• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.63-71
• /
• 2011

포틀랜드 시멘트 제조 시 다량의 이산화탄소를 배출함으로써 많은 문제가 발생하고 있다. 그리고 화력발전소 및 제철소의 산업부산물인 플라이애쉬 및 고로슬래그는 시멘트와 일부 대체하여 콘크리트로 일부 재활용되고 있으나, 42% 정도를 해안 및 육상에 매립함으로써 환경적인 문제를 유발하고 있다. 최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 고로슬래그 미분말를 사용한 무시멘트 알칼리 활성 콘크리트를 개발할 목적으로 유동성과 압축강도 측면에서 알칼리 활성화제와 고성능 감수제에 대해 검토에 대해 검토하였다. 그 결과, 알칼리 활성화제의 종류 및 혼합비율, 고성능 감수제의 종류, 투입순서 등은 고로슬래그를 사용한 알칼리 활성 모르타르의 유동성과 압축강도에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 고로슬래그 무시멘트 알칼리 활성 모르타르를 제조하는데, 9M NaOH과 분말형 쇼듐실리케이트를 1:1의 비율로 제조한 알칼리 활성화제를 사용하고, 고성능 감수제를 먼저 투입한 경우에는 1시간 동안 플로우 180 mm의 유동성과 $20^{\circ}C$의 상온양생조건에서 재령 28일에서 압축강도 50 MPa를 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제23권3호
• /
• pp.339-346
• /
• 2011

이 연구는 시멘트 모르타르와 폴리올레핀계 합성 섬유의 부착 특성에 미치는 광물질 혼화재의 효과를 평가하였다. 광물질 혼화재로는 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말, 메타카올린을 시멘트 중량의 0%, 5%, 10% 및 15%를 치환하여 구성하였다. 시멘트 모르타르와 폴리올레핀계 합성 섬유의 부착 상호 작용은 dog-bone shape 부착 시험을 수행하여 결정하였다. 폴리올레핀계 합성 섬유의 부착 시험 결과 시멘트 모르타르의 압축강도에 따라 인발 하중은 증가하는 결과를 보여주었다. 또한, 시멘트 모르타르 내에서 폴리올레핀계 합성 섬유의 계면 인성은 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말 및 메타카올린의 치환율이 증가할수록 증가하였다. 인발 시험 후 폴리올레핀계 합성 섬유 표면의 미세 구조 분석은 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말 및 메타카올린 치환율에 따른 마찰 저항력을 평가하기 위하여 관찰하였다. 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말 및 메타카올린 치환율이 증가할수록 폴리올레핀계 합성 섬유 표면에 긁힘 현상이 증가하였다. 또한 계면 인성은 플라이애쉬, 고로슬래그 미분말 및 메타카올린에 의해서 유도된 마찰력에 의해서 강화되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권5호
• /
• pp.141-147
• /
• 2017

최근 온실가스 감축을 위해 시멘트 클링커를 대체하여 고로슬래그 미분말을 다량 치환한 하이볼륨 슬래그 시멘트에 대한 연구 활발히 진행되고 있다. 하지만, 수화열 및 내구성 등 다양한 장점에도 불구하고 초기 재령에서의 낮은 강도 발현 등의 문제점으로 인해 실제 현장의 적용에 한계점을 가지고 있다. 본 연구는 이러한 점을 극복하고자 GGBFS 혼입률에 따른 페이스트의 압축강도, 수화열 등의 특성을 분석하였다. GGBS 분말도에 따른 4종류와 치환율 35%, 50%, 65%, 80% 4수준으로 하여 총 16개의 배합에 대해 실험을 수행하였다. 실험결과 낮은 물-바인더 비에 의한 고성능 하이볼륨 슬래그 시멘트 페이스트 배합은 초기 재령에서의 낮은 압축강도의 한계점을 극복할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 GGBS의 분말도는 고성능 하이볼륨 슬래그 시멘트 페이스트의 초기 재령에서의 압축강도 증진에는 효과가 있지만, 28일 이후의 장기 강도에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다.

