• Environmental Engineering Research
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• 제24권2호
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• pp.246-253
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• 2019

This study was conducted to explore the optimum proportion of zeolite and zeolite-kaolin as additives to cement clinker and gypsum samples, while maintaining the strength properties of produced environmentally sustainable cements. According to the British standard method, zeolite was added to cement clinker in proportions of 5-12% and 10-12% by weight, respectively, in the preparation of samples of zeolite-containing cement and zeolite-kaolin-based cement. Kaolin was used as a second additive as 10-20% of the total weight. The compressive strength tests were performed on base cement samples according to a standard procedure given in ASTM C109 Compressive Strength of Hydraulic Cement. These values were compared with those of the reference sample and the Omani allowable limits. The results indicated that the best compressive strength values were obtained with 88% cement clinker, 5% gypsum, and 7% zeolite for the zeolite-containing cement. Quantities of 70% cement clinker, 5% gypsum, 10% zeolite, and 15% kaolin gave the best results for zeolite-kaolin-based cement, resulting in a substitution of than 25% cement clinker. The study concluded that the partial cement clinker replacement using zeolite/kaolin combination may have a great influence on the reduction of $CO_2$ emission and energy saving in cement manufacturing.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.20-25
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• 2021

시멘트의 주 원료인 시멘트 클링커는 주원료로서 석회석을 사용하여 제조되며, 석회석의 품위에 따라 부원료의 사용이 변화되고, 시멘트 클링커의 생산에도 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 시멘트 클링커 원료인 석회석의 CaO 함량의 변화가 Raw Mill 분쇄성과 시멘트 클링커의 소성성에 미치는 영향성을 파악하기 위하여, 석회석 CaO 함량을 변화시킨 조합원료의 분쇄시간 측정으로 분쇄성을 비교 검토하였고, 분쇄된 조합원료를 1350~1500℃의 범위에서 소성하여 소성성 지수 계산에 의한 시멘트 클링커의 소성성을 파악하였다. 석회석의 품위가 낮을수록 조합원료의 분쇄성은 저하하였고, 석회석의 CaO 함량이 낮을수록 소성온도에 따른 F-CaO의 변화가 크게 나타났다. 그에 따라 높은 B.I. 값이 계산되어, 낮은 시멘트 클링커 소성성을 나타내었다. 또한, 시멘트 클링커의 광물분석 결과에서는 소성온도의 증가로 F-CaO 값이 저하하는 경우, Belite 함량의 감소와 그에 따른 Alite 함량의 증가가 관찰되었다. Alite의 경우 석회석 CaO 함량이 증가함에 따라 R형의 비율은 감소하고 M형의 비율이 증가하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.211-218
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• 2022

석탄재는 시멘트 클링커의 실리카와 알루미나질 공급원으로서 활용이 고려되고 있다. 이러한 석탄재의 시멘트 클링커 소성과정에서 소성온도에 따른 고온 미세구조변화를 검토하여, 시멘트 클링커 소성에서 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 시멘트 클링커의 원료로서 사용된 석탄재는 소성온도 950 ℃부터 입자 표면의 형상변화가 관찰되었으며, 1250 ℃ 이상의 소성온도에서 부터는 석탄재의 형상이 소멸되었다. 석탄재의 Al, Fe 성분은 1350 ℃ 이상의 온도에서는 시멘트 간극상으로 전환되는 되는 것을 확인하였다. 또한, 다량의 석탄재를 원료로 적용한 클링커는 1150~1200 ℃의 소성온도 구간에서 Lime의 함량이 낮고, Belite의 함량이 높게 나타나, 석탄재의 적용으로 초기 소성온도에서 칼슘실리케트 광물의 형성이 더 원활하게 진행되는 것을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제22권3호
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• pp.60-66
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• 1985

The formation mechanism of unstable alkali and its existing states in the clinker were studied. The relation of unstable alkali content vs. other water-soluble components porosity and the distributionof potassium were investigated. The results are as follows :1) Two states of unstable alkali seem to exist in clinker ie compounds of $K_2O-Al_2O_3$ system and free $K_2O$ 2) The content of water-soluble $Al_2O_3$ tends to increase with increase of unstable alkali content, 3) Most of alkalies in clinker are concentrated in liquid phase at high temperature. Therefore it is possible to make various $K_2O-Al_2O_3$ system compounds according to the content of $K_2O$ in the liquid phase of clinker. In this experiment we found out a $K_2O-Al_2O_3$ compound of high $Al_2O_3$ content (34%) and high $K_2O$ content (33%) in clinker with 1.09% unstable alkali. 4) The porosity of clinker tends to increase with increase of unstable alkali content. 5) The amount of trapped alkali vapor may increase in closed pore in the clinker with high alkali and low $SO_3$ condecent. Therefore free $K_2O$ is the condensed alkali on the wall of closed pore in the clinker.

• 한국세라믹학회지
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• 제22권1호
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• pp.25-34
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• 1985

The states of alkali occuring in Portland cement clinker were studied. Potassium was added to raw mixture by there kinds ; $K_2SO_4$, $K_2CO_3$ and KOH. In case of $K_2CO_3$ and KOH addition the new state of unstable alkali was found when alkakli content is high and $SO_3$ content is low in the clinker. Unstable state of highly basic free 4K_2O$ causes lowering burnability much more than alkali sulfate especially at the early stage of burning. Lowered burnability by 4K_2O$ became more serious with higher LSF. Unstable free-4K_2O$ which is readily soluble with water reacts with gypsum to form $Ca(OH)_2$ and syngenite as soon as water is added. As a results the liberation rate of heat of hydration at the early hydration process(1st peak) was increased.

