• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.255-262
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• 2020

순환유동층 보일러는 낮은 온도에서 연소되기 때문에 플라이 애시와 바텀애시내에 Fe₂O₃, free-CaO, SO₃ 등의 함유량이 높아 시멘트 수화반응시 고온과 이상응결 등이 발생하고, 입자가 크기 때문에 콘크리트에서의 활용도가 제한적이다. 본 연구에서는 고로슬래그와 바텀애시를 혼합 분쇄하여 미분말을 석고대체제 자극제로 활용하고, 볼밀로 혼합분쇄시 폐철은 분리함으로서 재활용율을 높이고자 하였다. 원상태와 소량의 수분으로 기수화시킨 바텀애시를 슬래그와 혼합분쇄하여 자극제로서 시멘트강도에 미치는 영향을 분석하였으며, 기수화된 바텀애시를 사용한 경우 초기강도에 효과적인 것으로 나타났다. 혼합시멘트의 초기강도 향상을 위한 고로슬래그와 바텀애시 혼합비를 5:95와 10:90으로 혼합한 자극제를 혼합시멘트에 6% 정도 첨가하였으며, 석고와 유사한 초기 강도를 발현하는 것으로 분석되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.26-33
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• 2012

본 연구는 알칼리 활성화 슬래그에서 혼합 활성화제에 관한 것이다. 본 연구에서는 수산화나트륨(NaOH, A Case), 수산화칼슘($Ca(OH)_2$, B Case), 수산화마그네슘($Mg(OH)_2$, C Case), 수산화알루미늄($Al(OH)_3$, D Case), 그리고 수산화칼륨(KOH, E Case)의 5가지 수산화계열 활성화제를 사용했다. 이 5가지 수산화계열 활성화제와 탄산나트륨($Na_2CO_3$)를 혼합하였다. 5가지 수산화계열 활성화제의 농도는 3M로 하고, 탄산나트륨은 1M, 2M, 3M로 하였다. 플로우와 응결 특성은 탄산나트륨의 혼합에 따라 감소하는 결과가 나타났다. 그러나 압축응력은 탄산나트륨의 혼합 농도에 따라 증가하는 결과를 나타내었다. 이것은 수산화계열 활성화제와 탄산나트륨의 혼합은 알칼리 활성화 슬래그 모르타르의 특성에 효과적인 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.159-167
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• 2022

본 연구에서는 보통 포틀랜드시멘트를 사용한 콘크리트와 광물질 혼화재료 및 알칼리활성화제를 첨가한 4종류의 배합으로 시편을 제작한 후 X선 회절분석, 미세구조분석, 압축강도, 동결융해저항성 및 SEM Image 분석을 실시하여 각 배합별 강도발현, 상대동탄성계수, 중량변화 등을 측정하여 기초물성 평가를 진행하였다. 페로니켈슬래그 혼입 삼성분계 시멘트는 보통포틀랜드 시멘트 배합(OPC)과 비슷한 수화물을 생성하는 경향을 보였으며, MgO 성분으로 인한 팽창성 수화물은 확인되지 않았다. 페로니켈슬래그를 혼입 시 3성분계 시멘트(30SP20FN)의 경우 OPC와 비교 시 공극률이 커지는 경향을 보였지만, 알칼리활성화제를 첨가할 경우 공극 분포가 변화하는 경향을 보였다. 또한, 알칼리활성화제의 첨가는 30SP20FN의 장기강도발현을 앞당기는 효과를 보였으며, 18~26 % 가량 강도가 증가함을 확인하였다. 30SP20FN의 경우 dilution effect로 인한 낮은 수화도의 영향으로 동결융해저항성이 떨어졌지만, 알칼리활성화제를 첨가할 경우 높은 상대동탄성계수를 유지하였으며, 동결융해 저항성이 우수한 것을 알 수 있었는데, 이는 변화된 공극 분포 때문인 것으로 사료된다. 본 연구에서 실시한 상대동탄성계수 측정 실험에 사용된 콘크리트 시편 모두 300 사이클에서 상대동탄성계수가 60 % 이상으로 우수한 동결융해 저항성을 나타내었다. 동결융해 작용을 받은 콘크리트의 미세구조를 분석한 결과, OPC 및 30SP20FN 콘크리트의 경우 비정질의 수화물이 서로 결합되어 있지 않고, 미세 균열이 발생함을 확인한 반면, 알칼리 활성화제를 혼입한 배합의 경우 균질한 내부 구조를 유지하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권11호
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• pp.1227-1232
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• 1998

