• 한국안전학회지
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• 제30권4호
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• pp.120-127
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• 2015

The aim of the present study is to investigate some characteristics of concrete according to addition of blast furnace slag and alkali-activator dosages. Blast furnace slag was used at 30%, 50% replacement by weight of cement, and liquid sulfur having NaOH additives was chosen as the alkaline activator. In order to evaluate characteristics of blast furnace slag concrete with sulfur alkali activators, compressive strength test, total porosity, chloride ions diffusion coefficient test were performed. The early-compressive strength characteristics of blast furnace slag concrete using a sulufr-alkali activators was compared with those of reference concrete and added 30, 50% blast furnace slag concrete. Also, Blast furnace slag concrete using sulfur-alkali activators enhanced the total porosity, chloride ions diffusion coefficient than two standard concrete. Alkali-activated blast furnace slag concrete was related to total porosity, compressive strength and chloride ions diffusion coefficient each others. As a result, it should be noted that the sulfur-alkali activators can not only solve the demerit of blast furnace slag concrete but also offer the chloride resistance of blast furnace slag concrete using sulfur alkali activators to normal concrete.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.310-315
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• 2019

본 연구는 시멘트 제조 시 발생하는 CBS-dust의 새로운 활용방법을 모색하고자 일련의 연구를 진행하는데, CBS-dust의 물리 및 화학적 특성 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저, 물리적 성질로 밀도는 2.40g/㎤으로 시멘트보다 가볍고, pH는 12.50으로 강알칼리성이며, 입도의 경우는 시멘트보다 미세한 11.70㎛로 나타났다. 화학적 특성으로는 산화칼슘(CaO) 성분이 35.10%로 가장 많은 량을 나타내고, 산화칼륨(K₂O)이 32.43%, 염화칼륨(KCl)이 19.46% 삼산화황(SO₃)이 6.81%이며, 그 이외의 화학성분으로 SiO₂, Fe₂O₃, Al₂O₃, MgO, 기타 등이었다. 따라서, CBS-dust를 철근이 없는 혼화재를 다량 사용하는 콘크리트 2차 제품에 알칼리 활성화재로 사용한다면, 알칼리 자극제로 콘크리트의 강도증진 및 한중시공 시 초기동해 방지 등에 효과적인 활용법이 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.449-458
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• 2006

시멘트는 전 세계적으로 사회기반 시설구조물의 주 건설 재료로서 경제 발전의 원동력이 되어 왔다. 그러나 시멘트 산업은 에너지 다소비형이며 또한 $CO_2$를 배출로 인한 온난화 현상 및 환경문제가 심각하다. 따라서, 본 연구에서는 시멘트를 사용하지 않은 21세기형 chemically bonded concrete를 연구하기 위해, 국내 fly ash를 재활용하여, 화학적 반응에 의해 경화시켜 모르타르 공시체를 제조하고, 시멘트 대체 건설재료로써 강도 발현 특성 분석, X-ray 회절분석(XRD), SEM 촬영을 통해 알칼리 활성제의 종류, 재령, 양생온도와의 상호관계와 반응 생성물의 강도 발현 메커니즘을 구명하였다. 실험 결과 알카리 활성제로 NaOH와 물유리를 사용한 시험체가 강도가 가장 높았으며, 초기의 높은 양생 온도는 조기에 fly ash의 반응을 활성화시켜 높은 강도 발현에 유리한 것으로 나타났다. 또한 XRD와 SEM 분석을 통해 주요한 반응생성물은 $Na_6-(AlO_2)_6-(SiO_2)_{10}-12H_2O$ 형태의 zeolite이며 그 밖의 칼슘실리케이트와 유사한 수화생성물로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권6호
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• pp.319-326
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• 2017

