• 한국결정성장학회지
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• 제27권1호
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• pp.47-56
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• 2017

본 연구에서는 Alumina 골재를 사용한 fly ash-blast furnace slag계 Geopolymer의 내열성 건축자재로서의 사용 가능성을 검토하기 위하여 고온조건에서의 열적 특성에 대하여 조사하였다. 모든 배합조건에서 Geopolymer 경화체의 표면 크랙은 $800^{\circ}C$까지는 관찰되지 않았으며, 이것은 열처리 전후 강도의 변화가 작은 것과 일치한다. 또한, $800^{\circ}C$까지 고로슬래그의 혼합비율이 60 wt%일 때 잔존압축강도가 가장 우수한 것으로 나타났다. Geopolymer 경화체의 주요 수화 생성물은 $20{\sim}35^{\circ}$(2theta) 범위의 비정질 halo 패턴과 원재료의 mullite($3Al_2O_3{\cdot}2SiO_2$)와 quartz($SiO_2$)가 확인되었다. 비정질 halo 패턴은 Geopolymer 축중합 반응에 의해서 생성된 aluminosilicate gel이며, $800^{\circ}C$까지는 aluminosilicate gel의 halo 패턴이 유지되고 있음을 알 수 있다. $1,000^{\circ}C$에서 aluminosilicate gel의 패턴은 사라지며 열처리온도의 증가와 함께 gehlenite, calcium silicate, calcium aluminum oxide, microcline와 같은 결정상이 관찰되었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권5호
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• pp.419-427
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• 2018

본 연구는 철 생산 공정 중에 발생되는 철강슬래그를 재활용하는 것으로 매립에 의존하는 철강 슬래그를 건설용 재료로 사용하는 것이다. 철강 슬래그는 물과 반응할 경우 팽창 붕괴되어지는 문제로 인하여 에이징 처리를 실시하고 있다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 개발된 SAT 공법은 철강슬래그의 팽창 붕괴에 대한 안전성을 갖는다. 이에 본 연구에서는 SAT 공법에 의해 제조된 환원슬래그와 전기로 산화슬래그, 실리콘 망간 슬래그를 사용하여 도로용 긴급 보수모르타르에 관한 실험적 연구를 실시하였으며 다음과 같은 결론을 도출하였다. 환원슬래그는 초속경 시멘트에 대해 대체할 경우 속경성을 갖는 것으로 나타났으며, 대체율 15%까지는 동등하게 나타났다. 전기로 산화슬래그는 천연 골재에 대해 100% 대체하여도 동등한 특성을 갖는 것으로 나타났으며, 이런 전기로 산화슬래그에 대해서 실리콘 망간 슬래그를 대체할 경우 15-30%까지 대체가 가능한 것으로 나타났다. 이상의 배합으로 도로용 긴급 보수 모르타르의 배합 설계가 가능하였다. 이런 슬래그를 재활용은 시멘트와 천연 골재의 사용량을 저감시켜 이산화탄소 발생의 감소와 폐기물인 슬래그를 재활용으로 녹색 산업에 이바지가 가능하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.77-84
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• 2023

태양광 패널의 설치가 가속화됨에 따라 사용수명이 종료된 태양광 패널도 증가하고 있다. 그러나 사용수명이 종료된 태양광 패널은 잠재적으로 위험한 물질을 포함하고 쉽게 재활용되지 않으므로 문제를 야기하고 있다. 사용수명이 종료된 태양광 패널의 효과적인 수거, 폐기 및 재활용 방법과 같은 대처 방안이 요구된다. 따라서 사용수명이 종료된 태양광 패널 재활용 기술 개발에 많은 연구가 진행되고 있다. 건설 분야에서 적용할 수 있는 태양광 패널의 재활용 기술 중 하나로, 사용수명이 종료된 태양광 패널에서 분리한 강화유리를 건설재료로 적용하는 것이 있다. 따라서 본 연구에서는 사용수명이 종료된 태양광 패널의 분리 기술을 정리하고 추출된 강화유리를 잔골재로 사용하여 모르타르의 역학적 성능을 평가하였다. 그 결과, 강화유리를 모르타르의 잔골재로 사용할 경우, 사용수명이 종료된 태양광 패널의 분리 기술과 관계없이 압축강도, 휨강도 및 1~3 ㎛, 200~300 ㎛ 범위의 거시공극이 영향을 받는 것으로 나타났다. 특히, 화학 처리된 강화유리를 사용한 모르타르는 화학반응으로 인해 소산된 K₂O와 CuO로 인해 주목할 만한 역학적 성능의 저하가 발생하는 것으로 나타났다. 한편, 플라이애시를 결합재로 사용할 경우, 모르타르의 역학적 성능 저하를 완화할 수 있는 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제16권1호
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• pp.75-90
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• 2003

