• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제36권1호
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• pp.155-162
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• 2020

The aim of the research is to investigate the fundamental properties and heat of hydration reducing performance of the fly ash incorporated concrete mixture when the coal gas slag (CGS) from integrated gasification combined cycle (IGCC) is used as fine aggregate. From the results of the experiment, the workability was generally increased and the air content was decreased up to one to four percent with increasing the replacing ratio of CGS to fine aggregate. The compressive strength was similar or increased within five percent to the Plain mixture when the CGS was used as a fine aggregate. When the CGS and fly ash were used same time, the heat of hydration reducing performance was improved than single using cases either CGS or fly ash. Based on the results, for the concrete mixture using CSG as a portion of the combined fine aggregate, the general properties were improved and heat of hydration was decreased approximately 16 % when the fly ash was replaced 30 % to cement and the CGS was replaced less than 50 % to fine aggregate.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.101-108
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• 2019

본 연구는 석탄가스화발전(IGCC)에서 발생하는 부산물인 CGS에 대한 콘크리트용 잔골재로서의 활용성을 분석한 것이다. 즉, KS F 2527 "콘크리트용 골재"에서 천연 및 용융슬래그 잔골재에 해당하는 품질항목을 중심으로 CGS 1~12회분에 대한 물성평가를 실시하였다. 그 결과, 물리적인 특성으로 입자모양판정실적률, 안정성 및 팽창성은 KS의 품질기준을 전부 만족하였으나, 절건밀도와 흡수율은 7~12회분에서 품질이 불안정한 것으로 나타났다. 입도의 경우 불균일한 굵은 입자분포로 인해 품질이 다소 불안정하였고, 7~12회분은 입자가 너무 굵은 것으로 나타났다. 유해물질 특성으로 0.08mm체 통과량 또한 7~12회분의 일부 수준에서 KS기준을 벗어났으나, 염화물함유량, 점토덩어리, 석탄 및 갈탄은 모두 만족하는 것으로 나타났다. 한편, 화학성분은 1~6회분에서 $SO_3$를 제외하고 전부 만족하였으며, 유해물질 함유량 용출량은 함유량에서 7~12회분의 F를 제외하고 전부 규정치 이내로 나타났다. SEM분석 결과 1~6회분에 비해 7~12회분이 거친 표면성상 및 다공질을 보여 품질이 저하된 것으로 판단되었다. 따라서 향후 콘크리트용 골재로서 활용하기 위해서는 별도 조치를 통한 품질편차 감소가 필요하고, 양질의 골재와 혼합하여 품질을 보완한다면 골재수급난 해소 및 순환자원 활용에 긍정적으로 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제21권6호
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• pp.551-562
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• 2021

본 연구에서는 IGCC에서 발생하는 부산물인 CGS를 콘크리트용 혼합 잔골재로써 효율적으로 활용하는 방안을 제시하기 위하여 플라이애시 치환 매스 콘크리트의 수화열 저감 효과를 확보하기 위한 방안으로 CGS 기반 혼합 잔골재와 플라이애시 치환에 따른 수화열 저감 특성 분석 및 해석을 실시 하고자 한다. 따라서, 매스 콘크리트의 수화열 저감을 위하여 활용되는 플라이애시 기반 저발열 결합재에 CGS를 잔골재로 치환하여 최적의 조합으로 FA 30% 및 CGS를 잔골재로 50% 치환할 경우 저발열 결합재 FA를 단일 치환한 경우보다 복합상승 효과에 따라 수화열 저감 성능이 더 크게 나타났다. 따라서 산업부산물인 CGS 골재 조합에 플라이애시를 복합 치환한 분체-골재조합 재료 시스템은 매스 콘크리트 수화열 저감 공법의 효율적인 대안으로서 활용이 기대된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제24권2호
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• pp.169-180
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• 2024

