• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.392-399
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• 2013

본 연구는 건설 산업에 있어서 지구온난화의 주된 원인으로 알려져 있는 시멘트를 고로슬래그 미분말로 대체하기 위한 기초적인 연구를 수행한 것으로, 고로슬래그 및 알칼리 자극제를 사용하여 시멘트 콘크리트와 같은 성질을 가지는 경화체의 제조가 가능한지에 대한 실험적 검토를 실시하였다. 이를 위하여 시멘트 대체재로 철강 산업의 부산물인 고로슬래그 미분말과 자극제로 수산화칼륨(KOH), 수산화칼슘($Ca(OH)_2$), 수산화나트륨(NaOH) 등을 사용하여 공시체를 제작한 후, 휨 및 압축강도, XRD, EDS 및 SEM 등에 대한 측정을 실시함으로써 무시멘트 경화체의 반응 특성에 대하여 분석을 실시하였다. 그 결과 고로슬래그에 함유되어 있던 $SiO_2$, CaO 등이 용출되어 시멘트의 수화반응과 같은 칼슘 실리케이트(C-S-H) 수화물을 생성하는 것으로 나타나 고로슬래그 미분말을 사용하여 무시멘트 경화체의 제조가 가능할 것으로 나타났으며, 이후 건설 산업에 있어서 가장 중요한 콘텐트 중에 하나인 시멘트 제조에 수반하는 $CO_2$ 발생량을 줄이기 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권5호
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• pp.403-412
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• 2018

최근 순환골재의 활용에 관한 필요성이 증대되고 있으나, 순환골재의 강알칼리성으로 인해 다양한 문제들이 발생되고 있다. 순환골재의 강알칼리성은 대부분 골재 표면에 완전히 제거되지 못한 시멘트 페이스트에 의해 발현되는 것으로써 이를 해결하기 위해 이산화탄소를 활용하여 순환골재의 pH를 저감하기 위해 노력이 지속되어왔다. 그러나 기존의 이산화탄소를 이용한 처리 방법에 의해 중성화 처리된 순환골재는 시간이 지남에 따라 pH가 다시 회복된다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 반응성이 뛰어난 초임계이산화탄소의 활용을 제안하며, 이를 위해 초임계상의 이산화탄소와 수화된 시멘트 페이스트간의 반응 메커니즘을 분석하였다. 그 결과 입자 형태 및 $scCO_2$ 주입량에 따라 중성화 반응정도가 현저하게 달라지는 것으로 나타났다. 특히 powder 형태 시험체에서 $scCO_2$ 주입량이 많은 고온 고압 상태에서 중성화 반응은 활발하게 이루어졌다. 이때 시멘트의 높은 pH를 주도하는 portlandite가 대부분 calcite와 aragonite의 형태로 변환되었으며, ettringite, hemicarbonate 및 monocarbonate와 같은 calcium aluminate 수화물 또한 안정적으로 존재하지 못하고 분해된 것으로 나타났다. 반면, 10mm 크기의 수화된 시멘트 페이스트는 $scCO_2$가 시험체 내부깊이 침투하지 못하고 표면에서만 반응하여, 반응 후에도 내부에 portlandite와 calcium aluminate 수화물이 잔존한다. 이로 인해 시간이 경과할수록 내부의 portlandite가 점차 용출되어 pH가 다시 상승하는 것으로 나타났다.

• Environmental Engineering Research
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• 제12권3호
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• pp.101-108
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• 2007

Fixation of lead contaminants in the solidification/stabilization using Portland cement has been investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and compressive strength. The presence of lead was observed to produce lead carbonate sulfate hydroxide ($Pb_4SO_4(CO_3)_2(OH)_2$), lead carbonate hydroxide hydrate ($3PbCO_3{\cdot}2Pb(OH)_2{\cdot}H_2O$) and two other unidentified lead salts in cavity areas and was observed to significantly retard the hydration of cement. By 28 days, howevere, the XRD peaks of most of the lead precipitates have essentially disappeared with only residual traces of lead carbonate sulfate hydroxide and lead carbonate hydroxide hydrate evident. After 28 days of curing, hydration appears well advanced with a strong portlandite peak present though C-S-H gel peaks are not particularly evident. Lead species produced with the dissolution of lead precipitates are fixed into the cement matrix to be calcium lead silicate hydrate (C-Pb-S-H) during cement-based solidification.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권2호
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• pp.61-70
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• 2019

