• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.185-190
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• 2021

시멘트는 현대 건설 산업에서 주된 재료로써 활용되지만 생산 시 발생하는 이산화탄소로 인해 지구온난화의 주된 원인으로 지목되고 있다. 이에 따라 시멘트 대체재로서 산업부산물을 활용하는 연구가 진행 중이며, 이 중 제철소에서 생산되는 고로슬래그가 대표적이다. 하지만 고로슬래그는 시멘트 대체재로써 사용 시 초기 강도 저하의 문제점을 지니고 있는데, 이는 고로슬래그 생산과정에서 만들어지는 입자 표면의 유리질 피막이 원인이다. 일반적인 수화반응에서 피막은 시멘트의 수화반응에서 생성되는 수산화칼슘이 경화체 내부 알칼리 환경을 조성하게 되고 이를 통해 파괴되는 것으로 알려져있다. 따라서 본 연구에서는 고로슬래그의 사용성능 개선 및 초기 강도 저하의 문제점을 해결하기 위하여, 기존에 고로슬래그 입자 표면의 막을 제거하기 위해 사용되어지는 알칼리 자극제 대신 전기분해를 통해 생성한 알칼리 수를 배합수로 활용하기 위한 연구를 진행하였다. 실험 결과, 고로슬래그와 알칼리 수를 활용한 시멘트 경화체에서 일반적인 배합수에 비해 높은 강도 발현 및 수화물 생성을 보였으며, 공극분석 결과 내부 공극률 및 공극분포에서 더욱 밀실한 구조를 지니고 있는 것으로 확인되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.307-315
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• 2023

이 연구에서는 CO₂ 반응경화 시멘트인 CSC와 일반 시멘트인 OPC의 혼합비율에 따라 모르타르 시험체를 제작하고 1차 양생온도 및 2차양생 CO₂ 압력을 제어하여 역학적 특성과 탄산화 특성에 대해 평가하였다. 모든 양생조건에서 CSC 비율이 높을수록 역학적 특성이 감소하는 것으로 나타났다. 1차 양생온도가 60 ℃인 경우가 20 ℃인 경우보다 더 높은 역학적 특성을 나타냈으며 탄산화 침투 깊이 또한 더 큰 것으로 나타났다. 2차 CO₂ 양생의 양생압력과 휨 강도는 반비례하였으나 압축강도는 비례하는 관계로 나타났다. 이는 과도한 탄산화가 오히려 역학적 특성을 감소하는 것에 기인한 것과 휨 강도가 압축강도에 비해 이러한 특성에 더 민감하기 때문인 것으로 판단된다. 다만, 제한 양생조건에 대한 평가결과로 향후 시험조건을 확장하여 면밀한 검토가 필요하다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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• pp.207-208
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• 2023

Concrete bricks and hollow concrete block products manufactured using ordinary portland cement react with salt and carbon dioxide absorbed from the soil and atmosphere in the use environment, causing contamination such as efflorescence. This is due to the reaction between calcium hydroxide, a cement hydration product, and carbon dioxide, producing and eluting calcium carbonate. This study was a preliminary study to compare and evaluate the reduction of efflorescence in concrete bricks and hollow concrete block products manufactured using carbon dioxide reaction hardening cement. The purpose was to evaluate the efflorescence occurrence in products using ordinary Portland cement.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권5호
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• pp.254-259
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• 2012

순환유동층 연소방식의 화력발전소에서 석탄을 연소시킨 후 발생하는 석탄재 중 탄산화 반응 인자인 Ca 성분을 다량 포함한 비산회를 시멘트에 일정량 치환하여 제조한 인공경량 경화체를 초임계상태에서 이산화탄소($CO_2$)를 고정화하여 골재의 기계적 물성향상을 도모하였다. 초임계 분위기 $40^{\circ}C$ 조건에서 비산회의 치환량을 변화시켜 재령일수별 탄산화를 시행하였다. 비산회 치환량에 따른 탄산화 반응시킨 인공경량골재 경화체의 무게변화율, TG/DTA 분석, 1 % 페놀프탈레인 알칼리성 측정을 통하여 탄산화 진행여부를 확인하였으며 28일까지의 재령 이후 경화체의 압축강도 측정과 비중측정을 통하여 골재의 기계적 물성향상과 인공경량골재의 기준 비중치인 2.0 이하의 비중값을 갖는 탄소고정 인공경량골재 경화체를 얻는 것이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.47-48
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• 2023

