• 한국건축시공학회지
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• 제24권1호
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• pp.11-21
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• 2024

본 실험에서는 고로슬래그 미분말 치환율에 따른 이산화탄소 양생 모르타르의 기초 물성을 확인하였다. 실험 결과, 이산화탄소 양생은 CaCO₃의 생성을 촉진하며 공극 감소와 조기 강도 발현에 영향을 준다. Ca(OH)₂가 CaCO₃보다 주된 강도 발현에 영향을 주며 고로슬래그 미분말 치환율이 높은 배합일수록 Ca(OH)₂ 생성이 감소한다. 하지만 Ca(OH)₂가 소모된 이후에도 CaCO₃를 통해 강도가 유지되며 이산화탄소 양생 이후 대기 중에 노출하여도 소요의 성능을 유지할 수 있을 것으로 전망된다. 고로슬래그 미분말 치환율이 50%를 초과할 경우 이산화탄소에 의한 성능 저하를 유발하므로 치환 비율을 조정할 필요가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.464-464
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• 2023

최근 이산화탄소(Carbon Dioxode, CO₂) 배출량 증가로 인하여 지구온난화와 같은 기후변화 문제가 심각한 사회 문제로 대두되고 있다. 이에 따라 2015년 12월 12일 프랑스 파리에서 열린 제21차 유엔기후변화협약에서 교토의정서를 대체하는 파리협정(Paris Agreement)을 채택하였으며, 국내에서는 이러한 국제사회의 기후변화 대응에 동참하고 온실가스 감축을 이행하기 위한 2050 탄소중립 정책을 추진하였다. 이산화탄소를 다량으로 발생시키는 철강·산업·건설·에너지 분야 중건설 분야에서 배출되는 이산화탄소는 전체 배출량의 19.9%로 특히 시멘트를 제조하는 과정에서 많은 양의 이산화탄소가 배출되고 있다. 기존의 건설 분야 에서는 이산화탄소를 저감하기 위해 콘크리트 배합 또는 양생과정에서 챔버 내 이산화탄소를 가스 형태로 주입하여 탄산화 반응을 통해 콘크리트 내부에 이산화탄소를 영구히 저장시키고자 하였다. 그러나 이는 챔버 사용, 양생조건 등 적용 조건이 제한적이며, 콘크리트 내 이산화탄소 흡수 효율이 높지 않아 이를 개선할 수 있는 기술이 필요하다. 이를 개선하기 위해 최근에는 콘크리트 배합수 내 이산화탄소를 용해시켜 배합과정에서 콘크리트 내부로 이산화탄소를 강제로 인입시키는 연구들이 진행되고 있다. 그러나 콘크리트 배합수로 사용되고 있는 일반물이나 지하수의 경우 가압을 하여도 약 1,400mg/L의 이산화탄소를 용해시키며, 가압을 통해 용해된 이산화탄소는 쉽게 대기 중으로 방출되는 한계점을 지니고 있어 현장에서 사용하기 어려운 문제가 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위해서 본 연구에서는 200nm 이하의 크기를 가지는 나노버블기술을 이용해 압력을 가하지 않은 상태에서 수중에 이산화탄소를 용해시킬 수 있는 시스템을 개발하고자 한다. 나노버블기술을 이용한 수중 이산화탄소용해 시스템을 통해 수중에 이산화탄소를 용해시켜 콘크리트 배합수로 활용하기 위한 기초 연구가 될 것으로 판단된다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1999년도 춘계학술발표회요약집
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• pp.336-336
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• 1999

• 콘크리트학회지
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• 제28권4호
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• pp.40-45
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• 2016

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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• pp.93-94
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• 2023

This study evaluated the mechanical properties and microstructure of calcium silicate cement based paste according to carbonation curing conditions. As a result, both compressive strength and carbonation depth increased with the carbonation curing period.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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• pp.79-80
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• 2023

After the Second Industrial Revolution, as global warming caused by environmental issues has intensified, the CO₂ emissions from the cement industry have become an urgent challenge. Therefore, this study aimed to reduce and utilize CO₂ emissions by using CO₂-reducing Calcium Silicate Cement.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.324-331
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• 2023

본 연구에서는 유리석회 함량이 다른 순환유동층 보일러 애시의 수화특성 및 탄산화 특성에 대해 조사하였다. 또한, free-CaO 함량이 높은 CFBC ash를 탄산화 양생 전처리를 하여 시멘트계 재료로의 활용 가능성을 살펴보았다. Free-CaO 함량이 높은 CFBC ash를 혼합한 경우 급결의 양상을 보였으며 낮은 초기 압축강도를 나타냈다. Free-CaO 함량이 높은 CFBC ash를 탄산화 양생하였을 때, 양생 기간에 따라 이산화탄소 포집량이 증가하였다. 또한, free-CaO 값이 함께 감소하였으며 free-CaO가 이산화탄소와 반응한 것으로 보인다. Free-CaO 함량이 높은 CFBC ash를 탄산화 양생 전처리를 한 경우 급결이 나타나지 않았으며, 초기 압축강도도 향상된 것을 확인할 수 있었다. 연구 결과 free-CaO 함량이 높은 CFBC ash의 경우 적절한 탄산화 양생을 통해 시멘트계 재료로 활용 가능성이 높은 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.237-244
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• 2015

