• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2014년도 추계 종합학술대회 논문집
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• pp.139-140
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• 2014

최근 건선산업에서 문제점으로 지적되고 있는 것은 제조과정 중 이산화탄소를 다량 방생시키는 시멘트의 사용이다. 이는 알칼리활성 무기결합재로 대체함으로써 시멘트보다 이산화탄소 배출량을 저감할 수 있지만 고가의 알칼리 자극제를 다량 사용하기 때문에 경제적 측면 및 사용성을 고려하지 않으면 사용할 수 없기 때문에 이에 대한 대체재에 관한 연구가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 고로슬래그를 기반으로 하는 알칼리 활성 무기결합재에 알칼리 자극제의 사용량을 저감하기 위해 레드머드를 사용하고, 레드머드에 적합한 알칼리 자극제의 종류와 사용방법에 대하여 연구하고자 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.52-58
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• 2017

고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트는 내구성, 시공성 향상 및 경제성 등의 강점을 가지고 있으나, $20^{\circ}C$이하 저온환경이나, 동절기 등에서는 같은 물결합재비에서 OPC대비해서 초기강도 발현성능이 떨어지는 단점을 가지고 있으며, 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트는 온도(저온환경)에 특히 민감하게 반응한다. 따라서 본 연구에서는 동절기 저온환경하에서 고로슬래그의 초기강도 발현성능을 확보하기 위해 알칼리 활성 자극제를 사용하여 초기강도 확보가 가능한 것을 알 수 있었으며, 저온환경하에서 OPC(Plain)를 사용한 배합과 동등한 강도 발현성능을 확보하기 위해서 알칼리 활성 자극제 뿐만 아니라 슬래그의 특성인 단위수량 저감효과를 활용한 단위수량 저감을 통하여 같이 결합재를 사용하면서 초기강도 확보할 수 있는 동절기 슬래그 활용 콘크리트 배합을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.85-92
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• 2021

본 연구는 액상폴리머인 에폭시수지를 이용한 고내구성 폴리머 시멘트계 재료를 개발할 목적으로 고로슬래그미분말 치환율을 20%로 고정하고, 4종류의 알칼리 활성화제를 이용한 경화제 무첨가 에폭시수지 혼입 폴리머 시멘트 모르타르를 제작하여, 강도 특성, 에폭시수지 경화도, 흡수율, 내황산성, 중성화 및 염화물이온 침투저항성을 검토한 것이다. 그 결과, 알칼리 자극제의 종류에 관계없이, 고로슬래그 미분말 20%를 사용한 경화제 무첨가 EMM의 압축강도는 폴리머 결합재비 10%에서 최댓값을 나타냈으며, 폴리머 결합재비 20%에서는 에폭시수지의 경화도 감소와 함께 압축강도 또한 감소하는 것으로 나타냈다. 휨강도는 압축강도와 마찬가지로 수산화칼슘을 첨가한 것이 가장 우수하게 나타났으며, 폴리머 결합재비의 증가와 함께 증가하였으며, 모두 9.0 MPa 이상의 휨강도를 발현하였다. 알칼리 자극제의 종류에 관계없이, 경화제 무첨가 EMM의 방수성, 중성화 및 염화물이온 침투저항성은 폴리머 결합재비의 증가와 함께 현저히 개선되었으며, 4종류의 알칼리 자극제 가운데 수산화칼슘을 첨가한 모르타르가 가장 우수한 것으로 나타났다. 한편, 알칼리 자극제의 종류에 관계없이, 경화제 무첨가 EMM의 내황산성은 폴리머 결합재비의 증가와 함께 떨어졌는데, 이것은 폴리머 결합재비의 증가에 따른 에폭시수지의 미경화 에폭시수지의 증가에 기인한 것으로 판단된다. 4가지 알칼리 자극제의 종류에 대하여 물성 및 내구성을 비교 검토한 결과, 수산화칼슘을 첨가한 것이 가장 우수한 것으로 확인되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제27권2호
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• pp.38-47
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• 2018

