• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.185-191
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• 2017

본 연구는 고로슬래그 기반 모르타르에 잠재수경성 반응을 유도하기 위해 자극제로써의 역할로 WRP 및 FGD를 활용하고, 이에 탈취 및 흡착성분을 지닌 천연재료인 일라이트를 활용하여 기능성을 부여한 모르타르 환경에서 결합재 치환율 변화에 따른 모르타르의 유동성 및 강도특성을 분석하고자 한다. 실험결과, 플로는 일라이트 및 결합재 치환율이 증가할수록 유동성은 감소하는 것으로 나타났다. 공기량은 OPC와 결합재를 치환하지 않은 BSC 45를 사용한 배합 보다 BSC 65를 사용한 배합에서 낮은 공기량을 나타내었으며, 일라이트를 1% 치환한 경우 WRP 분말 및 FGD의 공기량은 서로 유사한 값을 나타냈으며, 일라이트 0%보다 전체적인 배합은 낮은 공기량을 나타내었다. 휨강도 및 압축강도의 경우는 일라이트를 치환할 시 강도는 낮아졌으며, WRP 및 FGD 치환율이 증가할수록 잠재수경성 반응으로 인해 강도는 증가하는 경향을 나타내었다. pH는 전반적으로 재령 7일까지 증가하는 경향을 나타내었고, 재령 28일의 경우에는 감소하는 경향을 나타내었으며, 일라이트를 치환율 시 미소하게 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서, 유동성 및 강도특성 측면을 종합적으로 고려할 때 WRP 5%, FGD 5% 치환사용하는 경우가 최적의 배합인 것으로 판명되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.103-110
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• 2010

최근 $CO_2$ 배출의 저감을 위한 활동으로 시멘트의 사용량을 줄이고, 고로슬래그 및 플라이 애시 등과 같은 산업부산물을 적극 활용하여 건설분야에 적용하고자 하는 움직임이 활발하게 진행되고 있으며, 이를 통해 환경부하저감 및 자원재활용을 도모하고 있다. 이에 본 연구에서는 자원재이용 및 환경부하저감을 위한 기초적 연구로서 고로슬래그 및 플라이 애시를 사용하여 부산물의 치환율에 따른 경화성상 및 내구성상을 비교 분석하고 고로슬래그와 플라이애시의 3성분계를 치환한 콘크리트 성상을 검토함으로서 결합재로서의 상성관계를 평가하여 향후, 대량활용을 위한 기초자료를 제시하고자 하였다. 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 대체한 콘크리트의 압축강도는 재령 7일 초기강도에서는 무혼입 콘크리트에 비해 현저히 낮은 수준으로 발현하고 있으나, 28일 이후에는 무혼입 콘크리트에 비해 유사하거나 높은 압축강도를 발현하였다. 또한 고로슬래그 미분말의 대체율이 증가함에 따라 염해 저항성이 향상되는 것으로 나타났으며, 이는 기존 연구결과에 따라 고로슬래그 미분말에 의해 염화물 이온이 콘크리트 표면에 고정화됨으로서 염해 저항성이 향상되는 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.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.236-245
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• 2021