시멘트는 건설 산업의 발전과 비례하여 눈부신 발전을 이루었다. 그러나 이산화탄소의 발생량 또한 매우 치명적이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이산화탄소의 배출이 적은 시멘트의 개발이 시급한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 시멘트의 대체제로 소성과정이 없어 에너지 손실률이 낮으며 이산화탄소의 배출량이 적은 비소성 시멘트(Non-Sintered Cement, 이하 NSC) 모르타르를 개발하고자 하였다. 산업 부산물인 고로슬래그 미분말(Granulated ground Blast Furnace Slag, 이하 GBFS)에 이를 활성화시키기 위한 자극제를 배합하였다. 그리고 GBFS와 자극제의 배합비율이 어떠한 양생조건에서 우수한 지를 알아보기 위해 각각의 양생조건에 따른 휨 및 압축강도, 그에 따른 수화 반응 생성물과 메커니즘을 알아보기 위해 SEM, XRD 실험을 진행하였고, 또한 화학저항성, pH측정, 염화물 이온 침투 저항성 및 탄산화 촉진실험을 실시하여 내구성을 알아보았다. 실험 결과 보통 포틀랜드 시멘트와 비교하여 전체적으로 우수한 특성과 내구성을 보여주었고, 콘크리트 2차 제품으로 개발하여 경제성 향상, 친환경적인 제품 생산, 환경문제 및 에너지 절약에 큰 이바지를 할 것으로 기대된다.

• 자원리싸이클링
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• 제23권4호
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• pp.37-46
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• 2014

건설 분야 중 건설 재료와 건자재 산업에서 발생하는 $CO_2$는 약 6,700만톤으로 건설 분야에서 발생하는 $CO_2$의 약 30 %를 점유하고 있다. 건설 분야에서 $CO_2$ 저감은 건자재 산업에서 $CO_2$를 발생시키는 2차, 3차 양생을 줄여 소비되는 화석연료 사용과 배출가스 저감의 조절이 필수적이다. 따라서 본 연구는 시멘트 결합재를 기초로 하여 결합재를 40 % 까지 대체하여 모르타르를 제조한 후 양생방법을 달리하여 응결 및 강도 특성을 분석하였다. 결합재 치환율에 따른 강도 특성 결과 증기양생 후 고로슬래그와 CSA 15%, CAMC 5%를 치환한 시험체의 강도 증진이 활발하였다. 특히 고로슬래그 50%, CSA 15%, CAMC 5%를 치환한 시험체가 가장 높게 강도가 증진되었다. 하지만 CAMC 10%의 경우 열팽창에 의한 균열과 온도차에 의한 건조수축, 과도하게 생성된 에트린가이트에 의해 강도가 저하되는 결과를 가져왔다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권6호
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• pp.52-59
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• 2022

이산화탄소 반응경화 시멘트(Calcium silicate based cement, CSC)는 제조 전 공정에서 보통 포틀랜드 시멘트 대비 최대 70% 가량의 CO₂ 감축을 기대할 수 있는 저탄소 시멘트로 해외 선진국가에서는 이미 상용화 단계에 도달하였으나 국내에서는 제조특성 및 기초물성연구가 시작되고 있는 단계이다. 이에 본 연구에서는 국내산 원료물질을 활용한 CSC 제조 가능성을 검토하고, 제조한 CSC의 기초물성평가를 통해 CSC의 국산화 가능성을 조사하고자 하였다. 실험결과, 국내산 고품위 석회석과 실리카흄을 활용해 제조한 CSC의 주요광물상은 CS, C₃S₂, C₂S 및 미반응 SiO₂로 이론적인 CSC 주요광물상과 유사한 특성을 나타내며, 국내산 원료물질을 활용한 CSC 제조가능성을 확인할 수 있었다. 제조한 CSC의 경화특성 조사를 위해 양생분위기에 따른 광물상 변화특성을 조사하였으며, TG/DSC 열분석결과, 탄산화양생을 실시한 샘플에서만 탄산화반응 결과생성물로서 다량의 CaCO₃가 생성된 것을 확인할 수 있었다. 이러한 특성은 압축강도에서 뚜렷한 차이를 나타내었는데, 습윤양생 시 재령 7일 기준 압축강도 1MPa 이하로 수화반응 및 탄산화반응에 의한 물성발현이 거의 없는 반면에 탄산화 양생 시 재령 7일 기준 압축강도 56MPa 이상으로 조기강도 특성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.