Geopolymer는 시멘트와 비교하여 $CO_2$ 배출량의 감소, 내화성, 낮은 열전도성 등 다양한 장점을 보유하고 있는 eco-friendly 건설재료이다. 그러나 표면에 화염을 가할 경우 geopolymer panel 표면의 열적거동에 대한 연구결과는 많지 않다. 본 연구에서는 내열성 건축자재로서 화염노출시 geopolymer 경화체의 표면특성을 조사하기 위하여 alumina 골재가 사용된 geopolymer 경화체 표면의 화염노출 특성에 대하여 조사하였다. 화염노출시 panel의 외형변형 및 열충격에 의한 크랙은 없었으며, calcite의 잔존량과 aluminosilicate gel의 halo 패턴으로 보아 화염에 의한 탈탄산 및 탈수는 표면에 국한되어 발생했으며, geopolymer 경화체의 내구성은 화염조사 후에도 유지되고 있는 것으로 판단된다. Quartz와 calcite가 감소함에 따라 gehlenite와 calcium silicate가 증가하는 경향을 나타내고 있으며, BFS의 치환량이 많을수록 현저하게 나타난다. 화염노출에 따른 미세구조의 변화는 탈탄산, 결정수의 탈수 등으로 기공의 형성과 발전되는 과정을 거쳐 calcium silicate, gehlenite 등과 같은 새로운 결정상의 형성에 의해 geopolymer panel 표면의 치밀화와 강화기구로 작용하여 내구성이 향상된 것으로 생각된다.

• 대한치과의사협회지
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• 제21권7호통권170호
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• pp.573-577
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• 1983

The antimicrobial action of various dental cements evaluated against common micro-organisms most frequenty found within the components of the normal bacterial flora of oral cavity. They include Streptococcus mutans (2 strains), Lactobacillus acidophilus, Actinomyces viscosus, and Streptococcus sanguis. The test was done by the use of brain heart infusion (BHI) agar plates. A standard mix of each cement was made and placed on the plates which were seeded with a standard culture of microorganisms. After incubation, the halo of bacterial growth inhibition around the cement was identified and its size was measured. Some of the cements tested had obvious antibacterial effect. The cements listed in decreasing order of effectiveness are 1) zinc phosphate and oxyphosphate, 2) silicate, 3) zinc oxide-eugenol, 4) calcium hydroxide, and 5) carboxylate.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.66-73
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• 2014

Currently many researches have been performed for enhancing durability of concrete. Rice husk ash has several advantages like early strength of concrete and dense pore structure. A calcium silicate hydrate (CSH) gel around the cement particles due to pozzolanic reaction of rice husk can increase the strength of concrete against cracking. Very limitedly a systematic and detailed investigation on the corrosion performance of rice husk ash and silica fume blended concrete is performed. A realistic approach has been made through compressive strength, bond strength, and split tensile strength etc. Corrosion performance was also evaluated rapid chloride ion penetration test (RCPT) and impressed voltage test, and the results were discussed in the paper.

• 지질공학
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• 제20권4호
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• pp.359-370
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• 2010

$CO_2$ 지중저장에서는 대량의 $CO_2$를 장기간 안전하게 저장하여야하기 때문에 $CO_2$ 누출이 발생할 경우 $CO_2$ 지중저장의 목적이 달성될 수 없을 뿐만 아니라 주변지역으로 $CO_2$가 확산되어 보건환경/생태에 큰 영향을 미칠 수 있다. $CO_2$ 주입시 주입정을 통한 누출의 가능성이 가장 높기 때문에, 본 연구에서는 관정 시멘트에 crack이 발생하였다는 가정 하에 crack으로 $CO_2$가 누출될 경우 $CO_2-H_2O$-시멘트 간에 발생할 수 있는 화학 반응을 지구화학 모델링을 통하여 예측하였다. 모델링 결과 $CO_2$-plume이 진행됨에 따라 시멘트 페이스트를 구성하는 portlandite와 CSH(Calcium Silicate Hydrate)가 용해되고, 2차적으로 CSH의 침전과 calcite의 침전이 발생하는 것으로 예상되었다. 약 3년 후에는 침전물의 대부분을 calcite가 차지하고 약 30년까지 침전물의 대부분을 이루게 된다. 본 연구 결과는 $CO_2$ 누출 시 주입관정 내 시멘트에서 발생할 수 있는 화학적인 변화를 이해하고, 반응 모델은 누출을 방지하기 위한 시멘트 관련 연구개발에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제56권4호
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• pp.403-411
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• 2019

