• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.763-771
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• 2014

최근 국내에서는 원유 정제과정에서 많은 양의 부생황이 발생하고 있다. 유황콘크리트는 시멘트 풀을 유황개질 바인더로 대체한 콘크리트로서 시멘트 제조시에 대량으로 발생되는 $CO_2$의 저감 및 원유 정제산업에서 부생되는 황을 활용할 수 있는 이점이 있다. 또한 유황콘크리트는 반복해서 재활용할 수 있는 친환경적이고 지속가능한 재료이다. 이 연구에서는 개질유황 바인더를 사용한 유황콘크리트의 물리적 특성을 실험을 통하여 검토하였다. 실험 결과, 유황콘크리트는 대체적으로 50~80MPa 이상의 고강도 특성을 보였다. 단위질량, 탄성계수 및 인장강도는 포틀랜드 시멘트 콘크리트(PCC)와 유사하였다. 순환굵은골재를 유황콘크리트에 적용하는 경우 순환골재의 단점을 보완하는 동시에 고강도콘크리트 제조가 가능하다. 유황콘크리트의 열팽창계수는 PCC보다 다소 큰 값으로 나타내고 있으나, 채움재를 혼입하여 일반 콘크리트 수준의 열팽창계수를 보이는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.81-88
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• 2011

폐유황으로부터 제조한 개질유황재료를 시멘트 대체 혼화재로 활용 가능성 여부를 알아보기 위한 연구의 일환으로 개질유황의 품질특성 및 혼화재료로 사용한 모르타르의 기초적 특성에 대하여 분석 및 검토한 결과 개질유황을 혼합한 모르타르의 유동성은 혼합률이 증가함에 따라 감소하였으며, 압축강도는 저하되었다. 또한, 개질유황을 15% 이내로 혼합한 모르타르의 휨, 인장 및 접착강도는 개선되었으며, 수축량은 증가하였다. 특히 내화학성은 혼합률이 증가함에 따라 우수한 저항성능이 나타났다. 따라서 본 연구에서는 개질유황을 시멘트 대체 혼화재로 활용 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권4호
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• pp.192-196
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• 2010

일반 포틀랜드 시멘트 콘크리트에 개질 유황 고분자가 혼입되었을 때의 압축강도 및 내염기성의 영향을 일반 포틀랜드 시멘트 콘크리트와 비교하여 나타내었다. 개질 유황이 혼입된 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 매우 큰 강도를 나타내었고, $55^{\circ}C$에서 배합 및 혼합 작업하였을 때 안정적으로 공시체의 제작이 가능하였다. 13%의 $CaCl_2$에 개질 유황이 혼입된 콘크리트 공시체를 침지되어 내염기성을 평가하였다. 내염기성 시험에서, 개질 유황이 혼입된 콘크리트는 $CaCl_2$에 대한 저항성은 일반 콘크리트에 비해 증가하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권6호
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• pp.261-267
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• 2014

본 연구에서는 용융 온도 제어형 개질 유황(MS)을 제조하였고, 이를 포함한 개질유황시멘트콘크리트(SMC)의 특성을 연구하였다. 저융점 개질유황의 합성에 있어서 황 함량과 피리딘 함량에 따른 효과를 살펴보았고, 반응은 라만분광기를 이용하여 확인하였다. SMC는 일반 포틀랜드시멘트 대비 Water (W)/Cement (C) = 45 wt%, Sand (S)/Aggregate (A) = 45 wt%로 하였고, 5, 10, 15, 20 %로 개질유황 혼입율을 다르게 하여 제조하였다. 그리고 SMC의 압축강도, 쪼갬인장강도, 투수계수 등의 물성을 측정하였으며 비폭렬성을 확인하였다. 개질유황이 첨가됨에 따라 낮은 물흡수를 보였으며, 강도 증가와 비폭렬성 증진에 다소 효과가 있음을 확인하였다. 또한, MS와 SMC의 안전성을 확인하기 위하여 Pyrolized-gas chromatography(P-GC)를 통한 고온에서의 발생 물질 및 가스 독성 실험을 진행하였고, 그 결과 고온에서의 안전성을 확인할 수 있었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권1호
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• pp.61-67
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• 2014