일부 기존 콘크리트 내에서 발견되는 에트린자이트(ettringite)와 사우마사이트(thaumasite)에 대하여 산출상태 및 화학성분을 조사하고, $Na_2SO_4$ 용액을 이용한 인공적인 변질 실험을 수행하여, 이들 광물의 특정 환경 조건하에서의 안정도와 콘크리트의 성능저하에 미치는 영향을 연구하였다. 에트린자이트와 사우마사이트의 형태 관찰과 성분분석을 위하여 전자현미경(SEM)을 통한 EDAX분석을 실시하였다. 에트린자이트는 시멘트 페이스트의 공간을 충진하거나, 시멘트 페이스트를 치환한 형태로 나타나며, 미세 균열이 에트린자이트로부터 시멘트 페이스트 내부로 전파되고 있음이 잘 관찰되었다. 에트린자이트는 특정 환경 조건하에서 사우마사이트와 트리클로로알루민산염(trichloroaluminate)으로 쉽게 전이되거나 분해되었다. 사우마사이트는 탈백운석화작용을 수반하는 탄산염 골재를 사용한 콘크리트와 탄산화가 진행된 해안지역의 콘크리트에서 에트린자이트와 수반되어 나타난다. 사우마사이트의 형성 조건은 에트린자이트와 유사한 조건에서 형성되는 것으로 생각되나, 에트린자이트가 먼저 형성된 후 치환작용에 의하여 에트린자이트/사우마사이트 고용체를 형성하는 것으로 생각된다. 콘크리트내의 에트린자이트는 염화물이 공급될 경우 염소가 에트린자이트의 황산염을 부분 또는 완전한 치환하여 에트린자이트와 유사한 결정구조를 가지는 트리클로로알루민산염으로 전이되며, 또한, 트리클로로알루민산염은 황산염이 다시 공급될 경우, 치환반응에 의하여 다시 에트린자이트로 전이되었다. 두 광물의 치환반응의 반응 경로는 용액내의 염소이온과 황산이온의 농도에 따르는 것으로 생각된다. 이상과 같이, 에트린자이트는 콘크리트 내에서 다양한 내외부적인 화학작용 따라 특징적인 산출 양상을 보이며, 주변 환경 조건에 따라 다른 광물로 전이되는 나타내었다. 이러한 연구결과, 에트린자이트의 생성에 따른 콘크리트의 성능저하는 그 광물학적 특성과 분포양상에 관련성을 가지는 것으로 나타났다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제36권1호
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• pp.39-49
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• 2006

1. 목 적 이 연구의 목적은 성견의 하악 골 결손부에 이식한 생체 유래 골 이식재에 대한 치조골의 반응을 알아보는 것이다. 2. 연구방법 및 재료 생후 1년 이상 된 성견 4마리의 하악 제2소구치 및 제 4 소구치를 발거하고 발치와에 금원심 폭경 8mm, 협설 폭경 5mm, 치조정에서의 깊이 6mm인 결손부를 형성하였다. 4주간의 자연 치유 후 판막을 형성하여 결손부의 크기를 확인하였다. 각각의 결손부 크기가 일정하도록 수정한 후 '이식재+차폐막'군에는 OCS-B을 이식하고 Bio-gide을 차단막으로 사용한 후 봉합하고 '이식재군'은 OCS-B 이식 후 차폐막 없이 봉합하였으며 '비이식'군은 아무런 처치없이 일차봉합하였다. 수술 4, 6주에 실험동물을 각각 희생시켜 실험부위를 적출하고 비탈회 연마 표본을 제작하여 골 치유 양성을 조직학적 및 조직계측학적으로 관찰하였다. 3. 연구결과 이식재 비이식군 및 이식군 모돼서 별다른 부작용없이 잘 치유되었다. 세 실험군 모두에서 술후 4주에 비교하여 술 후 6주에서의 결손부 산생골 형성량이 증가하였다. 술후 4주 소견에서 비이식군은 결손부 주변부위에서 골이 생성되어 나오는 양상을 보였으며 이식군은 이식재 주변으로 골침착 시작되는 것을 관찰할 수 있었다. 술후 6주 소견에서 비이식군은 결손부 경계부로부터의 지속적인 골 생성을 관찰할 수 있었으며 이식군은 이식재 주변으로 침착된 골의 양이 많아지고 신생골이 가교를 형성하는 것을 관찰할 수 있었다. 4. 결 론 차폐막 유무와 상관없이 OCS-B는 염증반응을 전혀 일으키지 않았으며 우수한 골 전도성을 보였다. 또한 결손부의 형태를 잘 유지하여 골재생을 위한 공간을 확보할 수 있었다. 이는 OCS-B가 골이식재로서의 필요조건을 갖추었음을 확인한 결과이며 보다 장기적인 관찰에서 OCS-B의 흡수 가능성을 확인하는 것이 필요할 것으로 보인다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제28권4호
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• pp.577-604
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• 1998