• 자원리싸이클링
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• 제31권3호
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• pp.53-60
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• 2022

본 연구에서는 시멘트 제조공정에서 염소를 함유한 폐자원을 활용하였을 때, 염소가 클링커뿐 아니라 최종 제품에 긍정적인 영향을 끼칠 수 있는 최적의 조건을 제시하고자 염소 함유 시멘트의 물리적 특성을 분석하였다. 동일한 조건의 클링커를 이수석고 중량비 95:5 및 93:7로 분쇄 후 실험을 진행하였다. 또한 클링커 모듈러스를 IM 1.3, 1.5 및 1.7로 제어하여 클링커의 광물학적 특성과 물리적 특성을 동시에 분석하였다. 동일 염소 함량 조건에서 이수석고 함량이 증가할수록 3일 압축강도는 감소하였으나, 장기 압축강도 발현율은 증가하였다. 또한 플로우와 응결시간이 증가하는 것을 확인되었다. IM 감소에 따라 우수한 클링커 광물 특성이 발현되어 free-CaO 함량이 감소하고, alite 및 ferrite 광물이 소폭 증가하였다. 압축강도는 IM이 감소할수록 증가하였으며, IM 1.3의 경우 IM 1.7 대비 약 14%가 상승하였다. 이를 통해 시멘트 제조공정에서 폐자원을 활용하여 자원 절약, 에너지 절감 등의 환경적 측면과 아울러 최종 제품인 시멘트 압축강도 등의 성능 향상에 긍정적인 영향을 미치는 것을 기대할 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제48권6호
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• pp.589-594
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• 2011

Raw mix of molten clinker was fabricated using blast furnace slag as starting material. Raw mix was melted at 1620$^{\circ}C$ for molten clinker fabrication. It was found that molten clinker contained alite and belite equivalent to OPC clinker mineral by optical microscope and SEM. The size of alite was 10~50 ${\mu}m$ and that of belite was 20~80 ${\mu}m$. This result thought to be attributed low $Al_2O_3$ content and cooling condition. Interstitial phase increased with blast furnace slag content and gehlenite was formed by the condition of LSF and SM. So raw mix with 27~41% blast furnace slag could be converted into cement clinker by appropriate choice of melting andcooling methods in this study.

• 토지주택연구
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• 제15권1호
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• pp.147-156
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• 2024

본 연구는 시멘트 클링커 제조에 사용되는 탄산염 광물인 석회석(CaCO₃)을 CO₂가 결합되어 있지 않은 탈탄산 원료를 사용하여 제조 공정 중에 발생하는 CO₂를 저감하고자 하는 연구로 다양한 산업부산물 중 폐콘크리트에 부착되어 있는 시멘트페이스트를 이용하고자 하였다. 일반적으로 시멘트용 석회석은 최소한 CaCO₃의 함유량이 80% 이상(CaO, 44% 이상)의 것을 사용해야만 시멘트 클링커의 품질을 확보할 수 있다. 하지만 폐콘크리트 미분말의 CaO 함량은 평균 20% 정도로 시멘트 클링커 원료로 사용하기 위하여 CaO 함량을 35% 이상으로 조성비를 올려줘야 이용이 가능하다. 따라서 폐콘크리트 미분말의 조성 광물 경도차이를 이용하여 경도가 상대적으로 낮은 CaO 형태의 광물을 선택적으로 분쇄하여 분급 및 체가름을 할 경우 CaO 함량을 35% 이상 상승시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는 분쇄 공정을 통해 경도가 상대적으로 낮은 CaO를 함유한 광물들을 선택적으로 분쇄하여 효율적으로 CaO와 SiO₂ 외 기타 성분을 분리하는 최적 조건에 대하여 실험적 및 통계적으로 검토·분석하였다. 시멘트 크링커 원료로서 탈탄산된 35% 이상 CaO를 함유한 폐콘크리트 미분말 제조를 위한 최적 분쇄 조건 실험 결과, 분쇄 시간 5분 이내, 피분쇄물 종류 30mm, 피분쇄물양 1.0 이상이 최적 조건인 것을 알 수 있었지만 단일 입도의 분쇄물이 아닌 혼합입도의 분쇄물에 대한 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제19권1호
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• pp.35-43
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• 1982

It was found that the burnability of raw mix and characteristics of clinker was affected by the difference in grades of limestones. The thermal decomposition temperature of raw mix which used low grade limestone was lower than that of high grade, and the fast formation of $C_2S$ was due to the rich content of calcite and quartz over critical grain size, which caused the bad effects in the burnability, but $C_3S$ was formed slowly. The structure of clinker had many pores, and the growth of clinker minerals was inferior.

• 한국세라믹학회지
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• 제37권1호
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• pp.70-76
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• 2000

In order to investigate the properties of the blended cement using coarsely ground blasturnace slag blended coements which were substituted from 10 to 70 wt% low Blaine slag powder (2,000 and 3,000 cm2/g) for porland cement clinker were prepared and Cal(OH)2 contents in hydrates hydration heat the fluidity and the compressive strength were measured. As the content of slag was increased the hydration heat and the early strength was decreased and the fluidity of the cement paste was improved. The heat evolution of the cement with 2,000cm2/g slag was lower than that of 3,000 cm2/g slag blended cement. Especially the heat evolution of 60wt% or above slag blended cement was similar to that of belite rich cement.