노출 환경 및 설계 변수의 변화에 따라 내구수명은 큰 범위를 가지고 변화하게 되므로 설계자 입장에서는 내구수명의 변동성을 이해하는 것은 중요하다. 최근 들어 탄소 중립을 위하여 플라스틱 혼소재가 클링커 생산 시 원료로 사용되고 있는데, 이러한 경우, 시멘트의 염화물 함유량은 증가하게 된다. 본 연구의 목적은 플라스틱 혼소재를 사용하여 초기 염화물량이 증가할 경우, 다양한 노출 환경과 설계 변수를 고려하여 내구수명이 어떤 수준으로 변화하는지에 대한 연구이다. 이를 위해 4 수준의 초기 염화물량을 설정하였으며, 3 수준의 표면 염화물량을 포함한 다양한 환경 조건에 따라 내구수명을 LIFE 365 프로그램을 이용하여 평가하였다. 해석 변수로서 임계 염화물량, 고로슬래그 미분말 치환 혼입율, 물-결합재 비, 피복두께, 단위 결합재량, 초기 염화물량을 설정하였다. 초기 염화물량이 증가함에 따라 내구수명은 감소하는 경향을 보이지만 이 값을 1,000ppm까지 허용해도 내구수명의 큰 감소는 나타나지 않았다. 또한 슬래그 치환율을 증가시킬 경우 더 높은 내구수명을 확보할 수 있는데, 이는 고로슬래그 미분말이 외부 염화물 이온의 확산 저감과 동시에 자유 염화물을 고정시키는 효과가 있기 때문이다. 초기 염화물량의 허용 농도를 유럽기준과 같이 증가시키는 것도 지속가능성 향상과 탄소량을 저감시키는 데 도움이 될 것으로 판단된다. 또한 표면 염화물량이 낮고 혼화재(슬래그)를 사용한 경우, 초기 염화물량의 영향은 상대적으로 낮았지만 표면염화물량이 높은 경우, 노출환경을 고려한 신중한 배합설계가 필요하다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.289-296
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• 2018

본 연구에서는 LCD 산업의 발전으로 인하여 제조 공정으로부터 발생되는 산업폐기물인 LCD 폐유리 미분말을 활용하여 시멘트 대체재로서 활용 가능성과 성능을 평가하였다. 실험은 OPC와 $5{\mu}m$의 입경을 가진 LCD 폐유리 $12{\mu}m$의 입경을 가진 LCD 폐유리를 각각 10%, 20% 시멘트와 치환하고 제작하여 실험을 통해 콘크리트의 기초 물성 및 역학적 특성 그리고 내구성 평가를 실시하였다. 실험결과 압축강도에서 20%에 비해 10%의 치환율에서 높은 강도가 나타났으며. 입경이 낮을수록 높은 강도를 보였다. 내구성 평가는 염소 이온 확산계수를 통하여 염화물 침투성능을 평가하였는데, 치환율이 높을수록 그리고 입경이 작을수록 낮은 염소 이온 확산계수가 나타내었고, 모든 치환율에서 OPC 보다 좋은 결과값을 나타내었다. 결국 낮은 조립율 및 적정 혼입율을 갖는 LCD 폐유리 콘크리트는 염해환경 하 내구성 확보에 유리한 재료라 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.276-284
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• 2022

이 연구에서는 원전해체 폐콘크리트 미분말을 방사성 폐기물 처분용 고화제로 재활용하기 위한 인수기준 성능 및 레올로지 특성을 분석하였다. 고화제는 방사성 콘크리트 미분말을 모사하여 사용하였으며, 시험체는 증류수, CoCl₂, CsCl 1 mol 수용액을 배합수로 사용하여 제작하였다. 골재 미분말 혼입율 및 혼합수의 종류에 관계없이 재령 28일 압축강도 성능기준 3.45 MPa를 만족하였다. 모든 시험체는 침수강도 기준을 만족하였고 열순환 압축강도는 Plain-50을 제외한 모든 시험체에 대하여 인수기준을 만족하였다. 고화제의 레올로지 특성을 평가한 결과, 골재 혼입율이 증가할수록 항복응력과 소성점도가 감소함을 알 수 있었다. 모든 시험체의 코발트와 세슘에 대한 침출지수는 6 이상으로 인수기준을 만족하였다. 방사성 폐기물 처분용 고화제의 안정적인 성능을 확보하기 위해서는 고화제 내의 골재 성분은 40 % 이하로 사용하는 것이 효과적인 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2015년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.55-56
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• 2015

In this research the processing method of Desulfurized Plaster is changed to cyclotomy, 0.3mm sieve analysis and 500℃ heat exposure, and by changing the mix rate of the binding agent to 0~20%, it was applied to mortar that used natural aggregate and blast furnace slag for testing. The test results showed that the sieve analysis and high heat exposure of the flow and air volume increased according to the increase of mixing rate of FGD while the cyclotomy decreased. The setting time accelerated as the mixing rate of FGD increased, and the compression strength increased to its maximum when the mixing rate of FGD was right around 10%, and especially showed a high trend with cyclotomy and sieve analysis.

