• 자원리싸이클링
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• 제5권3호
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• pp.65-72
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• 1996

탄산칼슘과 고분자 재료가 배합되면 서로의 계면에 대한 친화성이 결여되어 분산성이 저하하기 때문에 이를 위해 탄산칼슘을 표면처리를 하지만 이는 분체자신의 표면에너지를 저하시키는 역효과의 가능성도 있다. 따라서 표면처리를 하지 않아도 미세한 1차 입자의 상태로 유지하는 초미립체(입경 0.02~0.09$mu extrm{m}$) 입자의 콜로이드형 탄산칼슘 합성에 대한 기술이 절실히 요구되나 합성시 목적입도가 평균입도 범주에 속하고 또 그 분포가 좁아야 함이 핵심요소기술이 되는데 입경제어에 대한 인자 규명 및 최적 조건의 항구적인 합성조건에 대한 연구가 전혀 수행되지 못한 형편이다. 이에 본 연구에서는 수산화칼슘 현탁액에 탄산가스를 접촉시키는 기-액접촉방식의 CMSMPR(Continuous Mixed Suspension Mixed Product Removal)법을 이용하여 콜로이드형 탄산칼슘 합성을 목적으로 입방형 탄산칼슘과 함께 제어함으로 두 종류의 침강성 탄산캄슘을 최적 합성화 할 수 있었다. 수산화칼슘 현탁액 제조는$ 1100^{\circ}C$에서 수산화칼슘을 2시간 소성을 시켜 제조한 산화칼슘을 증류수에 600rpm으로 30분간 수화시킨 반응현탁액 2ι를 반응온도 $15^{\circ}C$와 반응교반속도 600rpm, 탄산가스 주입속도 1ι/min으로 모든 조건을 고정시키고 현탁액에 대한 산화칼슘의 농도변화만으로 입방형(0.2~0.9$\mu\textrm{m}$)과 콜로이드형($0.02~0.09\mu\textrm{m}$)을 합성하였고 이에 대한 반응현탁액의 농도 최적조건이 각각 5wt%와 2.5wt%임을 확인하였다. 결국 입경제어의 주요 인자가 현탁액의 농도임을 알았고 합성한 탄산칼슘은 Zeta sizer를 통해 측정하여 평균입도가 입방형은 223.4nm(0.223$\mu\textrm{m}$)와 콜로이드형 93.6nm(0.093$\mu\textrm{m}$)임을 확인하여 $H_2O$ 반응계에서 안정적인 균일입도제어를 할 수 있었다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2004년도 춘계총회 및 학술발표회
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• pp.8-8
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• 2004

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.128-138
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• 2015

탄산화는 지하구조물과 같이 이산화탄소의 농도가 높고 강우로부터 보호되는 콘크리트 구조물에 매우 심각한 열화현상이다. 탄산화 깊이 및 수화물의 변화를 평가하기 위해 많은 연구가 진행되고 있으나 해석모델의 복잡성, 이산화탄소 확산계수 모델링 등의 어려움으로 인해 실제 탄산화 거동을 제한적으로 모사하고 있다. 본 연구에서는 기존의 탄산화 모델링 (Ducom)에 대하여 확산계수 모델링, 공극률 감소 모델, 이산화탄소의 장기반응률 등을 개선하여 개선된 탄산화 모델을 제시하였다. 검증을 위하여 온도변화를 고려한 촉진탄산화 시험. 공극률 평가 시험 (수은압입법)을 수행하였으며, 탄산화 깊이를 개선되기 전/후의 모델과 비교하였다. 또한 수산화칼슘의 중량변화와 실태조사결과를 이용하여 낮은 이산화탄소에 노출된 콘크리트 구조물의 탄산화 깊이를 제안된 모델과 비교하였다. 제안된 모델은 확산계수 감소성, 공극률 감소성을 적절하게 반영하여 기존의 모델에 비해 합리적인 결과 (수산화칼슘 소모량, 탄산화 깊이)를 나타내었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권3호
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• pp.147-151
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• 2012

