• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.133-142
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• 2008

본 연구에서는 보통포틀랜드시멘트(OPC: ordinary Portland cement), 플라이애쉬(PFA: pulverised fly ash), 고로슬래그미분말(GGBFS: ground granulated blast furnace slag), 실리카퓸(SF: Silica fume)등의 각종 결합재를 적용한 시멘트 페이스트의 염소이온 고정화능력에 관하여 연구하였다. 각각의 사용 시멘트 페이스트는 40%의 물/결합재로 PFA, GGBFS 및 SF 혼화제의 각기 다른 치환률을 갖도록 하였으며 미리 혼합수내에 결합재 중량당 0.1~0.3%의 염소이온을 배합수내에 혼입 포함시켜 배합되어 제조되었다. 염소이온의 측정은 7일간 양생 후 수분 추출 방법을 이용하여 측정하였다. 실험을 통해 염소이온 고정화 능력이 결합재 종류 및 치환률에 의존하고 있음을 확인하였고, 총 염소이온량의 증가는 염소이온 고정화능력을 제한하여 결론적으로 염소이온 고정화를 감소시키고 있음을 보였다. 본 연구에서 최대 30%의 치환율을 가진 PFA와 60%의 치환률을 가진 GGBFS의 경우는 OPC보다 염소이온고정화 능력이 작았으며, SF의 치환률의 증가는 고정화를 감소시키고 있음을 확인하였으며, 이는 포졸란계 재료의 잠재 수화반응 혹은 공극수의 pH 저하등의 이유로 판단된다. 재령 7일에서의 염소이온의 고정화능력은 염해부식에 대한 저항성으로 나타내어지며, 염분을 혼입한 경우의 고정화능력의 순서는 30%PFA > 10%SF > 60%GGBFS > OPC로 나타났다. 더욱이 염소이온의 고정화 거동은 Langmuir isotherm 및 Freundlich isotherm으로 잘 표현될 수 있음을 보였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.361-363
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• 2008

탄소 개질반응은 $1200^{\circ}C$(도1) 이상에서 모든 탄화물질과 수분 또는 $CO_2$ 사이에서 흡열/환원반응이 일어나서 합성가스를 생성한다. 개질반응로는 산화반응로와 연결되어, 수소가스와 CO 가스의 혼합인,합성가스가 산화반응로 내에서 산소가스와 연소하여 열과 $H_2O+CO_2$를 생성하여 환원 반응로 내로 유입되어, 환원 반응로를 $1200^{\circ}C$ 이상으로 유지하고, $H_2O$와 $CO_2$는 석탄 속의 모든 탄소를 CO로 개질한다(도2). 동시에 수소가스가 생성되어 합성가스를 생성하게 된다. 석탄 속의 비탄소 물질인 슬래그(Slag)는 개질로 내에 남게 되는데, 개질로를 슬래그 융점(non-fluid point) 이하에서 고체상태로 포집함으로서 Fly-ash로 처리된다. 개질로 내의 온도를 $1200{\sim}1300^{\circ}C$(석탄 슬래그 융점)로 유지함으로서 개질반응이 지속되어 합성가스가 생성된다. IGCC 시스템에서는 합성가스를 가스터빈 속에서 $O_2E가스와 연소하여 고온의 가스를 생성하여 터빈을 가동해 발전을 하고 배출가스를 $1500{\sim}1700^{\circ}C$에서 배출한다. 재래식 IGCC(도4)에서는 ${\sim}1500^{\circ}C$의 배출가스를 열교환 시스템에 의해 증기를 생성하여 Steam turbine(증기터빈)을 가동하여 추가 전력을 생산했다. 그러나 본 시스템에서는 배출가스(증기와 $CO_2E 가스)를 위의 개질로에 유입하여 개질로 온도를 $1200{\sim}1300^{\circ}C$로 유지함으로서 더 많은 합성가스를 생성 하게 된다(도3). 이렇게 하여 Oxidation-reduction cycle을 형성하게 된다. 새로운 IGCC 시스템에서 가스 터빈의 배출가스가 석탄 개질로에 연결되고 석탄개질로의 합성가스 출구가 가스터빈의 가스 입구에 연결됨으로서,외부에너지 주입 없이 지속 가능한 가스화 반응과 터빈 사이클(Cycle)을 완성하여 IGCC 시스템의 석탄 열효율을 1단계 상승시켰다. 이렇게 설계된 석탄가스화기는 Lurgi형 석탄가스화 기와 달리 석탄개질반응의 효율을 높일 수 있고, 슬래그 처리가 간단하기 때문에 석탄가스화기가 소형화 될 수 있으며 슬래그(Slag)용융에 따른 석탄가스화기의 외벽손상을 피할 수 있다.