석탄가스화 복합발전(IGCC)은 석탄을 합성가스로 전환시키는 친환경, 고효율 차세대 에너지 생산기술이다. IGCC 공정의 부산물은 대부분 슬래그 형태로 배출된다. IGCC 슬래그는 연간 약 14만톤이 발생되지만 재활용은 아직 초기단계이다. 본 연구에서는 국내 한 실증 설비에서 배출된 IGCC 슬래그의 알칼리 활성 시멘트로서의 가능성에 대해 평가하였다. IGCC 슬래그를 규산소다 수용액과 가성소다를 혼합한 알칼리 자극제로 양생한 시료는 평균 4.5 MPa의 압축강도를 나타내었으나 다소 팽창하였다. 에틸렌 글리콜법으로 검출되지 않을 정도의 미량의 유리석회(free CaO)가 원인일 것으로 추측되었다. 한편 IGCC 슬래그를 알루민산 소다와 가성소다를 혼합한 알칼리 자극제로 양생한 시료는 평균 10 MPa의 압축강도를 나타내었으며 수산화소달라이트와 $C_3AH_6$가 새로운 결정상으로 생성되었다. IGCC 슬래그는 알칼리 활성 시멘트로서 활용이 가능할 것으로 평가되지만 강도 성능의 향상과 팽창 문제를 완화시킬 수 있으며 최적의 배합비율을 도출 및 적절한 배합법을 포함하는 정량적인 접근이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.237-243
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• 2015

본 연구에서는 알칼리 활성화 슬래그 결합재의 반응성을 정량적으로 살펴보기 위해 미소수화열을 분석을 수행하였다. 알칼리 활성화 슬래그 결합재의 반응성 및 작업성 확보를 위해 다양한 알칼리 자극제의 종류 및 농도에 대해서 실험을 수행하였다. 알칼리 자극제 및 $SO_3$ 질량비를 변화하면서 미소수화열을 측정하였으며, 응결시간 제어를 위해 sodium tripolyphosphate ($Na_2P_3O_{10}$)와 hydrated sodium borate ($Na_2B_4O_710H_2O$)를 적용하였다. 그 결과, 알칼리 활성화 슬래그 결합재는 알칼리 활성에 의해 calcium silicate hydrate(C-S-H)를 촉진하는데 4~5% 농도의 알칼리가 필요한 것으로 나타났으며, $SO_3$ 함량이 높아질수록 누적 발열량이 작아지면서 전반적으로 발열이 지연되는 것으로 나타났다. 또한, 응결 지연제로서 hydrated sodium borate를 사용하였을 경우 발열을 억제하여 지연된 효과를 나타내며, 전체적인 누적 발열을 지연시키는 효과를 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.112-119
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• 2023

본 연구에서는 고로슬래그 미분말-제올라이트로 구성된 지오폴리머 페이스트의 알칼리계 활성화제(Ca(OH)₂, CSA)의 종류 및 첨가량에 따른 압축강도 및 화학적 조성의 변화와 CO₂ 포집량을 비교평가 하였다. 지오폴리머 페이스트에 첨가되는 알칼리계 활성화제의 첨가량이 증가할수록 굳기 전 페이스트의 유동성은 감소하였으며, 압축강도가 증가하였다. 활성화제 종류에 따른 평가 결과, CSA보다 Ca(OH)₂를 첨가하는 것이 압축강도 향상 효과가 큰 것으로 확인되었다. CO₂ 양생에 따른 화학적특성의 변화를 비교평가 한 결과, 모든 실험 수준에서 알칼리계 활성화제의 첨가량이 증가할수록 탄산화 전 C-S-H, C-A-S-H gel의 생성량이 증가하였으며, 탄산화 이후 CaCO₃ 생성량이 증가하였다. 알칼리계 활성화제 첨가로 인하여 고로슬래그 미분말과 제올라이트의 반응성이 증가하였으며, 첨가량이 증가할수록 반응성도 증가하는 경향이 나타났다. 열중량 분석결과, 알칼리계 활성화제의 첨가량이 증가할수록 CO₂ 양생에 따른 CaCO₃ 분해구간 에서의 질량감소율이 증가하였으며, 10 % 첨가 시 Ca(OH)₂의 경우 10.3 wt%, CSA의 첨가 시 8.77 w%의 CO₂ uptake가 발생하였으며, 활성화제를 첨가하지 않은 경우보다 각 4.21배, 3.88배 증가한 것으로 확인되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권3호
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• pp.33-44
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• 2010

본 연구에서는 아세틸렌가스 제조 공정에서 배출되어 나오는 부산소석회에 대한 고로수쇄슬래그의 알칼리 활성화제로서의 활용 가능성을 조사하고자 하였다. 부산소석회의 물리 화학적 분석을 실시하였으며, 알칼리 활성화제로서의 특성분석을 위하여 세 가지 형태로 부산소석회를 사용하였다. 부산소석회는 고로수쇄슬래그에 0, 10, 20, 30 wt.% 첨가하였으며, 소석회가 혼합된 고로수쇄슬래그를 보통포틀랜드시멘트에 0, 10, 30, 50 wt.%첨가하여 수화 및 물리적 특성을 조사하였다. 수화특성 분석결과 $800^{\circ}C$에서 열처리 후 재수화 시킨 소석회를 사용한 경우 다른 시료들 보다 높은 수화율을 보였다. 압축강도실험결과 325 mesh 이하크기의 부산소석회와 열처리 후 재수화시킨 소석회를 사용한 경우 수화 7일부터 OPC 보다 높은 강도 값을 나타내었으며, 325 mesh 이하크기 부산소석회를 활성화재로 사용한 OPC50 wt.%-BFS 45 wt.%-AA5 wt.%계에서 가장 높은 압축강도를 보였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권2호
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• pp.161-167
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• 2015