• 광물과 암석
• /
• 제35권1호
• /
• pp.25-39
• /
• 2022

본 연구는 원자력 시설 해체 시 발생되는 저준위 및 극저준위 폐토양, 점토와 산업부산물인 고로슬래그를 이용하여 방사성 폐기물을 안전하게 담지할 수 있는 비소성 시멘트의 제조 가능성을 평가하고 광물·형태학적 분석을 통하여 생성된 반응 물질에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서는 (1) 폐토양, 점토 및 고로슬래그의 특성 분석, (2) 폐토양, 점토 및 고로슬래그를 고화재 및 성분조정제로 이용한 원전 해체 폐기물 담지를 위한 비소성 시멘트 제조 및 최적의 배합 비율 도출, (3) 제조된 비소성 시멘트 고화체의 수화반응 생성물질에 대하여 광물·형태학적 분석 등을 수행하였다. 비소성 시멘트 고화체의 광물·형태학적 분석 결과, 폐토양과 점토는 수화반응 생성물이 관측되지 않았으며, 고로슬래그의 경우 고화체의 강도를 발현시킬 수 있는 수화반응생성물질인 calcium silicate hydrate (CSH), 에트링가이트(ettringite)가 생성되는 것을 확인하였다. 폐토양, 점토를 고화재로 이용한 비소성 시멘트의 재령 28일 후 고화체는 최적의 배합 비율에서 약 3 MPa의 강도를 나타내 처분장 인수기준 압축강도인 3.44 MPa를 만족하지 못하는 것을 확인하였다. 그러나, 고로슬래그를 고화재로 이용한 비소성 시멘트는 모든 실험 조건에서 처분장 인수기준 압축강도를 만족하며, 최적의 배합 비율에서는 약 27 MPa로 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통하여 비소성 시멘트 고화재로 고로슬래그, 방사성 핵종에 대한 흡착제 역할로 폐토양 및 점토를 이용한다면 방사성 폐기물 처분을 위한 최적의 비소성 시멘트를 제조할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.1005-1008
• /
• 2008

본 연구에서는 시멘트의 대체재로써 고로슬래그를 사용한 무시멘트 알칼리 활성화 고로슬래그 콘크리트의 배합에 따른 기본적인 역학적 특성에 대해 파악하였다. 압축강도에 영향을 줄 수 있는 변수를 기존의 모르터 연구 및 예비 실험을 통해 설정한 후 배합하여 1, 3, 7, 28, 56, 91일의 압축강도를 측정하였다. 압축강도 실험에서 알칼리 활성 고로슬래그 콘크리트는 OPC(보통 포틀랜드 시멘트) 콘크리트에 비해 초기 강도가 빠르게 발현되었으며, 특히 1, 3일 강도는 OPC 콘크리트보다 약 $1.5{\sim}3$배 정도 높게 나타났다. 응력-변형률 관계에서는 알칼리 활성 고로슬래그 콘크리트는 최대 응력 이후에 변형률이 $0.0020{\sim}0.0025$에서 콘크리트의 파괴가 급격히 발생하였으며, 규산나트륨을 많이 첨가한 경우 고강도 콘크리트처럼 취성적 파괴를 보였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.409-412
• /
• 2008

콘크리트는 골재, 시멘트와 물이 주 구성성분이나 성능 및 내구성 향상으로 고품질화, 현장작업의 능률향상, 운반, 경제성 등의 목적을 위하여 다양한 형태의 혼화재료가 사용되고 있다. 특히, 혼화재가 시멘트 대체재로 사용되면서 콘크리트의 고강도화, 내구성 증진, 수화열 감소 등의 효과를 얻고 있다. 그러나, 이러한 혼화재를 사용함에 있어 성능평가 및 기준이 아직 국내에서는 정립되지 않고 있어 현장의 품질관리를 위해 현재 많이 사용되고 있는 플라이애쉬, 실리카 흄, 고로슬래그 미분말, 최근 환경 친화성이 우수한 혼화재료인 메타카올린 등을 적용한 2성분계 콘크리트의 물-결합재비 및 혼입율에 따른 역학적 특성에 대한 검토가 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 현재 많이 사용하고 있는 혼화재중 고로슬래그의 중성화 특성을 확인하고자 고로슬래그 미분말을 사용한 60MPa${\sim}$80MPa의 고강도 콘크리트를 제작하여 물결합재비 26%, 30%, 34%의 변수와 고로슬래그 미분말 치환율을 30%, 45%, 60%로 달리하여 강도 및 중성화 시험을 실시 하였으며 X선 회절분석(XRD, X-Ray Diffraction)을 이용하여 화학 조성물 성분변화를 분석하였다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제8권1호
• /
• pp.29-36
• /
• 1999

