• 암석학회지
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• 제26권2호
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• pp.143-152
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• 2017

풍화작용으로 암석의 표면에 기공이 생성되며 주 구성 광물인 장석에서 특히 다공질의 표면구조가 증가한다. 다공질 장석반암을 이용하여 개발한 환경개선 재료의 성능을 평가하기 위해 흡착과 항균 실험을 수행하였다. 경량기포와 혼합하여 제작한 길이 10 cm 장석필터의 여과 실험에서 대부분의 중금속이 흡착되었고 여과 시간을 제어하여 흡착율을 조절할 수 있었다. 쉐이크플레스크법(shake flask method) 항균도 시험에서 5%와 7% 장석분말을 도포한 직물은 98%와 99.9%의 매우 높은 항균도를 보였다. 다공질 구조의 영향으로 양이온치환능력은 분말의 입자가 작아질수록 큰 값을 보이며, $10{\mu}m$의 입경에서 114.63 meq/100g를 보였다. 이상의 결과에서 산업광물로서 다공질 장석반암의 잠재적 가치가 충분한 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.33-41
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• 2021

장석은 석영과 더불어 국내에서 산출빈도가 가장 높은 광물이나 유리, 도료 등의 제조에 제한적인 이용을 제외하면 물질적 특성과 용도 개발에 대한 연구는 거의 이루어지지 않아 잠재적 가치가 매우 낮게 평가되고 있다. 본 논문에서는 다공성 구조를 특징으로 하는 장석의 재료특성과 열적, 기계적, 화학적, 경량화 활성기법을 적용하여 반응성 개선 특성을 분석하였다. 풍화된 장석의 표면에서 관찰되는 공동의 구조적 특징을 살펴보면 공동들의 배열이 불규칙하게 분포하고 있으며, 공동끼리는 서로 연결되어 있다. 이러한 풍화된 장석의 표면에서 관찰되는 비정형의 연결된 공동으로 인하여 풍화된 장석은 반응면적이 확대되며 시멘트와의 결합재료로서 반응성이 높은 포졸란 재료 역할을 하는 것으로 판단된다. 다공성 장석의 기능성을 향상시키기 위하여 열적, 기계적, 화학적 활성기법을 적용한 결과 양이온교환능력, 밀도, 일축압축강도 특성이 개선되었다. 이러한 다공성 특성에 의하여 풍화된 장석은 물리·화학적 특성이 우수한 친환경 건설재료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권6호
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• pp.575-582
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• 1998

Sutiability of Jungsan clay shale dolomite sludge Anyang feldspar and alumina as raw materials for light-weight porous ceramics was examined. In order to find optimum manufacturing conditions compositions heating temperatuers and heating times were varied and their effects on physical properties were measured and bloating mechanism was investigated. Jungsan clay seems suitable as raw material to make the light-weight constructional materials with 5wt% of ANyang feldspar and alumina added in calcined clay (800$^{\circ}C$) having bulk density of 0.45g/cm3 water absorption of 1.34% and compressive strength of 85kg/cm2 rapid-heated at 1200$^{\circ}C$ for 30min. It is suggested that bloating mechanism depends on the difference of tem-peratures between the inside and outside in specimen the remained gases in interstices can bloat by the li-quid phase of surface with high viscosity and gas pressure at elevated temperature.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.1-7
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• 2021

본 연구에서는 건설공사시 시멘트 사용에 따른 탄소배출 저감과 천연모래 고갈에 따른 대응방안으로 산화그래핀 및 다공성 장석을 적용하였다. 산화그래핀은 부착특성을 증가시키기 위해 (3-aminopropyl)trimethoxysilane으로 기능화 시켰으며, 이를 적용하여 표준배합 모르타르 대비 시멘트 함량을 5% 감소시킨 배합조건으로 공시체를 제작하여 압축강도를 평가하였다. 다공성 장석과 기능화된 산화그래핀이 적용된 시편과 표준배합시편의 압축강도는 각각 26MPa, 28MPa로 큰 편차를 보이지 않았으며, 지반구조물에서 요구하는 시멘트 모르타르의 압축강도를 만족하는 것으로 평가되었다. 시멘트 함량감소에도 적정강도를 유지할 수 있는 원인으로는 다공성 장석에 대표적 포졸란 성분인 SiO₂와 Al₂O₃가 다량으로 함유되어 수화과정에서 Ca(OH)₂와의 반응을 증가시켰고, 나노크기의 그래핀 표면이 수화생성물이 활발히 반응할 수 있는 반응면으로 작용하였으며, Carboxyl 작용그룹의 강력한 공유결합 특성이 수화물의 결합강도를 증가시켰기 때문에 시멘트 함량을 감소시켰음에도 적정한 압축강도가 유지되었던 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제50권2호
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• pp.159-170
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• 2017