본 연구에서는, IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle: 석탄가스화 복합발전)에서 배출되는 용융 슬래그로 부터 지오폴리머를 제조하여 알칼리 활성화제의 몰농도, W/S 비(water/ solid ratio), 재령일에 따른 비중과 압축강도 등 물리적 특성을 분석함과 동시에 발포제인 Si 슬러지를 첨가하여 경량화 소재로서의 가능성을 고찰하였다. 특히 경량 지오폴리머의 강도 특성향상을 위하여 복합 활성화제 및 pre-curing 공정을 적용하였다. 단일 활성화제를 사용한 경량 지오폴리머의 압축 강도는 9.5 MPa이었으나, 복합 활성화제로 제조할 경우 2~5배 정도의 압축강도 증진 효과를 나타내었다. 더군다나, pre-curing을 실시한 경량 지오폴리머의 경우, pre-curing하지 않은 시편들에 비해 18~48 % 가량 높은 압축강도 값을 보였다. 본 연구에서 복합 활성화제와 pre-curing 공정의 도입으로 얻어진 경량 지오폴리머의 최고 압축강도는 40 MPa(3일 재령하여 밀도가 $1.83g/cm^3$인 시편)로서 시멘트 콘크리트에 필적하였다. XRD 결정상 분석과 SEM을 이용한 미세구조 분석을 통하여 지오폴리머 표면에서 C-S-H 겔(sodium silicate hydrate gel)의 모상에 꽃봉오리 모양의 zeolite 결정상이 균일하게 분포된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.153-160
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• 2010

고로슬래그 미분말을 순환골재 모르타르 및 콘크리트의 제조에 활용할 경우, 순환골재에서 용출된 $Ca(OH)_2$가 고로슬래그에 대한 자극제 역할을 수행하여 수화반응을 개선할 수 있을 것으로 판단되고 고로슬래그를 통해 알칼리 저감 효과를 얻을 것으로 예상되어 본 연구를 진행하게 되었다. 그 결과 고로슬래그 미분말을 혼입 사용한 순환 잔골재 모르타르는 재령 3일에서는 고로슬래그 혼입율에 따라 강도가 감소하는 결과를 나타냈다. 이는 고로슬래그의 수화반응이 일어나지 않았기 때문으로 판단되며 또한, 순환 잔골재 혼입률에 관계없이 고로슬래그 미분말의 혼입률이 증가함에 따라 재령 3일 측정한 수화활성도도 저하되는 것으로 나타났다. 재령 7일에서는 순환 잔골재에서 용출된 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)이 자극제 역할을 수행하여 고로슬래그 미분말을 혼입한 배합의 압축강도 발현이 천연 잔골재를 사용한 모르타르보다 서서히 증가하는 결과를 보이기 시작하였으며 이로 인해 재령 7일 측정한 고로슬래그 미분말을 단계별로 혼입한 배합의 수화활성도가 고로슬래그를 혼입하지 않은 배합보다 높아지는 것으로 나타났다. 재령 28일에서는 고로슬래그 미분말 혼입률 30% 배합에서는 고로슬래그의 수화반응으로 인해 천연 잔골재를 사용한 배합보다 높은 압축강도를 보이기 시작하였으며 이때 측정한 수화활성도는 천연 잔골재를 사용한 배합과 특별한 차이를 보이지 않았으며, 이는 지속적으로 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)이 공급되지 못하였기 때문으로 판단된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제55권2호
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• pp.59-64
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• 2013

The present study is to evaluate physical and mechanical properties of porous concrete having non cement that mainly causes carbon emission. This study aims to explore eco-friendly concrete technology capable of reducing the amount of carbon emission due to the use of normal cement by substituting it with non cement porous concrete to which alkali-activator and blast-furnace slag powder are impregnated. As experimental variables, 5 %, 6 %, 7 %, 8 %, 9 % and 10 % of alkali-activator were substituted as binders and applied. Testing evaluated in this study were pH value, void ratio, compressive strength and residual compressive strength shown after being immersed in $H_2SO_4$ solution and $Na_2SO_4$ solution. The test results were compared with those tested with the use of porous concrete to which 400 $kg/m^3$ of unit cement amount was applied as binder. In consequence, it was concluded that; as for pH value, it was decreased than was the case in which cement was used, but increased with the more the use of alkali activator; as for void ratio and compressive strength, the mix proportion in which 9 % and 10 % of alkali activator were applied in terms of substitution ratio showed the result similar to the mixture in which 400 $kg/m^3$ of unit cement ratio was applied; and, as for residual compressive strength in the case of being immersed in $H_2SO_4$ solution and $Na_2SO_4$ solution, the compressive strength was increased, thus leading to improved chemical resistance.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.1-11
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• 2015