비소성 펠릿법은 종래의 소성 펠릿법의 대체 공정으로, 함철더스트류를 고로에서 재활용하기 위한 괴상화공정이다. 비소성 펠릿의 결합제로 사용되는 시멘트를 저가의 소재로 대체함으로서 펠릿의 제조원가절감을 목적으로 하였다. 본 논문에서는 결합제로서 고로 슬래그를이 용한 비소성 펠릿의 강도변화를 고찰하였다. 비소성 펠릿의 결합제인 고로 슬래그를사용함에 따라 종래의 시멘트 첨가량의 약 절반으로서 강도는 150kgf에 도달하는 것을 확인하였으며, 그에 따른 결합제들의 물리화학적인 특성에 대하여도 조사하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
• /
• pp.331-332
• /
• 2009

본 연구에서는 고로 슬래그와 잔사회를 사용한 3성분계 시멘트를 제조하여, 시멘트와 콘크리트의 기본 특성을 검토하였다. 시험은 잔사회20%, 정제회20%, 고로슬래그50, 55%를 사용하였고, 특히 시멘트의 미소수화열측정, 콘크리트의 단열온도상승량 시험을 실시하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제9권2호
• /
• pp.177-184
• /
• 2021

본 연구에서는 탄소저감 및 시멘트 성능 향상을 목적으로 조강형 모르타르에 대하여 산업부산물인 고로슬래그미분말(GGBFS) 및 팽창재(EA)가 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, 보통포틀랜드시멘트(OPC)에 비해 조강형시멘트(EPC)는 플로가 감소하는 경향을 보였으나, EPC와 GGBFS를 함께 사용하는 경우 OPC보다 높은 유동성의 확보가 가능하였다. 또한 EPC는 OPC 대비 높은 압축강도를 보였으나, 수축이 증가하는 경향을 보였다. EPC에 GGBFS를 사용하는 경우, 그 혼입률에 따라 비례적으로 압축강도는 감소하고, 수축량은 커지는 경향을 보였으며 수축은 저온조건에서 더욱 증가하였다. EPC 및 GGBFS로 구성된 결합재 조건에서, EA는 압축강도를 향상시키고, 초기재령의 수축을 저감시키는 효과를 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제28권3호
• /
• pp.299-308
• /
• 2016

본 연구에서는 플라이애시와 고로슬래그시멘트를 혼합한 결합재에 알칼리 활성화제와 해수 및 증류수를 사용하여 제작한 경화된 시편에 대해 물리적 및 미세구조 특성을 분석하였다. 플라이애시와 고로슬래그시멘트의 결합재 혼합 중량비는 6:4, 7:3 및 8:2로 하였으며, 수산화나트륨과 규산나트륨을 결합재의 각각 5wt%로 하여 활성화제로 사용하였다. 재령 3, 7 및 28일에 대해 압축강도 및 흡수율을 측정하였으며, 재령 28일에 XRD, TGA 및 MIP 시험을 실시하였다. 배합수의 종류와 관계없이, 알칼리 활성화된 결합재는 고로슬래그시멘트 혼합비가 증가할수록 ettringite 및 C-S-H의 생성량이 많아졌으며, 또한 50 nm 보다 큰 공극들이 줄어듦에 따라 압축강도가 높아지는 결과를 보여주었다. 본 연구의 모든 배합에 대해서 공통적으로 확인된 반응생성물로는 C-S-H, $Ca(OH)_2$ 및 calcite인 것으로 나타났다. 해수를 사용한 시편들과 증류수를 사용한 시편들 내에 생성된 주요 반응생성물의 차이는 hydrocalumite인 것으로 나타났다. 각각의 결합재 혼합 중량비에 대해서 증류수 및 해수 사용에 따른 시편들의 압축강도에서는 배합수로 해수가 사용되더라도 증류수가 사용된 시편과 대체적으로 유사한 강도발현을 나타내었으며, 또한 재령에 따른 강도증진율이 증류수가 사용된 시편보다 뛰어난 경우도 확인되었다. 배합수로서의 해수 사용은 해수에 함유되어 있는 염화 이온(Cl-)이 결합되면서 생성된 hydrocalumite가 공극을 매우면서 시편 내의 총공극용적을 감소시키는 것으로 나타났다.