In this work, the hydration process and cytotoxicity of lab-synthesized experimental Portland cements (EPCs) were investigated for dental applications. For this purpose, EPCs were prepared using laboratory-synthesized clinker constituents, tricalcium silicate (C₃S), dicalcium silicate (C₂S), and tricalcium aluminate (C₃A). C-A was prepared by the Pechini method, whereas C₃S and C₂S were synthesized by solid-state reactions. The phase compositions were characterized by X-ray diffraction (XRD) analysis, and the hydration process of the individual constituents and their combinations, with and without the addition of gypsum, was investigated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Furthermore, four EPC compositions were prepared using the lab-synthesized C-A, C₃S, and C₂S, and their hydration processes were examined by EIS, and their cytotoxicity to HPC and HIPC cells were tested by performing an XTT assay. None of the EPCs exhibited any significant cytotoxicity for 7 days, and no significant difference was observed in the cell viabilities of ProRoot MTA and EPCs. The results indicated that all the EPCs are sufficiently biocompatible with human dental pulp cells and can be potential substitutes for commercial dental cements.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제45권1호
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• pp.3.1-3.10
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• 2020

Objectives: This study investigated the indirect effect of calcium-enriched mixture (CEM) cement and mineral trioxide aggregate (MTA), as 2 calcium silicate-based hydraulic cements, on human dental pulp stem cells (hDPSCs) through different dentin thicknesses. Materials and Methods: Two-chamber setups were designed to simulate indirect pulp capping (IPC). Human molars were sectioned to obtain 0.1-, 0.3-, and 0.5-mm-thick dentin discs, which were placed between the 2 chambers to simulate an IPC procedure. Then, MTA and CEM were applied on one side of the discs, while hDPSCs were cultured on the other side. After 2 weeks of incubation, the cells were removed, and cell proliferation, morphology, and attachment to the discs were evaluated under scanning electron microscopy (SEM). Energy-dispersive X-ray (EDXA) spectroscopy was performed for elemental analysis. Alkaline phosphatase (ALP) activity was assessed quantitatively. The data were analyzed using the Kruskal-Wallis and Mann-Whitney tests. Results: SEM micrographs revealed elongated cells, collagen fibers, and calcified nucleations in all samples. EDXA verified that the calcified nucleations consisted of calcium phosphate. The largest calcifications were seen in the 0.1-mm-thick dentin subgroups. There was no significant difference in ALP activity across the CEM subgroups; however, ALP activity was significantly lower in the 0.1-mm-thick dentin subgroup than in the other MTA subgroups (p < 0.05). Conclusions: The employed capping biomaterials exerted biological activity on hDPSCs, as shown by cell proliferation, morphology, and attachment and calcific precipitations, through 0.1- to 0.5-mm-thick layers of dentin. In IPC, the bioactivity of these endodontic biomaterials is probably beneficial.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권4호
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• pp.1005-1016
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• 2018

This paper presents an investigation on the properties of two types of cement kiln dust (CKD)-stabilized dredged sediments, silt and clay with a comparison to hydrated lime stabilization. Unconfined compressive strength (UCS) and California bearing ratio (CBR) tests were conducted to examine the optimal stabilizer content and classify the type of highway material. A strength development model of treated dredged sediments was performed. The influences of various stabilizer types and sediment types on UCS were interpreted with the aid of microstructural observations, including X-ray diffraction and scanning electron microscopy analysis. The results of the tests revealed that 6% of lime by dry weight can be suggested as optimal content for the improvement of clay and silt as selected materials. For CKD-stabilized sediment as soil cement subbase material, the use of 8% CKD was suggested as optimal content for clay, whereas 6% CKD was recommended for silt; the overall CBR value agreed with the UCS test. The reaction products calcium silicate hydrate and ettringite are the controlling mechanisms for the mechanical performance of CKD-stabilized sediments, whereas calcium aluminate hydrate is the control for lime-stabilized sediments. These results will contribute to the use of CKD as a sustainable and novel stabilizer for lime in highway material applications.