이산화탄소($CO_2$)를 폐기물에 안정하게 고정화시키기 위하여 탄산화 가능한 알칼리 토금속인 Ca와 Mg 성분을 다량 포함한 석탄재에 CO2를 저장하여 건자재의 제조 가능성을 연구하였다. 초기 실험으로는 Ca 산화물과 수화물을 사용하였으며, $CO_2$ 저장 반응기로는 Autoclave를 사용하여 일정한 압력과 온도에서 조성을 변화시켜 탄산화를 시행하였다. 탄산화 된 시편의 무게변화율, X-선 회절분석 및 시차열분석을 통하여 관찰한 결과 $Ca^{2+}$의 이온용출 반응에 의해 탄산화가 진행되었음을 확인할 수 있었다. 10 $kgf/cm^2$의 압력과 $120^{\circ}C$에서 10분간 온도를 유지한 분위기에서 폐기물자원 원료에 15 % 이상의 탄산화율을 얻는 것이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.53-60
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• 2011

건설폐기물이 매년 증가함에 따라 제도적으로 건설폐기물을 재활용한 순환골재의 사용을 촉진하게 되었고, 이에 따라 현장에 순환골재의 사용이 증가되었다. 그러나 순환골재의 알카리수 용출에 의한 환경적 문제가 발생하게 되었고, 이를 저감시킬 방안에 대한 연구가 요구되었다. 본 연구는 순환골재의 알카리저감을 위한 방안으로 촉진탄산화 반응을 이용한 알카리 저감장치를 제작하여 순환골재 생산현장에 설치하고, 대량의 순환골재를 대상으로 알카리저감효과 및 품질의 영향을 분석하였다. 그 결과, 탄산화 반응시간 30초, 반응압력 -50 kPa에서 100 kPa까지 3싸이클의 압력변화를 주는 조건에서, 순환골재 pH는 9.33에서 9.8의 범위 내를 유지하였다. 또한 순환골재의 물리적 품질은 탄산화 반응 전보다 반응 후의 소성지수, 수정 CBR, 마모감량, 모래당량, 액성한계, 입도분포, 밀도 및 흡수율이 개선되는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.126-132
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• 2010

탄산화는 콘크리트 내부의 알칼리성 수화생성물과 대기 중의 탄산가스가 반응하는 것을 의미하며, 탄산화에 의한 철근부식은 철근 콘크리트의 내구성을 저하시키는 주요원인 중의 하나이다. 본 논문에서는 국내에서 광범위하게 시공된 교량구조물에 대한 실태조사를 이용하여 교량구조물이 위치한 환경에 따른 탄산화의 영향을 파악하였다. 또한 계측결과들을 바탕으로 탄산화에 의한 구조물의 내구적 파괴확률을 신뢰성 이론을 기반으로 하여 분석하고, 국내 시방서에서 제시하는 목표파괴확률을 기준으로 대상구조물의 내구수명을 평가하였다. 현장실험결과를 토대로 한 탄산화의 분석결과 교량의 사용년수가 증가함에 따라 탄산화 깊이는 증가함을 보였으며, 교량구조물의 탄산화 속도 분석결과 하천교량에 비하여 도심지 및 해상 교량의 탄산화 속도가 1.6-1.9배 빠르게 나타났다. 또한, 교량구조물의 내구수명을 파악한 결과 하천 교량에 비하여 도심지 및 해상 교량의 내구수명은 약 2.4-3.3배 적게 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권5호
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• pp.254-259
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• 2012

순환유동층 연소방식의 화력발전소에서 석탄을 연소시킨 후 발생하는 석탄재 중 탄산화 반응 인자인 Ca 성분을 다량 포함한 비산회를 시멘트에 일정량 치환하여 제조한 인공경량 경화체를 초임계상태에서 이산화탄소($CO_2$)를 고정화하여 골재의 기계적 물성향상을 도모하였다. 초임계 분위기 $40^{\circ}C$ 조건에서 비산회의 치환량을 변화시켜 재령일수별 탄산화를 시행하였다. 비산회 치환량에 따른 탄산화 반응시킨 인공경량골재 경화체의 무게변화율, TG/DTA 분석, 1 % 페놀프탈레인 알칼리성 측정을 통하여 탄산화 진행여부를 확인하였으며 28일까지의 재령 이후 경화체의 압축강도 측정과 비중측정을 통하여 골재의 기계적 물성향상과 인공경량골재의 기준 비중치인 2.0 이하의 비중값을 갖는 탄소고정 인공경량골재 경화체를 얻는 것이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제6권4호
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• pp.509-520
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• 1996