PURPOSES : This study set out to investigate the fundamental properties of alkali-activated concrete (AAC) using modified slag as the pavement maintenance material. METHODS: The material properties of modified slag based alkali-activated concrete (MSAAC) were analyzed and evaluated against those of alkali-activated slag concrete (AASC). Several mix formulations were considered, including one MSACC and four AASCs. The main variables considered in the study were slump, air content, compressive strength, rapid chloride permeability test, scaling resistance, freeze-thaw test, XRD, SEM, and EDS. RESULTS: MSAAC exhibits a compressive strength in excess of 21 MPa six hours after curing. Also, the charge passed of the MSACC was found to be less than 2000 coulombs after seven days and about 1000 coulombs after 28 days. The weight loss determined from a scaling test did not exceed $1kg/cm^2$ in the case of the MSACC, but that of the AASCs had already exceeded $1kg/cm^2$ at the 10th cycle. Based on the results of the freeze-thaw test, the relative dynamic modulus of every mix was found to be in excess of 90%. An energy dispersive spectroscopy(EDS) analysis found that the weight rate percentage of the calcium and aluminum in the MSAAC mix is twice that of the AASC mixes. CONCLUSIONS : It was found that the MSAAC mix exhibits significantly better performance than AASC mixes, based on various fundamental properties.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.443-450
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• 2015

본 연구에서는 플라이애시 기반 지오폴리머에 황산나트륨을 첨가제로 사용하여 이에 대한 물리적 및 미세구조 특성을 분석하였다. 플라이애시 중량에 대해 0, 2, 4 및 6%를 황산나트륨으로 치환하였으며, 수산화나트륨과 액상규산나트륨(물유리)을 알칼리 활성화제로 사용하여 시편을 제작하였다. 재령 28일에 대한 압축강도, XRD, SEM 및 MIP 시험을 실시하였다. 황산나트륨 2wt% 및 4wt% 첨가는 플라이애시 기반 지오폴리머의 강도를 증진시켰지만, 6wt% 첨가는 강도 향상에 거의 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 강도 증진에 대한 황산나트륨의 적정 치환율이 있는 것으로 나타났으며, 압축강도에 대한 황산나트륨의 최적의 치환율은 4wt%인 것으로 판단된다. 황산나트륨 치환율이 증가함에 따라, 강도 증진 효과가 다름에도 불구하고 시편 내에 비결정질(amorphous phase) 뿐만 아니라 결정질(crystalline phase)에서 뚜렷한 차이가 없는 것으로 나타났다. 황산나트륨으로 치환하였을 경우, 플라이애시 기반 지오폴리머 내의 공극의 분포를 변화시킴에 따라 강도증진에 효과가 있는 것으로 판단된다. 황산나트륨 첨가는 시편 내의 생성된 반응생성물의 형상 및 Si/Al를 다르게 하여 강도에 영향을 미친 것으로 판단된다. 황산나트륨 치환에 따른 지오폴리머 내에 생성된 반응생성물의 Si/Al가 낮을수록 지오폴리머의 강도가 큰 것으로 나타났다. 황산나트륨 적정치환량은 지오폴리머의 반응생성물을 효과적으로 변화시켜 물리적 성질 향상에 기여를 하지만, 적정량 이상의 치환율 사용으로 변화된 지오폴리머 생성물은 matrix 내에서 불순물로 존재하여 강도 증진을 방해할 수 있는 가능성이 있는 것으로 판단된다.