로는 $20^{\circ}C$ 양생조건이 $5^{\circ}C$ 양생조건 보다 투수량이 적은 것으로 나타났다. 또한, 본 연구범위 모든 시료는 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르) 투수량 기준인 20g 이내를 만족하는 것으로 나타났다. 내구성으로 중성화 저항성은 고로슬래그 미분말로 치환 사용에 따른 단위시멘트량 감소로 약간 저하하는 것으로 나타났다. 또한, 내알칼리성 및 내산성 결과는 시리즈 I의 경우 수산화칼슘용액에 침지후의 압축강도가 침지전의 압축강도에 비해 저하하는 것으로 나타났다. 반면, 시리즈 II의 경우 강도저하가 미비한 것으로 나타났으며, $5^{\circ}C$ 양생조건의 경우 C 타입의 시멘트를 제외하고는 28일 재령의 압축강도와 동등한 값을 나타내어 고로슬래그 미분말 및 버텀애쉬를 치환 사용한 경우 내알칼리성 및 내산성이 큰 것 알 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.387-394
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• 2020

본 연구에서는 다량의 산업부산물 및 폐기물을 안전하게 유효 활용할 수 있는 CLSM의 기초적 물성시험을 통해 FA 및 잔골재의 대체 재료로써 GBFS 및 FNS, FGB의 적용가능성을 검토하였다. 나아가, 도로 및 노면하부, 포토홀 등의 공동충전재로서의 현장적용 가능성에 대해서도 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, GBFS 및 FNS, FGB를 활용한 CLSM의 경우 GBFS 및 FNS는 각각 30% 이상, FGB는 5% 이내에서 적정 혼합하면 현장적용을 위한 유동성 개선에 유효한 것으로 나타났다. 둘째, GF15B5는 Base 대비 동등 정도의 블리딩율이 GF30B5는 Base 대비 0.17% 정도 블리딩을 억제할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, Base 대비 GF15는 0.2%, GF30 및 GF45는 각각 0.26% 및 0.3% 정도 블리딩을 억제할 수 있는 것으로 확인되었다. 셋째, GF15B5 및 GF30B5 모두 7일 강도가 0.4MPa을 초과하여 현장적용을 만족하였고 또한, 초기강도의 증가비율이 Base 대비 각각 323% 및 233% 높게 나타나는 것으로 파악되었다. 또한, GF의 경우도 현장적용을 위한 7일 강도가 0.2MPa 이상을 모두 만족하였고 Base 대비 GF15는 160%, GF30 및 GF45는 각각 237% 및 185% 정도의 높은 강도증가비율이 확인되었다. 넷째, GBFS 및 FNS, FGB를 복합적으로 활용한 CLSM의 경우 Cr의 농도가 비교적 높게 용출되는 것으로 파악되어 대량의 지하수 및 침투수가 유입되는 환경하에서는 Cr의 용출에 의한 환경적 안전성 검토가 이루어져야 할 것으로 판단된다.