• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.261-268
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• 2022

본 연구에서는 국내 환경에서 장기간 옥외 노출 시험을 수행하였으며 이 중 콘크리트의 탄산화 특성에 대해 분석하였다. 시험체는 물/시멘트비에 따라 40 %, 50 % 및 60 %로 총 3종류를 대상으로 수행하였으며, 재령 3년차 및 재령 15년차의 탄산화 측정 및 분석하였으며 이를 대상으로 장기 탄산화 예측 모델을 도출하여 국내외 탄산화 예측 모델과 비교·분석하였다. 분석결과, 물/시멘트비에 따라 탄산화가 증가하는 경향을 보였으며 물/시멘트비 40 %를 기준으로 물/시멘트비 50 %의 경우 약 1.8배, 물/시멘트비 60 %의 경우 약 3.7배 증가하였다. 재령에 따른 탄산화를 비교한 결과 기존 문헌처럼 재령에 따라 증가하는 경향을 보였으며 본 시험체의 경우 재령 15년차 탄산화 값이 재령 3년차 기준 약 3배 정도 높게 나타났다. 본 연구에서 실측한 탄산화를 바탕으로 국내외 탄산화 예측 모델과 비교한 결과 기존 예측 모델과 많은 차이를 보이고 있으며, 추후 지속적으로 데이터를 확보하여 검증 및 개선할 예정이다.

• 한국건축시공학회지
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• 제24권1호
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• pp.1-10
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• 2024

In-situ 탄산화 기술은 시멘트 기반 건설재료의 제조과정에서 CO₂를 주입하여 시멘트 수화과정에서 용출되는 Ca²⁺ 이온과 CO₂의 탄산화 반응을 통해 CaCO₃의 형태로 CO₂를 격리하는 광물탄산화 기술이며, 본 연구에서는 현재 국내 건설현장에서 시공되고 있는 바닥용 건조시멘트 모르타르 배합의 범위에서 In-situ 탄산화 기술을 적용 시, CO₂의 주입 유량 및 총 주입량을 검토하고, 바인더인 단위시멘트량 감축에 따른 제품의 품질 검토를 실시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권2호
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• pp.137-150
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• 2011

$CO_{2}$를 탄산염의 형태로 고정화하는 광물 탄산화 기술은 $CO_{2}$ 지중 저장의 대안 기술의 하나로 중소규모로 $CO_{2}$ 저장을 실현할 수 있는 기술로 여겨지고 있다. 이 연구에서는 광물 탄산화 기술의 전세계적인 연구 개발 동향을 파악하고, 특히 우리 나라의 지질 및 산업 여건을 고려할 때 $CO_{2}$ 광물 탄산화가 $CO_{2}$ 저감 대책이 될 수 있는지에 대한 기술적 및 경제적 타당성을 검토하였다. 그 결과 국내에서는 연간 1,200만톤 이상의 $CO_{2}$를 고정화할 수 있는 산업 부산물이 발생하고 있으며, 이를 광물탄산화에 이용한다면 $CO_{2}$ 광물탄산화는 유망한 $CO_{2}$ 저감 방안이 될 수 있을 것으로 기대된다. 이 기술의 경제성 증대를 위해서는 산업 부산물의 전처리, 금속 용출액 및 용출 방법, 고속 탄산화 기술 개발, 공정열의 이용 극대화, 생성된 탄산화물의 부가가치 향상 등의 분야에서 향후 추가적인 연구 개발이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.349-354
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• 2023