본 연구는 분체계 재료조합 시멘트 및 CGS 잔골재 조합에 따른 콘크리트의 단열온도상승 시험결과를 통해 최적의 조합 비율을 도출하고, 이를 토대로 모의부재 시험 및 수화열 해석을 통하여 매스 콘크리트 구조물에서의 수화열 저감 성능에 대한 현장 적용성을 분석하였다. 분석결과 TBC+CGS 50%조합에서 콘크리트 중앙부와 표면부의 온도차이가 감소하며, 최고 온도 도달시간이 지연되어 시간경과에 따른 표면부 인장강도 증가로 온도응력에 따른 온도균열 발생을 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.116-122
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• 2019

본 연구는 석탄가스화 용융슬래그(이하 CGS)를 콘크리트용 잔골재로의 활용성을 검토하기 위한 기초 단계로 시멘트 모르타르 조건에서 CGS 치환율에 따른 특성을 평가하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 플로는 양호한 품질의 부순 잔골재(이하 CSa) 및 불량 입도의 부순 잔골재와 해사를 혼합한 잔골재(이하 CSb+SS) 공히 CGS 치환율이 증가할수록 증가하였으나, 공기량은 반대의 경향으로 감소하였다. 압축강도는 CGS 치환율이 증가할수록 포물선의 경향을 보였으며, 재령 28일을 기준으로 CSa를 사용한 경우는 CGS 50%, CSb+SS를 사용한 경우는 CGS 75%에서 가장 높은 강도값을 나타내었다. 휨강도는 CGS 25% 및 50%에서 최대치를 나타냈으나 전반적으로는 압축강도와 유사한 경향으로 나타났다. 상호비교로서 CSb+SS와 대비하여 CSa에서 압축강도 및 휨강도가 약 5% 정도 높게 나타났으며, CGS 사용 유무에 따라서는 CGS를 사용하였을 때 높은 강도일수록 크게 나타났다. CGS 치환율에 따른 모르타르의 품질을 종합적으로 검토한 결과, CGS를 잔골재에 50% 전후로 혼합하여 사용한다면 유동성 확보 및 강도증진에 긍정적으로 기여하여 자원 재활용 및 품질향상을 동시에 도모할 수 있을 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.129-139
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• 2010

석탄으로부터 수소, 일산화탄소 등의 가스 연료를 생산하기 위하여 개발된 석탄 가스화 공정은 이산화탄소 저장, 환경 유해 물질 저감 등의 우수성으로 인하여 최근 세계 각국에서 앞다투어 개발에 나서고 있다. $75{\mu}m$ 이하의 미분탄을 이용하는 분류층 가스화 공정은 용량의 대형화가 쉽고, 에너지 전환 효율이 우수하여 석탄가스화복합발전(IGCC) 등에 널리 이용되고 있다. 특히 석탄슬러리를 원료로 사용하는 습식 분류층 가스화 공정은 기술적으로 성숙되어 가장 많이 보급되고 있다. 본 논문에서는 습식 분류층 가스화 공정을 이루는 석탄전처리, 버너, 가스화기, 슬래그용융, 가스화 운전 특성과 설계 및 해석을 위한 수치모사 등의 요소기술 개발 현황을 고찰하였다. 습식 석탄가스화는 IGCC 플랜트에서 뿐만 아니라 합성석유, SNG, 화학원료 제조용으로 활용될 수 있으며 융합 공정, 연료 다변화 등에 대응하기 위하여 요소기술별 추가적인 기술개발이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.99-100
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• 2022

This study analyzed the basic characteristics of mortar using CGS modified by pretreatment. As a result of the analysis, it was found that CGS after reforming can be partially replaced with fine aggregates to solve the existing air volume reduction problem when used, and can contribute positively in terms of securing fluidity and improving strength. Therefore, it is considered necessary to verify as a functional material of CGS through concrete durability experiments as a future task.

