• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.22-28
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• 2019

시멘트는 건설업에의 기초소재이지만 시멘트 제조시 고온의 소성이 필요하고, 소성시의 원료 및 연료로부터 발생하는 $CO_2$는 새로운 환경문제로 인식되어 이를 저감하기 위한 노력이 지속되고 있다. 콘크리트 분야에서의 $CO_2$ 저감을 위한 기술은 고로슬래그 및 플라이애시 등의 혼합시멘트 사용을 권장하는 것이 저감 대책의 대부분을 차지하고 있다. 또한 콘크리트 구조물 해체 시 발생하는 건설폐기물도 또 다른 환경문제로 인식되며 재활용률을 높이기 위한 여러 가지 방안들이 시행되고 있다. 본 연구는 구조물 해체 시 발생하는 무기계 재생원료를 리사이클을 통해 시멘트 제조의 원료로서 활용하기 위한 것이다. 폐콘크리트, 폐시멘트블록, 폐점토벽돌 및 폐천장재 미분말의 원료조성 검토를 통해 시멘트의 원료로서 활용하고자 한다. 연구결과 재생원료의 원료조성 및 조합을 통해 저탄소형 수경성 시멘트 결합재 제조가 가능한 것을 확인하였다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2001년도 가을 학술발표회 발표논문집
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• pp.151-152
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• 2001

본 연구는 하수슬러지 소각재를 이용하여 건축재료로서의 응용 가능성을 조사하였다. 소각재를 주성분으로 하여 $950^{\circ}C$에서 소성한 시편과 보통 포틀랜드 시멘트 (OPC)를 첨가하여 습윤양생을 한 시편을 제작하여 압축 강도를 비교하였다. 소성 시편에서는 전반적으로 압축강도가 150 kgㆍf/$\textrm{cm}^2$ 이상의 높은 강도를 얻을 수 있었으나 변형율이 증가하는 것이 단점으로 나타났다. 또한, 습윤양생한 시편의 경우 소량의 OPC 첨가 만으로도 일정한 압축강도를 유지할수 있었으며, 시편의 변형 또한 줄일 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.713-718
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• 2009

21세기에 접어들면서 IT, BT, NT, ET 등 첨단 산업은 하루가 다르게 발전하고 있으며, 이러한 추세에 맞추어 시멘트 산업에서도 많은 변화가 진행되고 있다. 또한 시멘트 산업은 에너지 다소비형이며 석회석을 원료로 하고 있어 지구온난화의 주범인 $CO_2$를 배출하여, 환경문제로 인해 가까운 시기에 큰 어려움을 겪을 것으로 예상되고 있다. 이 연구에서는 시멘트 제조과정 중 소성과정에서의 $CO_2$ 발생을 방지하고, 나노 크기의 입자를 시멘트화 함으로써 구조적 치밀성을 유지하여, 고강도화내구성에 유리한 건설재료를 개발하기 위한 일환으로 기존 소성과정을 통한 시멘트 제조방식과 달리, 화학적 방법을 통해 Bottom-up 방식으로 나노 크기의 새로운 개념의 건설재료를 개발하는데 그 목적이 있다. 시멘트 화학성분비에 착안하여 실리카, 알루미나 그리고 Ca 이온을 주재료로, 인공적으로 나노시멘트 분말을 합성하여 입도분석, SEM, EDX를 통해 그 재료적 특성을 파악하고, 모르타르를 제조하여, 강도특성을 측정하였다. 그 결과 평균 168 nm 크기의 나노 입자를 제조 할 수 있었으며, 적정 배합비의 모르타르의 7일 압축강도가 53.9 MPa로 측정되는 등 충분히 건설용 재료로서의 사용이 가능할 것으로 판단되었으나, 건설 분야로 응용을 위한 기초연구로써 보다 많은 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제13권3호
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• pp.19-26
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• 2004

