• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.190-197
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• 2020

본 연구에서는 페로니켈의 제련과정에서 발생하는 산업부산물인 페로니켈슬래그 미분말과 광물질혼화재료를 사용한 시멘트 경화체의 역학적 특성 및 내구성능을 평가하였다. 3성분계 시멘트 경화체의 수화열, 공극구조, 압축강도, 길이변화, 급속염화물 침투시험(RCPT), 동결융해 저항성을 평가하여 보통포틀랜드 시멘트와 비교하였다. 그 결과 페로니켈 슬래그 미분말 및 광물질 혼화재료를 사용한 3성분계 시멘트 경화체의 압축강도는 기준콘크리트에 비하여 낮은 강도발현을 하였으나, 알칼리 활성화제를 사용함에 따라 어느 정도 회복되는 것을 알 수 있었다. 페로니켈 슬래그를 사용한 시멘트 모르타르의 길이변화는 기준 시편보다 수축이 덜 발생하는 것으로 나타났다. 또한 페로니켈 슬래그 미분말을 사용한 경우 알칼리활성화제 사용유무에 관계없이 모두 ASTM C 1202에서 제시한 '매우 낮은' 영역의 값을 나타내었으며, 동결융해저항성 평가에서도 기준콘크리트에 비하여 아주 우수한 결과를 나타내었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권6호
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• pp.661-666
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• 2006

칼슘함량이 낮은 F급 플라이 애쉬와 알칼리 활성화 용액으로 구성된 페이스트의 압축강도 특성에 대한 연구를 수행하였다. 수산화나트륨과 물유리 그리고 물을 혼합하여 제조한 이들 활성화 용액은 매우 높은 $OH^-$ 농도를 가지고 있다. 알칼리 활성화 용액의 조성과 온도는 플라이 애쉬-시멘트 페이스트의 압축강도 발현에 대한 현저한 영향 인자임을 보여주었다. 50 MPa 이상의 압축강도는 플라이 애쉬를 각각 $60^{\circ}C$에서 48시간과 $85^{\circ}C$에서 24시간 양생하여 얻었다. 본 연구결과, F급 플라이 애쉬/NaOH/물유리의 무게 비율 25:8:2와 활성화 용액/플라이 애쉬의 무게 비율 0.6/1.0은 높은 강도를 가진 페이스트를 위한 적정 혼합비율로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제12권4호
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• pp.393-400
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• 2012

본 연구에서는 고로슬래그의 치환율이 80% 이상에 이르는 슬래그 대량 치환 콘크리트(High Volume Slag Concrete, HVSC)의 개발을 목표로 응결특성, 압축강도, 건조수축 및 중성화 저항성에 미치는 고로슬래그 치환율의 영향 및 알칼리 자극제의 효과에 대해 평가하였다. 고로슬래그 미분말의 치환율 증가에 따른 시험결과는 다음과 같다. 응결시간은 초결 및 종결 도달시간이 약 2~2.5 시간 지연되는 것으로 나타났으며 압축강도 발현특성은 초기 및 장기의 모든 재령에서 감소하였다. 건조수축은 치환율에 따른 뚜렷한 경향을 나타내지 않았으며 모든 배합에서 $6{\times}10^{-4}$ 이하의 값을 보여 매우 양호한 것으로 나타났다. 중성화는 현저히 증가하는 경향을 나타냈다. 한편 알칼리 자극제의 첨가에 따른 응결시간 및 초기강도 발현특성은 현저히 개선되었으며 건조수축에 기여하는 효과가 큰 것으로 나타났다. 반면 중성화 저항성에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.1-8
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• 2012