본 연구는 시멘트 산업의 CO₂ 저감을 위한 가장 핵심적인 기술 중 CCU(Carbon Capture, Utilization)를 적용하여 이산화탄소의 활용을 극대화 시키기 위한 일환으로 이산화탄소 양생 환경에서의 보통 포틀랜드 시멘트 페이스트를 대상으로 하여 탄산화 반응 촉진제의 혼입 유·무에 따른 재령 별 탄산화 깊이 변화와 이에 따른 기초 물리 특성변화를 검토하고자 하였으며, 콘크리트 분야에서 CO₂ 고정량을 평가하기 위하여 가장 범용적으로 사용하는 벙법인 고온에서의 CaCO₃ 탈탄산을 평가하는 열분석 방법을 적용하여 중량 감소율에 따른 결과를 평가하였다. 평가결과, 시멘트 페이스트에 CRA 혼입에 따라 두 가지의 환경조건에서 모두 압축강도 성능이 소폭 감소하는 경향이 나타났지만, 탄산화 깊이 확산성능에 있어서 CRA의 혼입으로 경화체 내의 탄산화 깊이가 상당 부분 증가하는 경향을 확인하였다. 또한, 항온항습기 양생 조건, 탄산화챔버 양생 조건의 순서로 Plain 대비하여 각각 23.8 %, 40.77 %만큼의 중량 감소율이 증가한 경향을 확인하였기에 CRA 첨가에 따른 우수한 CaCO₃의 생성량을 확인할 수 있었으며 CO₂의 농도가 증가할수록 그 생성량 또한 증가하는 것으로 확인하였다. 이는 소요성능 수준 이상의 성능을 만족할 수 있을 것으로 사료되며, 탄산화 저감을 목표로 하는 모든 CCU 기술에 재료적 측면으로 접목 및 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.407-415
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• 2023

본 연구에서는 폐로프 재활용 섬유를 사용하여 보강된 시멘트 복합체(이하, W 시리즈)의 탄산화 시험을 EN 12390 규정에 따라 수행하고, 폴리프로필렌 기반 상용 보강재 (이하, P 시리즈)를 함유한 경우와 비교 분석하였다. 탄산화 시험 결과, 탄산화 깊이는 물시멘트비에 특히 큰 영향을 받았으며, 동일 조건에서 폐로프 보강재 함유 시멘트 복합체의 탄산화 저항성능이 상용 PP 계열 보강재를 혼입한 경우보다 다소 우수함을 확인하였다. 총 250일의 탄산화 시험 기간 동안, P시리즈와 W 시리즈 모두 압축강도가 증가하는 추세를 보였으나 W 시리즈의 평균 압축강도가 P 시리즈보다 다소 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 시험 초기 단계에는 W 시리즈가 P 시리즈와 동일 수준의 휨강도를 얻었으나, 후반에는 P 시리즈가 평균 1.0 MPa 더 높은 휨강도를 보였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.197-198
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• 2022

Based on the carbonation depth measurement by the indicator for concrete collected from old structures and the quantitative analysis of Ca(OH)₂ and CO₂ in the carbonation section before and after the carbonation depth and in the non-carbonation section, the absorbable CO2 amount and carbonation degree measurement result is as follows 1) The carbonation depth of the 40-year-old reinforced concrete structure was measured to be about 22 mm. (basement interior wall, marble finish, strength 30MPa) 2) The amount of CO₂ absorbed by the concrete was about 4.3% of the sample weight, and the carbonation degree was estimated to be about 53%.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권4호
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• pp.151-158
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• 2022

본 연구에서는 폐콘크리트 분쇄물의 탄산화 가능성 검토를 위해 폐콘크리트 분쇄물의 기초물성 측정 및 탄산화를 실시하였으며, 탄산화 시료의 CaCO₃ 생성량, 결정성 분석 및 미세구조를 관찰하였다. 폐콘크리트 분쇄물의 탄산화 전 CaCO₃ 함량은 14.51 %이었으며, 24시간 탄산화 시 CaCO₃ 함량은 28.52 %, 미분쇄 후 24시간 탄산화 시의 CaCO₃ 함량은 32.73 %이었다. 탄산화 시간에 따른 폐콘크리트 분쇄물의 탄산화는 초기 6시간까지 급격히 이루어졌으나, 12시간 이후 24시간까지의 탄산화는 서서히 진행되었다. 특히 12시간 이후 24시간까지의 CaCO₃ 생성량은 2.32 % 수준에 불과하였다. 폐콘크리트 탄산화 후 미세구조 관찰 시 calcite 형상의 CaCO₃ 결정을 발견할 수 있었으며, 또한 XRD 패턴에서도 동일 결정 피크를 검출할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 생성된 CaCO₃ 결정은 calcite라는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.623-631
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• 2018