In order to prohibit the delay of early stage hydration activator Na2SO4 was added to Fly Ash blended ce-ment and its effects were investigated. Various measurements such as Compressive strength Heat of hy-dration Pore size distribution Hydration products Microstructure were evaluated and the results show that specimens of Fly Ash(50wt%) with 5% Na2SO4 dramatically improved the compressive strength because pozzolanic reaction of Fly Ash and the formation of ettringite make th microstructure denser than OPC and flyash cement paste.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.74-82
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• 2017

본 연구는 고로슬래그 미분말(GGBFS), 플라이 애시(FA) 그리고 칼슘설포알리미네이트(CSA)를 혼합한 활성화된 삼성분계 시멘트의 강도와 건조수축에 대한 연구결과이다. 활성화된 삼성분계 시멘트(ATBC) 모르타르의 물-결합재 비는 0.4이다. GGBFS의 치환율은 100%, 80%, 70% 그리고 60%이며, FA는 10%, 20%, 30% 그리고 40%, CSA는 0%, 10%, 20% 그리고 30% 치환비율로 설정하였다. 혼화제는 폴리카르폭실계를 사용하였다. 활성화제는 결합제 질량에 대해 10% 수산화나트륨(NaOH) + 10% 규산나트륨($Na_2SiO_3$)을 사용하였다. 실험은 미니 슬럼프, 응결시간, V-funnel, 물흡수율, 압축강도 그리고 건조수축을 측정하였다. 실험결과 모든 배합에서 혼화제의 양, V-funnel 그리고 압축강도는 CSA 양이 증가함에 따라 증가하였다. 또한 응결시간, 물 흡수율과 건조수축은 CSA가 증가함에 따라 감소하였다. 강도증가와 건조수축 감소의 가장 큰 원인 중 하나는 CSA와 활성화제에 의한 GGBFS의 수화반응 촉진 때문이다. CSA의 혼합양은 활성화된 삼성분계 시멘트의 강도 증가와 건조수축 감소에 중요 영향요인이다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권4호
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• pp.321-329
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• 2016

포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애시를 활용한 3성분계 혼합시멘트는 해양 콘크리트 구조물의 염해내구성 확보 등의 이유로 사용이 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 보통포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애시를 4:4:2로 혼합한 3성분계 시멘트에 알칼리 설페이트계 활성화제(Modified Alkali Sulfate type)를 1.5~2.0% 사용할 때, NT Build 492에 의한 염화물 확산 시험과 ASTM C 1202( KS F 2271)에 의한 염소이온 침투 저항성 시험을 이용하여 콘크리트의 염해저항성의 변화를 관찰하고자 하였다. 그 결과 알칼리 설페이트계 활성화제의 활용에 따라 Plain 대비 슬럼프는 다소 감소하는 경향을 나타냈으나 재령 2일부터 재령 7일까지의 압축강도는 17~42% 향상되었다. 또한 재령 28일에 측정한 염화물 확산 계수는 알칼리 설페이트의 활용에 따라 Plain 대비 36~56% 감소하였으며, 염소이온 침투 저항성 시험에 따른 총통과전하량은 재령 7일은 33~62%, 재령 28일은 31~48% 감소하는 결과를 나타내었다. 이는 기존의 연구결과와 마찬가지로 알칼리 활성화에 의해 고로슬래그 미분말 및 플라이애시의 반응성이 향상되어 공극이 더욱 치밀해진 효과에 의한 것으로 판단된다. 향후 이와 관련하여 장기재령의 시험체를 대상으로 한 실험과 분석이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.137-145
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• 2012