• Computers and Concrete
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• 제13권3호
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• pp.325-342
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• 2014

The use of lightweight aggregate (LWA) instead of ordinary aggregate may make lightweight aggregate concrete, which possesses many advantages such as lightweight, lower thermal conductivity, and better fire and seismic resistance. Recently the developments of LWA have been focused on using industrial wastes as raw materials to reduce the use of limited natural resources. In view of this, the intent of this study was to apply Taguchi optimization technique in determining process condition for producing synthetic LWA by incorporating waste thin film transition liquid crystal displays (TFT-LCD) glass powder with reservoir sediments. In the study the waste TFT-LCD glass cullet was used as an additive. It was incorporated with reservoir sediments to produce LWA. Taguchi method with an orthogonal array L16(45) and five controllable 4-level factors (i.e., cullet content, preheat temperature, preheat time, sintering temperature, and sintering time) was adopted. Then, in order to optimize the selected parameters, the analysis of variance method was used to explore the effects of the experimental factors on the performances (particle density, water absorption, bloating ratio, and loss of ignition) of the produced LWA. The results showed that it is possible to produce high performance LWA by incorporating waste TFT-LCD glass cullet with reservoir sediments. Moreover, Taguchi method is a promising approach for optimizing process condition of synthetic LWA using recycled glass cullet and reservoir sediments and it significantly reduces the number of tests.

• 한국분말재료학회지
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• 제29권3호
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• pp.252-261
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• 2022

Cobalt is a vital metal in the modern society because of its applications in lithium-ion batteries, super alloys, hard metals, and catalysts. Further, cobalt is a representative rare metal and is the 30th most abundant element in the Earth's crust. This study reviews the current status of cobalt extraction and recycling processes, along with the trends in its production amount and use. Although cobalt occurs in a wide range of minerals, such as oxides and sulfides of copper and nickel ores, the amounts of cobalt in the minerals are too low to be extracted economically. The Democratic Republic of Congo (DRC) leads cobalt mining, and accounts for 68.9 % of the global cobalt reserves (142,000 tons in 2020). Cobalt is mainly extracted from copper-cobalt and nickel-cobalt concentrates and is occasionally extracted directly from the ore itself by hydro-, pyro-, and electro-metallurgical processes. These smelting methods are essential for developing new recycling processes to extract cobalt from secondary resources. Cobalt is mainly recycled from lithium-ion batteries, spent catalysts, and cobalt alloys. The recycling methods for cobalt also depend on the type of secondary cobalt resource. Major recycling methods from secondary resources are applied in pyro- and hydrometallurgical processes.

• 한국분말재료학회지
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• 제21권4호
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• pp.286-293
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• 2014

The electrochemical properties of cells assembled with the $LiNiO_2$ (LNO) recycled from cathode materials of waste lithium secondary batteries ($Li[Ni,Co,Mn]O_2$), were evaluated in this study. The leaching, neutralization and solvent extraction process were applied to produce high-purity $NiSO_4$ solution from waste lithium secondary batteries. High-purity NiO powder was then fabricated by the heat-treatment and mixing of the $NiSO_4$ solution and $H_2C_2O_4$. Finally, $LiNiO_2$ as a cathode material for lithium ion secondary batteries was synthesized by heat treatment and mixing of the NiO and $Li_2CO_3$ powders. We assembled the cells using the $LiNiO_2$ powders and evaluated the electrochemical properties. Subsequently, we evaluated the recycling possibility of the cathode materials for waste lithium secondary battery using the processes applied in this work.