공용중인 콘크리트 구조물의 내구성 연구는 한 가지 원인에 대한 단독열화 연구를 주로 연구하였지만 실제 구조물의 공용시기에는 두 가지 이상의 환경에 노출되어 있어 이러한 복합열화에 대한 관심이 최근 증가하고 있는 실정이다. 복합열화에 대해 일반적으로 염해와 동결융해에 대해서는 일부 연구가 진행되어 있지만 콘크리트의 양생 직후부터 발생하는 탄산화와 다른 내구성능저하에 대한 복합열화 연구는 매우 미흡한 실정이다. 특히, 탄산화를 중심으로 하는 복합열화는 탄산화의 경우 탄산화 진행시 콘크리트 조직이 치밀해진다는 문헌고찰에 따라 조직의 치밀해지는 이유로 연구가 미흡하다. 본 연구에서는 콘크리트의 탄산화 및 동결융해에 대한 복합열화를 평가 분석한 결과이다. 평가를 위하여 탄산화된 콘크리트를 동결융해 300싸이클까지 복합열화 시험을 실시하여 동탄성계수와 압축강도를 측정하였다. 그 결과 물-결합재비에 대한 영향 평가에서 35 %의 콘크리트가 55 %의 콘크리트에 비해 복합열화 성능이 낮은 것을 확인하였고, 광물질혼화재료를 사용한 경우 플라이애시와 고로슬래그미분말을 사용한 경우 동일 물-결합재비에서 보통포틀랜드 시멘트 사용 콘크리트보다 복합열화에 대한 성능이 개선되는 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제32권6호
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• pp.18-24
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• 2023

본 연구에서는 염소 바이패스 분진을 광물 탄산화하여 시멘트의 원료 및 콘크리트 혼화재로 적용하기 위한 초기 연구를 수행하였다. 염소 바이패스 분진의 물리적·화학적 특성을 확인하기 위해 수세 처리 유무 및 수세 횟수에 따른 XRD, XRF, 입도분포 분석을 수행하였으며 그에 따른 특성 변화를 확인하였다. 분진의 종류, 교반 온도, 시간 경과에 따른 염소 바이패스 분진의 광물 탄산화 결과 수세 미처리 샘플은 최대 24%이었으며 수세 처리 샘플은 27%이었으나 실험 조건에 따라 광물 탄산화의 속도 및 정도는 상이하였다. 수세 처리된 분진이 수세 미처리 분진에 비해 더 많은 광물 탄산화가 일어난 이유는 칼슘 함량이 더 높았기 때문이라고 판단되었다. 또한, 더 높은 교반 온도는 초기 광물 탄산화를 더 촉진시키지만 분진의 종류 및 시간 경과에 따라 상이한 결과가 도출되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.220-227
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• 2021

비운송 지중구조물인 전력구와 공동구는 대부분 철근 콘크리트 구조물로서 공용기간이 경과함에 따라 탄산화에 의한 열화로 내구성이 저하된다. 특히, 전력구 및 공동구는 용도별, 지역별로 탄산화 속도가 상이하므로 개별적인 유지관리를 위해서는 탄산화 실측 데이터에 기반한 예측 모델이 요구된다. 본 연구에서는 노후화 된 전력구 및 공동구와 같이 기존 비운송 지중구조물에 대한 탄산화 예측 모델을 개발하였다. 탄산화 예측 모델 개발을 위해 안전점검에서 확보한 실측 데이터를 기반으로 다중회귀분석 및 심층신경망 기법을 활용하였다. 다중회귀분석에서 종속 변수인 탄산화 속도계수 결정을 위해 독립 변수로서 구조물, 지역, 측정 위치, 시공 유형, 측정 부재, 콘크리트 강도를 선정하였으며, 다중회귀 예측 모델의 수정결정계수(Ra2)는 0.67로 분석되었다. 심층신경망을 이용한 비운송 지중구조물의 탄산화 예측 모델결정계수(R2)는 0.82로 나타났으며, 비교대상 모델보다 우수한 예측 성능을 보였다. 심층신경망을 이용한 비운송 지중구조물의 탄산화 예측 모델은 콘크리트 강도에 기초한 것으로, 본 연구의 결과가 노후화 된 전력구 및 공동구에 대한 탄산화 유지보수 최적 시기 결정 및 예방적 유지관리 방법론에 기여되길 기대한다.