이 연구는 수산화나트륨과 탄산나트륨이 혼합된 알칼리 활성화제에 의한 고로슬래그 모르타르의 강도발현 특성을 파악하기 위한 연구이다. 주요 변수는 활성화제의 첨가량, 물-바인더비(W/B) 그리고 골재-바인더비(S/A)이다. 활성화제의 첨가량에 따른 강도 특성을 수산화나트륨 3%, 4% 및 탄산나트륨 4%~8%까지 조절하여 측정하였다. 물-바인더비는 0.45~0.60까지 그리고 골재-바이더비는 2.05~2.85의 범위 내에서 변화하며 측정하였다. 원재료의 주요 성분 및 수산화나트륨, 탄산나트륨에 포함된 산화나트륨($Na_2O$) 양에 따라 조합된 알칼리 품질계수($Q_A$)를 산정하고, 이를 적용하여 알칼리 활성 모르타르의 28일 압축강도 예측식을 제안하였다. 각 변수에 따른 시험값과 제안된 예측식을 통한 결과값은 오차범위 5% 이내의 범위에서 만족하는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권1호
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• pp.47-54
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• 2017

시멘트 산업은 대표적인 탄소 배출 산업으로서, 콘크리트에 산업부산물인 고로슬래그 미분말과 플라이애시를 다량 사용할 경우 시멘트 사용을 줄이고 탄소 배출을 저감할 수 있으나, 이러한 경우 초기강도의 저하가 비교적 크기 때문에 대체량 증대에 한계가 있다. 이러한 현실을 고려할 때 고로슬래그 미분말이나 플라이애시를 다량 활용한 포틀랜드 혼합 시멘트에 적절한 알칼리 활성화를 통해 혼합 시멘트의 성능을 보완하는 방안은 시멘트 산업 분야에서 탄소 배출을 저감할 수 있는 현실적인 방안이 될 수 있다. 이에 따라 본 보고에서는 보통포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 미분말, 플라이애시를 4:4:2로 혼합하고 알칼리 설페이트계 활성화제(Modified Alkali Sulfate type)를 2.0% 사용한 결합재를 적용하여 레미콘(Ready-Mixed Concrete) 제조 시설에서 콘크리트를 제조하고 그 기초적인 특성을 평가하였다. 그 결과 알칼리 설페이트계 활성화제의 활용으로 슬럼프는 다소 감소하고 응결 시간이 단축되는 현상이 있었으나, 블리딩이 감소하고 조기 강도가 개선되었으며, 탄산화 저항성은 큰 차이가 없었다. 향후 이와 관련하여 장기 재령의 시험체를 대상으로 한 실험과 분석이 지속적으로 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.104-111
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• 2015

본 연구는 혼합 활성화제에 의한 알칼리 활성화 슬래그 시멘트(AASC)의 역학적 특성에 관한 연구이다. 사용된 활성화제는 황산칼슘($CaSO_4$, 이하 CS), 황산나트륨($Na_2SO_4$, 이하 SS) 및 수산화나트륨(NaOH)이다. 황산염은 슬래그 중량의 2.5, 5.0, 7.5 및 10.0%로 치환하여 사용하였으며, NaOH는 2M 및 4M 농도의 수용액으로 사용하였다. 본 연구에서는 황산염(CS 및 SS) 치환율에 따른 배합(4가지 배합)과 2M 및 4M의 각각의 NaOH 수용액에 치환된 황산염을 혼합하여 시험체를 제작하였다. 시험체는 총 24가지의 배합에 따라 페이스트로 제작되었으며, 물-결합재 비는 0.5로 하였다. 경화된 시험체에 대해서 압축강도, 휨강도, 초음파속도(UPV), 흡수율 및 XRD 분석을 수행하였다. CS의 활성화제를 사용한 경우는 7.5% CS 치환율, 2M NaOH 수용액 + 5.0% CS 치환율 및 4M NaOH 수용액 + 5.0% CS 치환율의 시험체에서 최고의 압축강도를 나타내었다. 또한, SS의 활성화제를 사용한 경우는 10.0% SS 치환율, 2M NaOH + 7.5% SS 치환율 및 4M NaOH + 2.5% SS 치환율에서 최고의 압축강도 발현을 나타내었다. 휨강도, UPV 및 흡수율은 압축강도 발현 결과와 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있었으며, XRD 분석결과 시험체 내에 생성된 반응물질은 ettringite, CSH 및 실리케이트계 수화물인 것으로 나타났다. AASC에서 황산염과 NaOH의 혼합 사용은 황산염의 단독 사용의 경우와 비교하여 일정 수준의 농도 범위에서 강도를 향상시키고 조직을 치밀화 시키는 등의 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다.