In the domestic industrial sector, greenhouse gases emitted from the cement industry account for about 10%, with most of them generated during the cement clinker calcination process. During the calcination process, 57% of carbon dioxide is emitted from the decarbonation reaction of limestone, 30% from fuel consumption, and 13% from electricity usage. In response to these issues, the cement industry is making efforts to reduce carbon dioxide emissions by developing technologies for raw material substitution and conversion, improving process efficiency by utilizing low-carbon alternative heat sources, developing CO₂ capture and utilization technologies, and recycling waste materials. In addition, due to the limitations in purchasing and storing industrial byproducts generated from industrial facilities, many studies are underway regarding the recycling of construction waste. Therefore, this study analyzes the manufacture of calcium silicate cement (CSC), which can store carbon dioxide as carbonate minerals in industrial facilities, and aims to contribute to the development of environmentally friendly regenerated cement using construction waste.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.59-67
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• 2012

시멘트를 생산할 때 발생하는 이산화탄소로 인하여 콘크리트를 활용하는 건설산업의 친환경성이 문제시 되어가고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 석회석미분말로 시멘트를 대체하는 기술의 기초연구로서 석회석미분말을 함유한 콘크리트의 내구특성에 관하여 특성을 파악하고자 하였다. 실험변수는 석회석미분말의 시멘트 치환률을 0%에서 25%까지 5%씩 중가하였으며 동결융해 저항성, 제설염 저항성 및 알칼리-실리카반응 저항성 등의 내구특성과 기초적인 경화특성 등을 분석하였다. 석회석미분말의 사용으로 인한 동결융해저항성, 제설제염 저항성 등의 영향은 거의 없는 것으로 나타났으며 또한 알카리-실리카반응성의 억제를 위하여도 긍정적으로 검토될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.349-354
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• 2023

본 연구는 시멘트 산업의 CO₂ 저감을 위한 가장 핵심적인 기술 중 CCU(Carbon Capture, Utilization)를 적용하여 이산화탄소의 활용을 극대화 시키기 위한 일환으로 이산화탄소 양생 환경에서의 보통 포틀랜드 시멘트 페이스트를 대상으로 하여 탄산화 반응 촉진제의 혼입 유·무에 따른 재령 별 탄산화 깊이 변화와 이에 따른 기초 물리 특성변화를 검토하고자 하였으며, 콘크리트 분야에서 CO₂ 고정량을 평가하기 위하여 가장 범용적으로 사용하는 벙법인 고온에서의 CaCO₃ 탈탄산을 평가하는 열분석 방법을 적용하여 중량 감소율에 따른 결과를 평가하였다. 평가결과, 시멘트 페이스트에 CRA 혼입에 따라 두 가지의 환경조건에서 모두 압축강도 성능이 소폭 감소하는 경향이 나타났지만, 탄산화 깊이 확산성능에 있어서 CRA의 혼입으로 경화체 내의 탄산화 깊이가 상당 부분 증가하는 경향을 확인하였다. 또한, 항온항습기 양생 조건, 탄산화챔버 양생 조건의 순서로 Plain 대비하여 각각 23.8 %, 40.77 %만큼의 중량 감소율이 증가한 경향을 확인하였기에 CRA 첨가에 따른 우수한 CaCO₃의 생성량을 확인할 수 있었으며 CO₂의 농도가 증가할수록 그 생성량 또한 증가하는 것으로 확인하였다. 이는 소요성능 수준 이상의 성능을 만족할 수 있을 것으로 사료되며, 탄산화 저감을 목표로 하는 모든 CCU 기술에 재료적 측면으로 접목 및 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.667-676
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• 2007

21세기에 들어와 현대의 건설 재료로 대표되는 시멘트 콘크리트는 이산화탄소 발생 등에 의한 지구온난화현상, 대기오염, 환경오염 및 파괴 등에 대한 환경적 문제 및 고성능, 고강도 등에 대한 사회적 문제에 대한 대책마련이 시급한 실정이다. 이에 본 연구에서는 하수슬러지 소각재를 재활용하여 친환경적이며 지속 가능 개발에 적합한 신개념 건설 소재를 개발하여 부족한 천연자원을 대체하고, 폐기물 자원화 기술 확보 및 2차 환경오염 문제를 근본적으로 해결하고자 하였다. 연구 결과, 하수슬러지의 화학성분비는 $SiO_2$와 $Al_2O_3$로 주로 이루어져 있으며, 포졸란 물질의 성분과 유사하였다. 또한 하수슬러지 소각재는 알칼리 활성화에 의해 포졸란반응성을 갖는 경화체로 활용될 수 있음을 알 수 있었으며, 시멘트 콘크리트와 비교하여 적정한 강도 발현의 가능성과 건조수축 등의 유리한 점을 고려할 때, 추후 연구를 통하여 시멘트 대체재로서의 기능을 충분히 발휘할 수 있을 것으로 판단된다.