• 시멘트 심포지엄
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• 30호
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• pp.80-88
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• 2003

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.294-301
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• 2020

본 연구에서는 클링커의 고Al₂O₃화를 통한 에너지 절감형 시멘트 제조 가능성을 확인하기 위해, Al₂O₃ 함량이 높은 OPC 조합원료를 실험실 전기로에서 소성하여 C₃A 함량이 높은 클링커를 제조한 후 XRD 리트벨트 분석 및 광학 현미경을 통해 클링커의 소성성을 평가하고, 제조된 클링커에 혼합재를 첨가하여 얻어진 시멘트의 미소수화열 및 압축강도 측정을 통해 시멘트 반응성을 평가하고자 하였다. 그 결과 Al₂O₃ 함량을 일반 OPC보다 증가시켜 제조한 시멘트는 OPC에 비해 소성성이 뛰어나 시멘트 제조 에너지 절감에 기여할 수 있으며, OPC에 비해 C₃A(alite) 광물의 함량이 감소하였음에도 불구하고 압축강도가 오히려 향상되는 등 긍정적으로 작용할 수 있다. 유동성 저하, 수화열 증가와 같은 문제에 대해서도 석고 첨가량 및 분말도 조정, 혼합재 첨가와 같은 방법으로 제어할 수 있을 것으로 기대되어 적극적인 연구가 필요하다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권2호
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• pp.183-192
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• 2001

산업부산물을 이용하여 3CaO.3Al$_2$O$_3$.CaSO$_4$(C$_4$A$_3$S) 클링커를 합성하였다. 이때, 원료 물질은 산업부산물로 플라이 애쉬, 고로 수쇄 및 괴재슬래그를 $Al_2$O$_3$원으로 그리고 부산석고를 SO$_3$원으로 이용하였으며, CaO원으로 천연석회석을 사용하였다. 제조된 $C_4$A$_3$S 클링커를 CaSO$_4$, CaO를 배합하여 CSA계 팽창재를 제조하였으며, 일반 포틀랜드 시멘트(OPC)에 10 wt.% 첨가하여 수화 및 물성 특성을 조사하였다. 주요 수화생성상은 에트링자이트 및 수산화칼슘이었다. 수화시 에트링자이트의 생성으로 인해 팽창 및 경화체가 치밀화되어 건조수축이 감소되었고, 강도(압출, 인장, 휨)가 향상되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권5호
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• pp.479-485
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• 1998

천연 원료인 석회석, 규석, bauxite, 무수석고를 이용하여 belite계 시멘트의 한 종류인 고기능성의 modified belite cement를 제조하고자 $C_4A_3{\={S}}$에 비해 $C_2S$의 함량이 상대적으로 많은 두가지 클링커를 합성하였다. 주광물 $C_2S$는, 고온형의 ${\alpha}'-C_2S$를 상온까지 안정화시켜서 수화시 활성을 높이기 위해 붕사($Na_2O\;2B_2O_3{\cdot}10H_2O$)를 첨가하였다. 붕사의 첨가량을 변화시켜 각 클링커의 소성과 수화특성을 비교하고, 이들을 시멘트로 제조할 때 무수석고의 함량을 변화시켜 강도 증진에 기여하는 적정 석고 혼합량을 구하고자 하였다. 그 결과, $C_2S$의 함량을 60 wt.%로 목적할 때, ${\alpha}'-C_2S$로 안정화시키기 위한 붕사의 첨가량은 5 wt.%가 효과적이었으며, 시멘트 제조시 $SO_3/Al_3O_3$ 비가 1.3이 되도록 무수석고를 첨가한는 것이 적절하였다. 붕사가 없는 경우 수화 초기에 ettringite만이 강도에 기여하는 반면 봉사를 첨가하면 수화 초기에 ettringite와 함게 C-S-H 수화물이 생성되었음을 알 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제11권4호
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• pp.27-36
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• 2002

생활폐기물의 소각으로 발생되는 바닥재(bottom ash)로 calcium-chloroaluminate($l1CaOㆍ7Al_2$$O_3$ㆍ$CaCl_2$)가 함유된 클링커를 제조한 후 이들 클링커의 수화반응성 및 보통 포틀랜드 시멘트와 혼합 사용할 때의 압축강도 및 중금속 용출특성을 연구하였다. 시약으로 calcium-chloroaluminate를 제조한 결과. calcium-chloroaluminate는 80$0^{\circ}C$부터 생성되며, $CaSO_4$ 및 $Ca(OH)_2$ 와의 수화반응에 의해 ettringite($3CaOㆍAl_2$$O_3$ㆍ$3CaSO_4$ㆍ$32H_2$O)가 생성된다. 4 mesh 이하의 바닥재를 분쇄하지 않고 온도별로 1시간 소성한 결과, 80$0^{\circ}C$부터 calcium-chloroaluminate가 30 mesh 이하의 입도에서 합성되었다. $1,000^{\circ}C$에서 소성한 30 mesh 이하의 바닥재에 무수석고($CaSO_4$)를 10 : 6의 중량비로 혼합한 후 이들 혼합물을 보통 포틀랜드 시멘트에 3～13 wt.% 첨가하여 제조한 모르타르의 압축강도를 측정한 결과, 이들 혼합물의 치환량이 11 wt.%까지 증가됨에 따라 보통 포틀랜드 시멘트의 압축강도보다 높았다. 각 모르타르 공시체를 1 mm 이하로 분쇄하여 중금속 용출시험 결과, 용출된 중금속의 농도는 환경규제치보다 낮았다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권7호
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• pp.412-417
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• 2015