최근, 전 세계적으로는 지구온난화 등 환경문제의 심각성을 인식하여 이산화탄소의 배출량을 줄이는 노력을 경주하고 있다. 이와 관련하여 선행 연구에서는 산업부산물인 RA의 알칼리로 BS의 잠재 수경성 반응을 자극시켜, 무시멘트 조건에서 알칼리 활성(Alkali activation)화 시키는 새로운 메커니즘으로 강도 발현성을 확인 바 있다. 본 연구는 제조과정에 따른 석고의 종류 및 소각장에서 발생한 WA 등을 자극제 용도로 추가하여 강도등 품질에 미치는 영향에 대해 검토를 진행하였다. 그 결과, BS에 RA를 사용하는 무 시멘트 모르타르에 WA 0.5%와 AG 20%를 사용할 경우 초기강도는 낮을 지라도 91일강도는 OPC강도이상으로 발휘 되어 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.153-160
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• 2010

고로슬래그 미분말을 순환골재 모르타르 및 콘크리트의 제조에 활용할 경우, 순환골재에서 용출된 $Ca(OH)_2$가 고로슬래그에 대한 자극제 역할을 수행하여 수화반응을 개선할 수 있을 것으로 판단되고 고로슬래그를 통해 알칼리 저감 효과를 얻을 것으로 예상되어 본 연구를 진행하게 되었다. 그 결과 고로슬래그 미분말을 혼입 사용한 순환 잔골재 모르타르는 재령 3일에서는 고로슬래그 혼입율에 따라 강도가 감소하는 결과를 나타냈다. 이는 고로슬래그의 수화반응이 일어나지 않았기 때문으로 판단되며 또한, 순환 잔골재 혼입률에 관계없이 고로슬래그 미분말의 혼입률이 증가함에 따라 재령 3일 측정한 수화활성도도 저하되는 것으로 나타났다. 재령 7일에서는 순환 잔골재에서 용출된 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)이 자극제 역할을 수행하여 고로슬래그 미분말을 혼입한 배합의 압축강도 발현이 천연 잔골재를 사용한 모르타르보다 서서히 증가하는 결과를 보이기 시작하였으며 이로 인해 재령 7일 측정한 고로슬래그 미분말을 단계별로 혼입한 배합의 수화활성도가 고로슬래그를 혼입하지 않은 배합보다 높아지는 것으로 나타났다. 재령 28일에서는 고로슬래그 미분말 혼입률 30% 배합에서는 고로슬래그의 수화반응으로 인해 천연 잔골재를 사용한 배합보다 높은 압축강도를 보이기 시작하였으며 이때 측정한 수화활성도는 천연 잔골재를 사용한 배합과 특별한 차이를 보이지 않았으며, 이는 지속적으로 수산화칼슘($Ca(OH)_2$)이 공급되지 못하였기 때문으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권10호
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• pp.1005-1014
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• 2003

알칼리 자극제의 종류에 따른 고로수쇄슬래그의 수화 및 물리적 특성을 조사하였다 활성화제는 $Na_2$SiO$_3$, $Na_2$CO$_3$, NaOH, $Na_2$SO$_4$를 사용하였고, $Na_2$SiO$_3$, $Na_2$CO$_3$, $Na_2$SO$_4$는 $Na_2$O, NaOH는 $\frac{1}{2}$$Na_2$O로 환산하여 1, 3, 5, 7 wt%를 첨가한 후 W/S=0.5로 실험을 실시하였다. 또한, 압축강도 실험은 OPC에 대해 각각 30 wt% 첨가하여 실험을 하였다. 활성화제의 종류에 따라 주요 수화생성물은 C-S-H, $C_4$AH$_{13}$, AFt, Al(OH)$_3$ 등이었으며, $Na_2$CO$_3$의 경우가 가장 큰 슬래그의 수화율을 보였다. $Na_2$SO$_4$를 사용하였을 때 압축강도가 가장 크게 나타났다.