산업의 발달로 인하여 매년 공업용 유황의 생산량은 증가하는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 융점이 약 $65^{\circ}C$인 개질유황을 모르타르에 첨가하여 비빔방법 및 양생조건에 따른 개질유황 모르타르의 분포도 및 강도특성을 연구함으로써 개질유황을 모르타르 또는 콘크리트 활용방안에 대한 기초자료로 활용하고자 하였다. 실험결과, 비빔방법에서는 잔골재, 시멘트를 비빔한 뒤 물을 넣고 비비고 마지막으로 개질유황을 첨가하는 방법이 유동성과 강도면에서 가장 유리한 것으로 사료되며, EDS분석을 통한 유황의 분포도 또한 가장 좋은 것으로 나타났다. 양생조건에서는 수중양생과 기건양생 $20^{\circ}C$에서 가장 높은 압축강도를 발현한 것으로 나타났으며, $40^{\circ}C$이상의 양생을 할 경우 장기강도에서 악 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.509-516
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• 2023

콘크리트의 염해저항성을 향상시키기 위한 방법으로 콘크리트에 황(S)을 사용하는 것이 다양하게 연구되어 왔으나, 유황은 고체로 존재하고 분말화가 어렵기 때문에 시멘트, 콘크리트 등의 혼화제나 혼합물로 활용하기 어려운 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 디시클로펜타디엔 등의 고분자를 사용하여 황을 개질한 바 있으나, 이 역시 개질 후 끈끈한 상태로 존재하여 근본적인 문제를 개선하지 못한다. 이에 새롭게 개질한 바이오 황이 시멘트 수화에 미치는 영향을 검토한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 소석회 개질 바이오 황은 반응 조건에 따라 미반응 황 및 소석회, 칼슘-황(Ca-S) 화합물 및 물을 함유한 슬러리 상태로 존재한다. 소석회 바이오 황을 시멘트 혼합물로 사용하는 경우, 소석회 개질 바이오 황을 첨가한 모르타르의 내염해성은 일반 모르타르에 비해 우수하며, 이는 소석회 개질 바이오 황을 함유한 시멘트 수화물의 구조가 ettringite의 지속적인 존재로 인해 일반 시멘트 수화물의 구조보다 더 치밀하기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.57-65
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• 2013

정유산업의 발달로 인하여 탈황과정에서 대량 발생되는 부산물인 황은 연간 120만톤 이상 발생되고 있으나 그 활용처가 제한되어 있어 수요처확보가 요구되는 실정이다. 이러한 부생유황은 내구성이 우수한 재료로서 건설재료에 활용가능성이 높아 이에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 한편, 아스팔트 및 콘크리트 포장의 단점을 보완하고 장점을 강화시킨 반강성 포장의 적용이 증대되고 있으나 균열억제 등의 목적으로 사용되는 아크릴레이트의 높은 비용으로 경제성이 저하되어 대체 재료의 개발이 요구되는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 부생유황의 재활용 방안 제시와 sulfur polymer emulsion (SPE)을 혼입한 반강성 포장용 주입재의 공학적 성능검토 연구를 수행하였다. 평가 결과, 아크릴레이트를 SPE로 30%까지 대체한 주입재는 대체하지 않은 주입재에 비하여 우수한 유하시간과 강도특성을 나타내었다. 그러나 SPE 대체율이 50% 이상인 주입재는 오히려 성능이 떨어지는 경향을 나타내어 SPE의 적정 대체율은 30% 수준인 것으로 나타났다. SEM 분석을 이용하여 1종 보통포틀랜드시멘트 (OPC) 페이스트와 비교 연구를 수행한 결과, 초속경 시멘트를 사용한 주입재는 약 3시간의 재령에서 OPC의 7일 재령에 해당되는 수화 특성을 나타내었고 SPE의 혼입 여부와 상관없이 그 특성을 유지하는 것으로 나타났다. SPE를 30% 수준으로 대체한 주입재의 염해저항성은 OPC 수준에 해당되어 아크릴레이트만을 주입한 주입재에 비하여 월등히 우수한 성능을 보였다. 유하시간, 강도특성, 염해저항성 등을 모두 고려하여 볼 때, 이 연구의 범위에서는 SPE 대체율 30%가 적정 수준의 대체율인 것으로 나타났다.