본 연구는 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지 소각재와 Geobond를 이용한 응용 블록의 개발을 위하여 수행하였다. 실험은 무소성 공정으로 진행하였으며, Sewage Sludge Ash (SSA)를 Geobond(무기바인더)와 특수시멘트인 초조강 시멘트 마이크로 시멘트, 모래 등의 바인더를 혼합한 각각의 페이스트 시편을 성형 후 건조 및 양생과정을 거친 시편을 단기 압축강도를 측정한 후 28일 장기 양생한 결과 압축 강도가 64.6 MPa로 발현하였다. 이는 KS기준치 22.54 MPa ($229.7kg/cm^2$)을 훨씬 상회하는 고강도의 압축강도를 나타내었다. 하수슬러지 소각재(SSA) 첨가율은 각 바인더 별 약 10~40%까지 혼합 가능한 것으로 나타났다. 따라서 SSA를 무기바인더인 Geobond와 특수시멘트(HESPC, MC)의 대체 물질로의 사용이 가능함을 입증하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.157-162
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• 2017

제지슬러지 소각재, 용광로 슬래그 미세분말 생석회, 무수석고 및 프라이애쉬 등을 혼합하여 무기계고화재를 제조하였다. 슬러지 처리용으로 개발된 고화재의 주성분은 SiO, $Al_2O_3$, $TiO_2$, $Fe_2O_3$, $Mn_2O_3$, CaO, MgO, $Na_2O$, $K_2O$, $P_2O$, $SO_3$이었다. 시멘트와 달리, 개발된 고화재에는 발암물질로 알려진 $Cr^{6+}$가 함유되지 않았다. 중금속 및 기름 오염토를 고화재와 혼합한 후 7일간 양생하여 빗물용출실험을 시행한 결과 중금속이 미미하였다. 하수슬러지 케이크 및 음식물쓰레기와 고화재를 각각 혼합하여 7일 양생 후 토양성분실험을 한 결과 중금속 함량이 환경기준치 이하로 나타났다. 슬러지, 고화재 및 첨가제 혼합시료를 비이커에 혼합한 후 암모니아 농도를 측정한 결과 3일 후 0이 되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권6호
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• pp.68-75
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• 2021

본 연구에서는 석회석, 임의의 산업부산물, 국내산 석탄재 및 시멘트 킬른더스트를 활용해 원료배합특성 및 소성조건에 따른 CCA 특수시멘트 제조특성을 조사하였다. 소성조건에 따른 CCA 특수시멘트 제조특성결과, 소성온도 1200℃에서 CCA 광물상(C₁₂A₇·CaCl₂) 합성량이 최대치를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 소성온도 1300℃에서는 CCA 광물상 합성량이 감소하는 것을 알 수 있었는데, 이는 염소성분 휘발에 의한 현상으로 보여지며, CCA 광물상 합성에 기여했던 CaO-Al₂O₃ 화합물은 SO₃와 결합하여 yeelimite가 형성된 것으로 판단된다. 소성유지시간에 따른 CCA 특수시멘트 제조특성 결과, 대체로 소성시간이 길어짐에 따라 CCA 합성량이 증가하는 경향을 나타내었으나 소성시간 30 min 이상에서는 클링커의 용융현상이 확인되며, 클링커링 공정을 위해서는 소성시간 20 min 이내가 적당한 것으로 사료된다. 이로 미루어볼 때 CCA 특수시멘트 제조를 위한 최적 소성조건은 승온속도 10℃/mim, 소성온도 1200℃, 유지시간 20 min으로 판단되며, 고염소 함유 시멘트 킬른 더스트를 활용한 CCA 특수시멘트 제조가 용이한 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.667-676
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• 2007

21세기에 들어와 현대의 건설 재료로 대표되는 시멘트 콘크리트는 이산화탄소 발생 등에 의한 지구온난화현상, 대기오염, 환경오염 및 파괴 등에 대한 환경적 문제 및 고성능, 고강도 등에 대한 사회적 문제에 대한 대책마련이 시급한 실정이다. 이에 본 연구에서는 하수슬러지 소각재를 재활용하여 친환경적이며 지속 가능 개발에 적합한 신개념 건설 소재를 개발하여 부족한 천연자원을 대체하고, 폐기물 자원화 기술 확보 및 2차 환경오염 문제를 근본적으로 해결하고자 하였다. 연구 결과, 하수슬러지의 화학성분비는 $SiO_2$와 $Al_2O_3$로 주로 이루어져 있으며, 포졸란 물질의 성분과 유사하였다. 또한 하수슬러지 소각재는 알칼리 활성화에 의해 포졸란반응성을 갖는 경화체로 활용될 수 있음을 알 수 있었으며, 시멘트 콘크리트와 비교하여 적정한 강도 발현의 가능성과 건조수축 등의 유리한 점을 고려할 때, 추후 연구를 통하여 시멘트 대체재로서의 기능을 충분히 발휘할 수 있을 것으로 판단된다.