회중석 광석의 부유선별 공정에서 발생된 폐광미를 보통포틀랜드시멘트의 원료로 이용하기 위하여 폐광미의 사용량에 따른 조합원료 및 시멘트 클링커의 특성을 연구하였다. 폐광미에는 68.8%의 $_2$, 8.6%의 $Al_2$$O_3$, 10.8%의 Fe$_2$$O_3$, 5.0%의 CaO가 함유되어 있고, 주로 $\alpha$-quartz, muscovite, clinochlore 등으로 존재하며, 88$mu extrm{m}$ 잔사가 약 8.0% 정도 이다. 석회석, 전로슬래그, 플라이애쉬, 폐광미 등의 조합원료를 LSF: 91.0, SM: 2.60, IM: 1.60의 modulus로 혼합하여 클링커를 합성한 결과, 조합원료의 소성지수는 50.7정도이고, 클링커에 함유된 $C_3$S 및 $\beta$-C$_2$S의 결정크기는 15∼35$\mu\textrm{m}$로, 폐광미를 조합원료에 약 3.8%까지 사용할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.15-22
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• 2022

이 연구에서는 매년 대량으로 발생하는 커피찌꺼기를 건설소재로 재활용하기 위해 커피찌꺼기와 커피찌꺼기 애시를 혼입한 시멘트 모르타르의 수화반응성을 검토하고 강도 특성을 조사하였다. 연구 결과, 커피찌꺼기의 소성온도가 높아질수록 유기물의 연소로 인한 질량 손실은 커졌으나 밀도는 증가하는 것으로 나타났다. 또한 커피찌꺼기를 혼입했을 때는 시멘트 수화반응성이 저조하여 압축강도가 현저히 낮아졌다. 반면, 800 ℃에서 소성시킨 커피찌꺼기 애시는 수화반응이 원활하였으며, 압축강도는 OPC 모르타르와 동등한 수준으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권2호
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• pp.113-121
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• 2019

SWCNT는 매우 뛰어난 역학적 성능을 가지고 있고. 이로 인해 각종 첨단 소재의 보강재료로서 각광받고 있다. 그러나 완전한 형태의 SWCNT는 소수성을 가지고 있고. 서로간에 Van der Waals 인력으로 결합되어 물에 분산이 어렵다. 본 연구에서는 SWCNT를 시멘트 복합체에 활용하기 위하여, 분산된 용액 형태로 제조하여 시멘트 복합체에 활용하고자 하였고, 이를 위한 계면활성제로 DOC 및 SDS를 선정하였다. 초음파 처리 및 초원심분리를 통해 제조된 SWCNT 수용액을 이용하여 시멘트 페이스트를 제조하여 이의 전단응력 vs. 전단변형률 관계를 확인하고, 이를 통해 소성점도 및 항복응력을 도출하였다. 본 연구의 결과에 따르면 SWCNT를 혼입하지 않은 DOC 및 SDS는 공기연행제와 유사한 유변학적 효과를 발휘하는 것으로 나타났다. DOC 2wt%를 이용해서 제조된 SWCNT 수용액으로 배합된 시멘트 페이스트는 플레인 시멘트 페이스트와 거의 유사한 유변학적 거동을 하는 것으로 나타났으나, SDS 1%를 이용해서 제조된 SWCNT 수용액으로 배합된 시멘트 페이스트는 플레인 시멘트 페이스트와 상이한 유변학적 거동을 하는 것으로 나타났다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권12호
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• pp.1235-1240
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• 2003

포틀랜드 시멘트의 조성범위가 되도록 한 패각-주조분진-전로슬래그계 조합물의 클링커 소성성과 시멘트 광물 생성거동에 대하여 광물상과 미구조 관찰을 중심으로 연구하였다. 이 조합물은 원료의 특성상 융액 생성이 용이하여 시멘트 클링커는 일반 천연 원료를 사용한 경우에 비하여 10$0^{\circ}C$ 정도 낮은 온도에서 생성된다. 조합물 내의 유리산화칼슘은 135$0^{\circ}C$ 이하에서 완전히 소멸되며 alite나 belite와 같은 시멘트 주광물의 합성은 140$0^{\circ}C$ 이하의 온도에서 과다한 유리상의 생성이 없이 완료된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.467-474
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• 2020