• 한국건축시공학회지
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• 제10권1호
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• pp.147-153
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• 2010

폐콘크리트를 굵은 골재의 대체 재료로 재활용하게 되면, 건설폐기물의 증가위기와 천연골재의 고갈문제를 해결해 줄 수 있다. 그러나 순환골재는 콘크리트용 골재의 품질보다 저하되는 경향이 있기 때문에, 이를 개선하여 콘크리트 재료로 활용해야 한다. 순환골재 콘크리트의 내구성에 관한 논문은 부족한 실정이므로, 본 연구에서는 염화물 확산계수에 의해 포졸란재를 혼입한 순환골재 콘크리트의 염화물 확산성에 대한 기초적인 자료를 제시하는데 그 목적이 있다. 주요 결과로는 다음과 같다. 1) 재령에 따라 포졸란재를 혼입한 순환골재 콘크리트의 압축강도가 증가하였으며, 염화물 확산성은 감소하였다. 2) 모든 재령에서, 순환굵은골재의 치환율이 30%인 경우 고로슬래그 및 메타카올린을 혼입한 순환골재 콘크리트의 염화물 확산계수는 플레인 콘크리트와 유사하거나 더 낮은 결과를 나타내었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제20권5호
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• pp.433-440
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• 2020

콘크리트 공사에서 타설완료 후 마감작업은 표면 평활화, 수밀성 향상, 침하 및 소성수축 균열방지 등의 목적으로 반드시 실시되어야 한다. 그런데, 표면마감작업은 초결과 종결 사이의 소성상태에서 실시 되어야 하는데, 종전의 경우는 기능공의 감에 의해 결정되었다. 이에 일본의 Kato junjj는 초결의 경우 반구형 듀로미터, 종결의 경우 핀형 듀로미터로 추정하는 것을 제안한 바 있다. 그렇지만, 2개의 듀로미터를 사용함의 번잡함 및 시멘트 페이스트의 기기내부 침입으로 인한 고장의 원인이 됨에 따라 본 연구에서는 반구형 듀로미터의 침을 원주형으로 변형시킨 개량형 듀로미터로 개발하였다. 이때 개량형 듀로미터의 사용 가능성은 결합재로 플라이애시의 치환율, 골재에 Coal gasification slag의 치환율을 변화시킨 콘크리트 배합에 적용하여 사용 가능을 분석하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제6권4호
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• pp.323-344
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• 2018

The study herein reports the impact of Steel Fiber (SF) and Ground Granulated Blast Furnaces slag (GGBFS) content on the fresh and hardened properties of fly ash (FA) based Self-Compacting Geopolymer Concrete (SCGC). Two series of self-compacting geopolymer concrete (SCGC) were formulated with a constant binder content of $450kg/m^3$ and at an alkaline-to-binder (a/b) ratio of 0.50. Fly ash (FA) was substituted with GGBFS with the replacement levels being 0%, 25%, 50%, 75%, and 100% by weight in each SCGC series. Steel fiber (SF) wasn't employed in the assembly of the initial concrete series whereas, within the second concrete series, an SF combination was achieved by a constant additional level of 1% by volume. Fresh properties of mixtures were through an experiment investigated in terms of slump flow diameter, T50 slump flow time, V-funnel flow time, and L-box height ratio. Moreover, the mechanical performance of the SCGCs was evaluated in terms of compressive strength, splitting tensile strength, and fracture toughness. Furthermore, a statistical analysis was applied in order to judge the importance of the experimental parameters, like GGBFS and SF contents. The experimental results indicated that the incorporation of SF had no vital impact on the fresh characteristics of the SCGC mixtures whereas GGBFS aggravated them. However, the incorporation of GGBFS was considerably improved the mechanical properties of SCGCs. Moreover, the incorporation of SF with the total different quantity of GGBFS replacement has considerably increased the mechanical properties of SCGCs, by close to (65%) for the splitting strength and (200%) for compressive strength.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권3호
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• pp.180-187
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• 2014

본 연구에서는 시멘트 사용량을 저감하고 다량의 혼화재를 사용하여 고강도 콘크리트 제조 과정에서 시멘트에 의한 $CO_2$ 발생량을 감소시킬 목적으로 혼화재 및 무기계 자극제를 사용한 고강도 콘크리트의 역학적 특성을 평가하였으며, HVMA 결합재 도출과 W/B 변화 및 양생온도에 따른 HVMA 고강도 콘크리트를 실험하였다. 실험결과, 다량의 혼화재와 무기계 자극제인 열병합애시와 무수석고를 혼합 사용한 HVMA 결합재 배합을 설계하였으며, 설계된 HVMA 결합재를 사용할 경우 W/B 26% 수준에서 HVMA 고강도 콘크리트 배합이 유동특성과 역학적 특성이 양호한 것으로 나타났다. 또한 HVMA 결합재를 사용한 고강도 콘크리트의 양생온도 영향을 검토한 결과, 양생온도 $20^{\circ}C$ 이상 확보한 경우에는 50MPa 이상의 고강도 HVMA 고강도 콘크리트 제조가 실용화 가능성이 높은 것으로 나타났다.