chitosan은 골치유증진 및 골세포의 분화를 촉진하는 것으로 알려진 천연의 생분해성 고분자이다. 이연구에서는 chitosan 및 chitosan/tricalcium phosphate(TCP) 다공성 기질을 제조하여 골이식재 및 조직공학적 골형성을 위한 3차원적 세포배양 지지체로서의 가능성을 평가하고자 하였다. chitosan 용액 및 TCP가 포함된 chitosan 용액을 동결건조함으로써 소공의 크기가 $100-200{\mu}m$인 스폰지형태의 chitosan 및 chitosan/TCP 다공성 기질을 제작하였다. 골이식재로서의 효과를 평가하기 위하여 백서의 두개골 결손부에 제작된 chiosan 및 chitosan/TCP 다공성 기질을 각각 이식하고 2주 및 4주 후에 동물을 희생하여 조직학적으로 치유양상을 관찰하였다. 조직공학적 골형성을 위한 세포배양 지지체로서의 가능성을 평가하기 위하여 백서 태자의 두개골에서 분리된 골아세포를 chitosan 및 chitosan/TCP 다공성 기질에 각각 접종하고 56일간 배양하면서 각 기간 별로 세포수, 염기성 인산효소 활성, 축적된 calcium의 양을 측정하였고 배양된 세포-기질 혼합체를 광학현미경 및 주사전자현 미경하에서 조직학적 관찰을 시행하였다. 백서 두개골결손부에 이식된 chitosan 및 chiosan/TCP 다공성 기질은 별다른 이물반응 없이 자연 분해되면서 신생골조직 내에 매립되었으며 이식하지 않은 대조군에 비해 유의하게 높은 신생골형성 효과를 나타내어 우수한 골전도성이 있음이 확인되었다. 신생골형성 양상이나 형성된 양에 있어서 두 가지 기질간의 유의한 차이는 없었다. 골아세포-기질 혼합체의 배양결과, 접종후 배양 28일 경과 시까지 골아세포수는 지속적으로 증가하다가 이후에는 5 8일까지 성장정도가 둔화되었다. 염기성 인산효소의 활성 및 calcium 축적량은 접종후 배양시간경과에 따라 56일까지 지속적으로 증가하였다. 세포수 및 염기성 인산효소의 활성에서 두 기질간의 유의한 차이는 없었고, calcium 축적량에 있어서는 chitosan/TCP 기질에서 유의하게 높았고 증가속도도 컸다. 배양된 골아세포가 접종된 다공성 기질의 조직학적 관찰결과, 골아세포는 다공성 기질에 잘 부착하여 중층의 형태로 성장하면서 광화된 골기질을 형성함이 관찰되었다. 배양 14일부터 작은 골편형태의 골형성이 기질 표면에 부착되어 관찰되었고, 배양기간이 길어짐에 따라 성장하여 배양 56일째에는 상당한 양의 광화된 골질이 형성됨이 관찰되었다. 배양 56일 경과후의 광화된 골질의 양은 chitosan/TCP 기질에서 더 많았다. 이 연구의 결과, chitosan 및 chitosan/TCP 다공성 기질이 골이식재로서 뿐만 아니라, 조직공학적 골형성에 적용되는 골아세포의 배양을 위한 3차원구조의 세포지지체로 이용되어 골재생술식에 유용한 생체재료로 활용될 수 있음이 확인되었다.