오늘날 첨단산업의 발전과 지구환경 문제의 심각성에 대한 인식이 증가하여 시멘트 산업에서도 다각화 측면에서 다양한 종류의 기술들이 활성화되고 있는 시점이다. 본 연구에서는 최근에 새로이 검토되고 있는 시멘트 대체 재료로서 천연제올라이트를 주원료로 사용한 제올라이트 시멘트 콘크리트에 관한 기초 물성에 대해 분석하는데 목적이 있으며, 악취 및 유독가스 제거기능이 우수하며 중금속, 암모니아와 같은 양이온성 오염물질을 제거하는 이온교환능, 흡착능, 분자체효과를 가지며 또한 다공성 물질이라 보온능력이 좋은 것으로 알려진 천연제올라이트와 알칼리 활성제(NaOH)의 양에 따라 콘크리트의 압축강도, 슬럼프, 블리딩 및 공기량 등을 실험하였다. 천연제올라이트 콘크리트의 압축강도 측정결과 거의 40MPa정도로 측정되었으며 슬럼프, 블리딩, 공기량 시험에서도 일반 콘크리트과 비슷한 성능을 나타내어 향후 고성능, 고기능성 건설재료로 사용 가능하다고 판단되어진다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.261-269
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• 2005

본 연구의 목적은 칼슘 함량이 낮은 플라이 애쉬를 이용하여 포틀랜트시멘트를 대신할 수 있는 알칼리활성 플라이 애쉬-시멘트를 제조하는데 있다. 플라이 애쉬의 활성화는 다양한 수산화나트륨 농도와 온도 그리고 liquid/fly ash 혼합비율에서 수행하였다. 좀 더 높은 압축강도를 가진 경화체를 얻기 위하여 규산나트륨을 알칼리 용액에 첨가하였다. 강도발현의 관점에서 볼 때, liquid/fly ash의 혼합비율과 활성화제 농도 그리고 온도는 항상 중요한 인자로 작용하였다. $NaOH(210g)+Na_2SiO_3{\cdot}9H_2O(30g)+H_2O=1L$로 구성된 알칼리 활성용액은 $50^{\circ}C$에서 칼슘 함량이 낮은 플라이 애쉬의 알칼리활성 효과를 가장 높게 나타냈다. 알칼리활성화된 플라이 애쉬는 주로 quartz와 mullite 그리고 무정형의 aluminosilicate로 구성되었음을 SEM과 XRD 분석결과에서 보여주었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권5호
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• pp.457-464
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• 2015

지속적으로 증가하고 있는 이산화탄소 배출량을 저감시키기 위한 국제사회의 노력과 더불어 건설업계, 특히 시멘트 산업에서 알칼리 활성화제를 첨가한 알칼리 활성 슬래그를 활용하고자 하는 연구가 다수 수행되고 있다. 연구결과로 알칼리 활성 슬래그 모르타르의 고강도화 가능성이 밝혀지면서 초고층 구조물에 대한 적용가능성이 검토되고 있다. 그러나 초고층 구조물의 부재로 사용되기 위해서는 시간의 존 변형 거동에 관한 연구가 중요함에도 불구하고 굉장히 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 OPC와 AAS를 이용한 콘크리트 시험체를 제작하여 크리프와 건조수축을 측정하고 도출된 결과값을 ACI 209R-92, CEB-FIP(1990)의 예측모델을 이용한 비선형 회귀분석을 통해 시간의존 변형 특성을 분석하였다. 각각의 열분석 및 SEM촬영을 통해 변형 발생 메카니즘을 규명하고자 하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.613-616
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• 2008

최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 알칼리 활성 콘크리트는 시멘트 대신에 실리콘(Si)과 알루미늄(Al)이 풍부한 플라이애시와 고로슬래그등을 사용하여 알칼리 용액으로 활성화시킨 시멘트 ZERO 콘크리트로서 CO$_2$ 가스를 저감하는데 효과적이다. 본 연구에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 고로슬래그를 100% 사용한 알칼리 활성 콘크리트를 개발할 목적으로 감수제, 알칼리 활성화제 및 양생조건이 모르타르의 시공성 및 압축강도에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, NaOH의 몰 농도가 증가함에 따라 유동성은 저하되나, 9M까지는 유동성 저하가 크지 않고, 대부분의 감수제는 유동성 향상에 기여하지 못하는 것으로 나타났다. 그리고 압축강도는 NaOH의 몰 농도가 증가함에 따라 향상되나, 9M이 가장 효율적인 것으로 나타났다. 또한 양생온도 및 양생조건은 고로슬래그 알칼리 활성 모르타르의 강도에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제10권6호
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• pp.61-66
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• 2010