다공성 구조의 장석과 주택 시방기준으로 제작된 바닥 축열층 모르타르의 열적 특성과 소비전력을 비교하였다. 실험을 위해 온수관이 설치된 2개의 실대형 모형을 제작하였다. 자외선 열화상 온도와 온도센서를 이용하여 가열과 냉각과정에서 축열층의 온도변화를 모니터링하였다. 시험동의 축열층은 $20-30^{\circ}C$ 구간의 온도 범위의 가열조건에서 $2-3.5^{\circ}C$ 높은 온도를 보였고 목표 온도에 도달하는 시간이 단축되었다. 온수관에서 멀어질수록 $4-4.8^{\circ}C$ 이상의 차이를 보였고 이는 장석 기반의 모르타르 축열층이 열적 평형에 빨리 도달하는 것을 지시한다. 가열 온도 $30^{\circ}C$를 기준으로 산정한 소비전력은 2.2배 차이를 보였고 단계별 온도 상승에서 소비전력은 66% 절감되었다. 냉각에서 시험동의 표면온도는 지속해서 $2^{\circ}C$ 이상 높았고 축열로 인해 보일러의 재가동 시간이 연장되는 것을 고려하면 에너지 효율은 더 증가할 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권5호
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• pp.377-382
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• 2007

완효성을 부여하려는 물질의 외부에 광물입자를 이용하여 피복형 구조체를 제조하고 이의 방출조절능력을 카리비료에 대한 용출실험을 통해 평가하였다. 황산칼륨을 구형의 펠릿으로 제조하고 이의 표면에 평균입도 $13.0{\mu}m$와 $27.4{\mu}m$인 두 가지 장석분말을 이용하여 구조체를 제조하였다. 구조체의 두께와 소성하는 온도를 달리하여 펠릿을 제조하고 용출실험을 통해 구조체의 완효성 발현능력을 평가하였다. 칼륨의 용출은 burst effect효과가 커서 초기 용출율이 높았는데, 소성온도가 낮고 구조체가 얇은 시료에서 크게 나타났다. $1{\sim}55{\mu}m$의 입도를 갖는 장석 보다 $1{\sim}130{\mu}m$의 입도를 갖는 장석에 의한 구조체가 더 높은 충진율에 의해 용출속도를 늦출 수 있었다. 용출속도는 약 7일부터 정상상태의 용출속도를 보이기 시작하였고 용출패턴은 펠릿에 남아있는 칼륨의 농도에 비례하는 first order kinetic의 패턴을 나타내었다. 평균입도 $27.4{\mu}m$인 장석으로 1~2.6mm두께의 피복형 구조체를 만들어 $1050^{\circ}C$에서 소성한 팰릿의 경우에는 40일의 용출율이 약 43%를 나타내었다.

• 자원환경지질
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• 제56권1호
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• pp.55-63
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• 2023

망간각의 지화학적, 광물학적 특성의 변화는 인근 환경 변화를 반영한다. 따라서 서태평양 마젤란해산군 OSM-XX의 망간각에 대한 특성 파악과 고해양 복원 연구를 위하여 지화학적, 광물학적 분석을 각각 micro X-ray fluorescence (μ-XRF) 과 X-ray diffraction (XRD)를 이용하여 실시하였다. OSM-XX의 망간각은 인산염화 여부 및 구조에 의해 인산염화 작용을 받은 부분(L4-L5), 인산염화 작용을 받지 않은 치밀한 부분(L3), 인산염화 작용을 받지 않은 다공성 부분(L1-L2)의 세 부분으로 구분되었다. 철망간 산화광물 층에서는 모두 버나다이트 피크가 확인되었으며, 인산염화 작용을 받은 부분은 carbonate fluorapatite(CFA)의 존재와 높은 Ca, P의 특성을 나타내었다. 인산염화 작용을 받지 않은 치밀한 부분은 높은 Mn, Ni, Co를 나타내었고, 인산염화 작용을 받지 않은 다공성 부분은 높은 Fe값과 detritus quartz, feldspar가 확인되었다. OSM-XX의 망간각이 성장하는동안 나타난 특성의 변화는 인근 해양환경의 변화를 반영하였다. 약 51.87 Ma의 연대를 나타내는 망간각의 인산염 퇴적체는 약 36-32 Ma의 전지구적 인산염화 작용에 의해 형성된 것으로 보이며, 이는 당시의 상승된 해수면 높이와 낮은 해수온을 지시한다. 또한, 치밀한 구조에서의 높은 Mn, Ni, Co, Mn/Fe 비는 강화된 산소최소층과 환원환경을 지시하며, 다공성 구조에서의 높은 Fe와 낮은 Mn/Fe 비는 약화된 산소최소층과 산화환경을 지시한다. 이는 마이오세-올리고세 경계의 Mi-1 빙하기가 끝난 후 환경변화를 반영하였다. 9 Ma부터 이어진 한랭화의 결과로 인한 저층류와 산소최소층의 강화에 의해 망간각 최외각의 Mn/Fe 비와 Co/Mn 비가 미세하게 증가하였지만, 6 Ma부터 태평양에 발생한 탄산염 용해율의 감소로 성장속도의 감소를 야기하였다.