탄산가스로 채워진 반응기에 현탁액을 분사시키는 방법(분사법)으로 탄산칼슘 분말을 제조한 결과, 현탁액의 pH 및 칼슘이온의 농도가 반응초기 일정기간 높게 유지되는 조건에서만 잘 분산된 $0.05~0.1\;\mu\textrm{m}$ 크기의 초미립 칼사이트 상 탄산칼슘 분말이 제조되었다. 반응 초기 현탁액의 pH 및 칼슘이온의 농도가 일정기간 높게 유지시키기 위하여 현탁액의 순환방식과 탄산가스 공급방식을 변환시켜 제어할 결과 그간 분사법으로 미립자의 탄산칼슘 분말 합성이 어려웠던 1 wt% 이하의 수산화칼슘 농도 영역과 고농도 현탁액 영역인 5 wt% 수산화칼슘 농도 영역에서 $0.02\;\mu\textrm{m}$ 크기의 초미립자 탄산칼슘 분말을 얻을 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.97-102
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• 2011

콘크리트 같은 많은 건설 폐기물이 빠르게 늘어나고 있으며, 콘크리트에 재활용 골재의 사용이 심각하게 고려되고 있다. 그러나 순환골재의 사용은 품질이 낮기 때문에 매우 한정적으로 사용되고 있다. 그러므로 순환골재의 품질은 콘크리트의 제조에서 매우 중요하다. 본 연구는 지구 온난화의 원인이 되는 $CO_2$를 고정하여 $CO_2$배출 저하와 건설폐기물의 재자원화 및 고품질화를 목적으로 수행한 일련의 연구로, 촉매인 NaOH을 $CO_2$와 반응시켜 제조한 $Na_2CO_3$에 의한 순환잔골재의 $Ca(OH)_2$의 제거효과와 이에 따른 순환잔골재의 품질 특성을 고찰하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 순환잔골재를 사용하는데 있어 문제시 되는 알칼리 성분을 제거하고자 공정수를 탄산나트륨 용액으로 대체하여 수산화칼슘을 탄산칼슘으로 침출시키는 방법을 계획하였고, 순환잔골재의 알칼리성분 제거 후의 품질 특성에 대하여 검토하였다. 본 연구의 결과, 수산화칼슘이 탄산나트륨 용액에 의해 탄산칼슘으로 제거된다는 것을 확인할 수 있었고, 생성물에 대하여 열분석(DT-TGA)을 실시한 결과 탄산칼슘인 것을 확인하였다. 탄산처리한 순환잔골재의 밀도는 원골재 보다 높아졌고 흡수율은 낮아지는 것을 확인할 수 있었으며, 탄산나트륨의 농도와 교반시간에 대해 결과치가 달랐는데 이것은 고정된 수산화칼슘의 양에 대한 탄산나트륨 용액의 반응 양에 의한 것으로 판단된다. 즉, 탄산 반응 후 순환잔골재의 밀도, 흡수율 및 입도 등의 물리적 성질은 전반적으로 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.165-172
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• 2021

이 연구는 건설재료로 활용 가능성이 높은 다양한 무기계 재료의 탄소포집에 대한 성능 평가를 목적으로 한다. 이러한 목적을 위해 광물탄산화가 가능한 보통포틀랜드 시멘트(OPC), 고로슬래그 미분말(GGBS), 순환유동층 보일러 애시(CFBC)의 탄산화 반응에 대한 특성 변화를 분석하였다. 촉진 탄산화 실험을 통해 모든 재료에 대한 탄산화 양생을 수행하였으며, 탄산화 재령에 따라 열중량 분석에 의해 탄소포집량을 정량분석하였다. 모든 재료에서 탄소포집 효과가 확인되었고, 실험결과 탄소포집량은 CFBC, OPC, GGBS 순으로 나타났다. CFBC, OPC, GGBS의 28일 탄소포집량은 각각 9.4 wt.%, 3.9 wt.%, wt.1.3 %이다. 탄소포집은 탄산화 초기에 빠르게 발생하였으며, 재령이 증가함에 따라 느리게 발생하였다. SEM 이미지 분석을 통해, 모든 실험체에서 탄산화 양생에 의해 발생된 추가적인 생성물은 탄산칼슘(CaCO₃)으로 나타났다.