탄소나노튜브는 뛰어난 역학적 성능 및 기능성으로 다양한 분야에서 활용되고 있는 나노소재이다. 탄소나노튜브를 건설재료 분야에 활용하는 연구는 현재의 화두 중 하나로, 예전에 비해 점차 많은 연구가 진행되고 있으나, 탄소나노튜브의 혼입률이 시멘트 페이스트의 압축강도 및 유변학적 물성에 미치는 영향을 검증한 문헌은 상대적으로 부족한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 Polyvinyl Pyrrolidone을 사용하여 수용액 분산된 다중벽 탄소나노튜브를 이용하여 시멘트 페이스트를 제조하고, 이의 유변학적 물성 및 압축강도 특성을 확인하고자 하였다. 본 연구의 결과에 따르면, 탄소나노튜브의 혼입률이 증가할수록 소성점도 및 소성항복응력의 증가가 발생하였으며, 물시멘트비가 낮은 경우에 이러한 경향이 더욱 뚜렷하게 드러나는 것이 확인되었다. 탄소나노튜브 혼입 시멘트 페이스트의 압축강도는 물시멘트비가 0.30인 경우 탄소나노튜브 혼입률 0.1wt%에서, 물시멘트비가 0.40인 경우에는 혼입률 0.2wt%에서 최대가 되는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.23-29
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• 2020

철도 공용에 따른 반복 동하중을 지속적으로 경험하는 흙 구조물은 지속적인 침하가 발생한다. 본 논문에서는 흙 구조물을 구성하는 세립분 함량 변화에 따른 시멘트 혼합토의 침하 및 강성 특성을 반복 동하중 시험을 실시하여 평가하였다. 흙의 세립분 함량, 시멘트 함량, 양생일 수을 변화시켜가면서 총 18 케이스의 시험을 실시하였다. 동 시험결과로부터 시멘트 혼합토는 침하 측면에서 시멘트 함량 3% 이상 사용 시 세립분 함량이 높은 흙에서도 침하 저감 가능성이 크다는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 시멘트 함량이 0% 에서 3 ~ 4% 로 증가 시 탄성 침하량은 1/4 수준으로, 소성 침하량은 1/6 수준으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 시멘트 혼합토는 강성 측면에서 시멘트 함량 증가에 따라 회복탄성계수가 증가하는 경향을 보였다. 시멘트 함량 3% 이상 사용 시에는 흙의 세립분 함량 40% 수준에서도 철도 상부노반 다짐 강성 품질기준인 80 MPa을 만족하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.267-275
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• 2023

시멘트 산업은 다양한 가연성 폐기물을 천연자원인 유연탄을 대체하는 연료로 사용함으로써 폐기물 처리 문제 해결에 기여하고 있다. 시멘트 제조공정에서 더 많은 폐합성수지 등 대체연료를 사용하기 위해서는 대체연료를 안정적으로 연소시키고, 특히 NOx와 같은 유해물질의 대기배출을 저감할 필요가 있다. 본 연구는 폐합성수지 등 대체연료의 사용량을 증대시키면서 NOx와 같은 대기배출 유해물질의 발생량을 저감하는 기술의 하나인 다단연소 공정에 대한 사례연구다. 실제 시멘트 제조설비에의 기술 적용 전후 연료 사용량, NOx 배출 등을 비교하여 효과를 평가한 결과, 유연탄의 사용량은 38 % 감소, 폐합성수지 사용량은 122 % 증가하면서 동시에 NOx 배출량은 17 % 저감된 것으로 평가되어 다단연소에 의한 폐합성수지 사용 증대 및 NOx 배출 저감 효과가 유효함을 확인하였다.