현재 지구촌 온난화에 의하여 환경이 열악해지고 있으며 그에 따라 건설분야에도 시멘트 제조에 따른 $CO_2$ 발생 저감하기 위한 노력을 하고 있다. 이에 시멘트 대체할 재료가 필요하다. 본 연구에서는 기존 비소성 시멘트의 문제점으로 지적 되는 경제성 및 초기강도 확보를 위해 산업부산물인 고로슬래그를 대상으로 연구를 진행하였으며 고가의 알칼리 자극제량을 최소화함으로서 실용화 가능한 비소성 시멘트 기술을 진행하고자 한다. 그리고 NT를 사용하여 분말도를 최대화 하여 고로슬래그의 초기강도를 개선시켰다. 본 연구는 알칼리 자극제를 사용한 나로슬래그를 치환한 비소성시멘트를 기초로 하고 있으며, 현장에서 사용가능한 비소성시멘트의 기초적 물성 및 품질을 조사하였다. 여러 자극제가 슬래그 중량의 10%로 사용되었으며 휨강도, 압축강도, 응결시간, 단열온도, 상승열등을 비교 분석하였으며 그 기초적 자료를 제시하는데 목적이 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.267-274
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• 2006

시멘트 산업은 석회석, 점토, 석탄 및 전기를 다량 소모할 뿐만 아니라 지구 온난화 및 산성비의 주요 원인인 $CO_2,\;SO_3$, and NOX 등의 온실가스를 다량 배출하는 산업이기 때문에 향후 온실가스 감축은 시멘트 업계의 가장 큰 현안으로 등장할 것으로 예견된다. 교토의정서의 준수와 시멘트 수요의 증가를 동시에 충족시키기 위해서는 이산화탄소의 배출이 적거나 거의 없는 시멘트의 개발이 필요하다. 본 연구는 고로슬래그미분말에 폐인산석고 및 폐석회를 황산염 및 알칼리 자극제로 이용하여 비소성 시멘트를 제조하고 X선 회절분석, 전자현미경 분석, 열분석 및 pH분석을 통해 비소성 시멘트의 수화반응을 조사하였다. 실험 결과 비소성 시멘트의 주요 생성광물은 고로슬래그 미분말의 유리질 피막이 파괴되면서 알칼리 자극 및 황산염 자극을 받아 고로슬래그 내부에서 용출되는 이온이 인산석고와 반응하여 ettingite를 생성시키고 고로슬래그 중의 남은 성분은 서서히 C-S-H(I)계의 겔상 수화물을 형성함으로서 강도를 발현하며 이때 인산석고는 단순 자극작용 뿐만 아니라 GBFS와 반응하는 결합재 역할도 동시에 수행한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.157-165
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• 2016

현재 알칼리 활성 슬래그 콘크리트(AASC)는 약 40~70 MPa의 고강도화가 가능하며, 슬래그의 미세 분말도 및 잠재수경성으로 인해 공극이 치밀한 특성으로 염화물이온의 침투가 어려운 것으로 알려져 있다. 하지만 전기영동법을 사용하여 염화물이온의 유효 확산계수를 구해 염해저항성을 평가하는 경우가 대부분으로 AASC 속의 염화물이온 고정화에 대한 연구는 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 알칼리 활성화제의 종류 및 첨가량에 따른 경화페이스트내의 염화물이온 고정화능력을 평가하였다. 그 결과로 $Na_2SiO_3$을 사용한 페이스트가 가장 높은 고정화능력을 나타내었으며 활성화제 첨가량이 많을수록 고정화가 높은 것으로 나타났다. 이는 활성화제 종류 및 첨가량에 따라 생성되는 경화조직인 C-S-H 생성 정도와 크게 관련성이 높은 것으로 판단된다.