• 한국농공학회논문집
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• 제49권4호
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• pp.51-59
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• 2007

Recently, concrete has been made porous and used for sound absorption, water permeation, vegetation and water purification according to void characteristics. Many studies are carried out on the utilization of sewage sludge, fly ash and waste concrete to reduce the environmental load. This study was performed to evaluate the void, strength, relationship between void and strength, permeability and chemical resistance properties of porous polymer concrete for pavement with different fillers. An unsaturated polyester resin was used as a binder, crushed stone and natural sand were used as an aggregate and bottom ash, fly ash and blast furnace slag were used as fillers. The mix proportions were determined to satisfy the requirement for the permeability coefficient, $1{\times}10^{-2}$ cm/s for general permeable cement concrete pavement in Korea. The void ratios of porous polymer concrete with fillers were in the range of $18{\sim}23%$. The compressive strength and flexural load of porous polymer concrete with fillers were in the range of $19{\sim}22$ MPa and $18{\sim}24$ KN, respectively. The permeability coefficients of porous polymer concrete with fillers were in the range of $5.5{\times}10^{-1}{\sim}9.7{\times}10^{-2}$ cm/s. At the sulfuric acid resistance, the weight reduction ratios of porous polymer concrete immersed during 8-week in 5% $H_{2}SO_{4}$ were in the range of $1.08{\sim}3.56%$.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.425-430
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• 2016

산업의 급격한 발달과 함께 사회 또한 급격한 발달을 이루면서 전 세계는 편리한 생활을 이룰 수 있게 되었다. 하지만 이러한 산업의 발달의 이면에는 환경오염으로 인한 지구온난화와 산업부산물 대량 발생 등의 문제가 발생하고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 건축분야에서 $CO_2$ 배출 비율이 높은 시멘트의 사용량을 줄이고자 산업부산물인 고로슬래그와 순환 유동층 연소 플라이애시를 사용하였으며, 국내 염색공단에서 배출되고 있는 20만 톤 이상의 슬러지를 재활용하는 방안을 검토하기 위해 염색슬러지 탄화물을 활용한 무시멘트 경화체의 특성에 대한 기초자료를 제시하고자 하였다. 그 결과, 염색슬러지 탄화물의 치환율이 증가함에 따라 공기량은 증가하였고 플로어는 증가하였다. 또한 염색슬러지 탄화물 치환율이 증가함에 따라 휨강도 및 압축강도는 감소하는 경향을 보였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.893-896
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• 2008

본 연구는 황산염 환경하에서 메타카올린을 사용하여 제작된 시멘트 모르타르의 기초물성을 평가하기 위한 연구이다. 최근 열악한 환경에 노출되는 콘크리트 구조물이 증가함에 따라 콘크리트의 내구성에 대한 관심이 늘어나고 있다. 광물성 혼화재료를 첨가할 경우 콘크리트 내부의 조직을 치밀하게 하여 내구성을 좋게하는 방안이 있으며 현재에도 실리카흄, 플라이애쉬, 슬래그와 같은 기존의 광물질 혼화재료 이외에 새로운 혼화재료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 열악한 환경에 노출된 콘크리트 열화에 대하여 아직 그 연구가 미비한 광물질 혼화재료인 메타카올린을 5%, 10%, 15%로 치환하여 시멘트 모르타르로 시편을 제작하였고, 이를 28일 표준양생을 시켜 담수, 해수, 10% 황산나트륨용액, 10% 황산마그네슘 용액에서 28일, 60일, 90일, 180일, 270일, 365일 동안 촉진양생 시켜 다양한 시편의 기초물성에 대한 실험을 수행하였다. 또한 현재 널리 쓰이고 있는 광물질 혼화재료인 실리카흄과 플라이애쉬를 가지고 같은 방법으로 실험을 한 후 메타카올린을 치환한 시편과의 비교 분석을 통하여 메타카올린의 내구적 성능을 평가하고자 한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.445-448
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• 2008

콘크리트는 골재, 시멘트와 물이 주 구성성분이지만 현대 구조물의 다양화 및 해양환경 구조물의 증가로 해수에 대한 저항성이 우수한 콘크리트의 개발과 환경적 측면에서의 자원재활용이라는 사회적 관심 또한 증폭되고 있다. 따라서 내구성 향상, 고강도화, 현장에서의 워커빌리티 향상, 운반, 경제성 향상 등의 고성능 콘크리트의 필요성이 요구되어 오고 있다. 또한 고강도 영역의 고성능 콘크리트는 단위결합재량이 많으므로 수화열의 상승으로 콘크리트 균열에 의한 내구성능 저하의 원인이 되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 수화열의 억제 목적으로 Plain 실험체와 기본적으로 플라이애쉬 20%, 고로 슬래그 미분말 30%, 45% 치환한 조건에서 물-결합재비 26%, 30%, 34%인 실험체를 제작하여 이에 따른 압축강도 및 중성화 특성과 중성화 영역과 미중성화 영역을 대상으로 XRD(X-ray diffraction) 분석을 통하여 혼화재 치환량에 의한 특성을 평가하였다.