• 자원환경지질
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• 제30권2호
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• pp.175-183
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• 1997

The concrete structure can be easily damaged due to alkali-aggregates reaction. There are several methods to identify alkali reactivity of aggregates. The most reliable method is mortar-bar test, but it takes 3 to 12 months for whole test. The authors applied "rapid method" which takes only 7 days for this test. The result of this rapid method follows; expansion ratio of mortar bar for natural aggregates taken at the Youngsan River ranges from 0.197 to 0.489%, but that from Changseong Lake has low expansion ratio of 0.147%, which is below the limit of allowance, 0.168%. Those from the Seomjin River range from 0.173 to 0.22%, and those from the Keum River range from 0.078% to 0.111%. In the case of higher expansion ratio than 0.168%, aggregates must be used with cement containing low alkali content or adding material consuming the alkali content of cement, for example, fly ash and silica fume, etc.. Most of natural aggregates in Cheolla area have no problem in physical properties, particularly the abrasion ratio is below 40%, the limit of allowance. The natural aggregate from Cheolla area consists mostly of gneiss, granite and volcanic rocks. The major alkali reactive materials are quartz mineral with undulatory extinction in gneiss and granite, and amorphous silica in volcanic rocks. Even if a certain aggregate consists of the same kind of rocks and has similar rock composition each other, content of alkali reactivity material can be various, because rock formation is locally different according to temperature and pressure. Therefore every rock type must be physically and chemically identified before using for aggregates.

• 한국도로학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.93-99
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• 2012

PURPOSES: The purpose of this study is to compare the alkali-silica reactivity for mortar bar and concrete prism specimens using crushed aggregates of 5 types in Korea. And the alkali-silica reactivity for those aggregates are measured by chemical test method. METHODS: The alkali-silica reactivity for those aggregates was measured by chemical test method of KS F 2545, mortar-bar test of KS F 2546, accelerated mortar-bar test method of ASTM C 1260 and concrete prism test method of ASTM C 1293, relatively. RESULTS: The alkali-silica reactivity for those aggregates was verified by chemical test of KS F 2546 and accelerated mortar-bar test of ASTM C 1260. However, it was not by mortar-bar test of KS F 2546 and concrete prism test of ASTM C 1293. CONCLUSIONS: The above results showed that relationship among the four test methods were very low. The results from 3 types of test methods using cement-aggregate combinations appeared to be different. Because the environmental conditions of test methods for measuring the alkali-silica reactivity such as equivalent alkali content(external source), humidity, temperature, and times were different though the aggregates were same. Moreover, alkali-silica reactivity showed the biggest impact when alkalis were supplied form outside and exposed to environmental conditions. The accelerated mortar-bar test method seems to be most appropriate test method for concrete structures exposed to alkali environment.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.57-63
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• 2012

제강슬래그는 미반응 CaO와 물과 접촉에 의해 수화, 팽창하는 성질을 가지고 있기 때문에 토목용 골재로서 재활용율이 매우 낮을 뿐만아니라 매립처리 및 재활용 용도가 제한적이다. 이러한 제강슬래그를 보다 효율적으로 활용하기 위하여 샌드매트 대체재료로서 적용 가능성을 검토하였다. 일반적으로 샌드매트는 연약지반의 표층처리공법과 수평배수공법으로 적용되고 있으며, 대부분 연약지반의 연직배수공법과 병행하여 시공되고 있다. 따라서 본 연구에서는 제강슬래그를 샌드매트 대체재료로서 재활용하고자 설계방법과 적용기준 등을 고찰하였으며, 실내토질시험 및 모형실험을 실시하였다. 시험결과로부터 환경 및 각종 품질기준에 만족하는 것으로 평가되어 샌드매트 대체재료로 활용 가능한 것으로 판단하였으며, 모형재하실험을 통한 슬래그매트의 지지력 분석결과에서도 기존 샌드매트와 비교하여 2배이상 지지력이 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.365-368
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• 2008

본 연구에서는 극히 낮은 물-결합재비를 갖는 240MPa 초고강도 콘크리트를 개발하고자 분말도가 높아 반응속도가 빠르며, 조기강도가 우수하나 극히 낮은 물-시멘트비에서 더욱 우수한 유동성을 확보할 수 있는 고강도용 '하이플로 시멘트'를 주원료로 하고, 기타 초고강도용 혼합재로 실리카흄, 슬래그 미분말 및 특수 혼합재 등을 사용한 다성분계 시멘트 결합재의 최적조합을 도출하였으며, 시멘트 결합재의 분산성과 균질성을 확보하기 위하여 고효율 초고속전단 옴니믹서를 사용하여 프리믹스 타입의 시멘트를 제조하였다. 또한 고속믹싱방법을 통해 초고강도 콘크리트의 유동성을 확보하였으며, 초고강도용 특수골재를 선정하여 실험을 실시한 결과, 수중양생을 실시한 경우 180MPa이상의 강도를 확보하였으며, 증기양생을 실시한 경우 200MPa이상의 강도를 얻을 수 있었고, 최종적으로 특화된 양생방법을 통해 240MPa이상의 안정된 초고강도 콘크리트 품질을 확보하였다.