• 한국건축시공학회지
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• 제20권4호
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• pp.331-338
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• 2020

본 연구는 CGS를 콘크리트용 혼합골재로서 활용성을 검토하기 위하여 양호한 입도분포의 부순잔골재(CSa) 및 미립자인 해사와 굵은 입자의 부순잔골재를 혼합한 혼합골재(MS)에 CGS의 치환율 변화에 따른 콘크리트의 기초적 특성 및 내구성을 분석하였다. 실험결과, 슬럼프 및 슬럼프 플로는 CSa 및 MS 모두 CGS 치환율이 증가할수록 증가하였으며, 공기량은 반대로 감소하였다. 압축강도는 CSa를 사용한 경우 CGS 치환율이 증가할수록 저하하였지만, MS를 사용한 경우는 CGS 50 %에서 최대치를 나타내었다. 콘크리트 내구성을 검토한 결과로, 건조수축 및 탄산화 깊이측정의 경우는 CGS 치환율에 따라 양호한 성능을 나타내었다. 하지만, 내동해성에서는 전반적으로 CGS 치환율이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났다. 따라서, CGS를 치환 사용하는 혼합잔골재 콘크리트의 경우는 공기량 감소를 보완할 수 있도록 AE제 추가 투입 등의 대책을 수립한다면, 큰 문제 없을 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.194-201
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• 2019

본 연구는 CGS를 콘크리트용 잔골재로서 활용성을 검토하기 위하여 CGS 치환율에 따른 콘크리트의 특성을 분석하였다. 실험결과, 슬럼프 및 슬럼프 플로우는 CSa 및 MS 모두 CGS 치환율이 증가할수록 증가하였으며, 공기량은 반대로 감소하였다. 재료분리평가정수(EISN)는 CSa를 사용한 경우 CGS 25%, MS를 사용한 경우는 CGS 50~75%에서 양호한 것으로 나타났다. 압축강도는 CSa를 사용한 경우 CGS 치환율이 증가할수록 저하하였는데, CGS 25%에서 저하폭이 가장 작았다. 단, MS를 사용한 경우는 포물선 경향으로 CGS 50%에서 최대치를 나타내었다. 상호비교로서 잔골재 종류에 따른 압축강도는 MS보다 CSa가 약 8% 높게 나타났고, CGS 사용 유무에 따라서는 CGS를 사용하였을 때 낮은 강도 영역에서는 작게 나타났지만, 높은 강도 영역에서 크게 나타났다. CGS 치환율에 따른 콘크리트의 품질을 종합적으로 검토한 결과, CGS를 잔골재에 25~50% 전후로 혼합하여 사용한다면 유동성 및 강도 증진에 긍정적으로 기여할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권6호
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• pp.295-302
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• 2017

본 연구에서는 IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle; 석탄 가스화 복합 발전)에서 배출된 용융 슬래그(이하 용융 슬래그)를 이용한 지오폴리머의 제조 시 pre-curing 공정이 지오폴리머의 물성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. Pre-curing이란 고온양생으로 지오폴리머를 제조하기 전에, 성형체를 상온에서 일정 시간 방치하는 공정으로서, 시편의 강도를 높이는 효과가 있다고 알려져 있다. 따라서 본 실험에서는 pre-curing 조건에 따른 지오폴리머의 압축강도 특성을 측정하였으며, SEM과 XRD로 미세구조 및 결정상 변화를 관찰하였다. W/S 비율(water/solid ratio)은 사전 실험을 통해, 성형이 가능하면서 최대 지오폴리머 강도를 확보할 수 있는 0.26으로 결정하였으며, 자극제인 알칼리 용액의 농도는 15 M로 고정하였다. 상온에서 pre-curing을 0~27일 범위 내에서 실시한 결과, pre-curing 공정을 적용한 지오폴리머의 경우, 그렇지 않은 시편에 비해 압축강도가 36~87 % 증가하는 것을 확인하였다. Pre-curing 시킨 시편에서 XRD 측정 결과, C-S-H 겔(calcium silicate hydroxide gel) 상 발현이 촉진되었고 SEM을 이용한 미세구조 관찰 결과, 부정형의 zeolite 상이 더 많이 성장된 것이 관찰되었으며 이러한 상들의 생성이 강도 증진에 영향을 미친 것으로 분석되었다.