• 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 2016년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.94-95
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• 2016

Calcium Silicate Hydrate (C-S-H), which takes up most of the hydration products of Portland Cement (PC), has the greatest impact on the mechanical behavior and strength development of concrete. The exact mechanism of its deformation, however, has not yet been elucidated. The present study aims to demonstrate the mechanism of nano-deformation behavior of C-S-H in tricalcium silicate paste under compressive loading, unloading and reloading by interpreting atomic pair distribution function (PDF) based on synchrotron X-ray scattering. The strain of the tricalcium silicate paste for a short-range of 0 ~ 20 Å under compressive load exhibited two stages, I) nano-packing of interlayer of C-S-H and II) micro-packing of C-S-H globules, whereas the deformation for a long-range order of 20 ~ 40 Å was similar to that of a calcium hydroxide phase measured by Bragg peak shift. Moreover, the residual strains due to the plastic deformation of C-S-H was clearly observed.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.369-375
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• 2014

이 연구에서는 RC기둥의 내화실험 후 콘크리트 시멘트 매트릭스의 구성성분의 변화를 조사하였다. 표준화재곡선에 따라 내화실험을 수행하고 상온에서 기둥을 식힌 후, 표면과 깊이 40 mm, 80 mm, 단면중심(175 mm) 지점에서의 샘플을 채취하였다. 수화된 시멘트의 대표적인 구성성분인 칼슘-실리케이트 수화물(C-S-H)와 수산화칼슘의 구성성분 변화를 열중량분석기(TGA)와 X선 회절분석기(XRDA)를 이용하여 분석하였다. 핵자기공명기(NMR)를 이용하여, C-S-H의 실리케이트 중합도변화를 관찰하였다. 세 가지 분석 결과를 종합해 본 결과 내하실험에서 $236^{\circ}C$를 경험한 중심부(175 mm)에서의 시멘트 매트릭스의 상태가 $618^{\circ}C$를 경험한 깊이 40 mm에서의 시멘트 매트릭스의 상태와 유사하며, 가장 건전하다고 판단되는 시멘트 매트릭스는 $419^{\circ}C$를 경험한 깊이 80 mm 지점에서의 시멘트 매트릭스였다. 이는 콘크리트의 경험 온도와 철근의 온도제한에 의한 내화규정은 RC구조물의 내화성능을 과대평가할 수 있음을 나타내며, 향후 내화규정의 마련에 유용하게 활용될 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.392-399
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• 2013

본 연구는 건설 산업에 있어서 지구온난화의 주된 원인으로 알려져 있는 시멘트를 고로슬래그 미분말로 대체하기 위한 기초적인 연구를 수행한 것으로, 고로슬래그 및 알칼리 자극제를 사용하여 시멘트 콘크리트와 같은 성질을 가지는 경화체의 제조가 가능한지에 대한 실험적 검토를 실시하였다. 이를 위하여 시멘트 대체재로 철강 산업의 부산물인 고로슬래그 미분말과 자극제로 수산화칼륨(KOH), 수산화칼슘($Ca(OH)_2$), 수산화나트륨(NaOH) 등을 사용하여 공시체를 제작한 후, 휨 및 압축강도, XRD, EDS 및 SEM 등에 대한 측정을 실시함으로써 무시멘트 경화체의 반응 특성에 대하여 분석을 실시하였다. 그 결과 고로슬래그에 함유되어 있던 $SiO_2$, CaO 등이 용출되어 시멘트의 수화반응과 같은 칼슘 실리케이트(C-S-H) 수화물을 생성하는 것으로 나타나 고로슬래그 미분말을 사용하여 무시멘트 경화체의 제조가 가능할 것으로 나타났으며, 이후 건설 산업에 있어서 가장 중요한 콘텐트 중에 하나인 시멘트 제조에 수반하는 $CO_2$ 발생량을 줄이기 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.441-447
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• 2009

황산염침식을 방지하기 위하여 포틀랜드시멘트 중의 황산염침식 저항성이 우수한 시멘트를 선정하기 위한 연구의 일환으로 황산나트륨 용액에 360일간 침지한 후 모르타르의 역학적 특성 및 기기분석을 통하여 침식 특성을 평 가한 결과, 외관조사, 강도감소 및 길이변화에 따른 성능저하 순서는 보통 포틀랜드시멘트 >내황산염 포틀랜드시멘트 > 저열 포틀랜드시멘트 순으로 나타났다. 포틀랜드시멘트의 주요 반응생성물은 Calcite 피크 이외에도 황산염과의 반응으 로 인한 Gypsum, 에트린자이트 및 Thaumasite로 확인되었다. 포틀랜드시멘트의 경우 시멘트의 조성광물 비에 따라 성 능저하 형태가 상이하게 나타났다. 특히, C3A량과 칼슘실리케이트비가 가장 적은 저열 포틀랜드시멘트가 황산염침식 저 항성에 매우 우수한 것으로 확인되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.364-372
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• 2023

본 연구에서는 시멘트 클링커의 소성 원료로서 조립의 석회석과 가공하지 않은 석탄재를 적용하여 시멘트 클링커의 미세구조 및 화학성분의 분포를 비교 고찰하였다. 시멘트 클링커의 원료로서 조립의 석회석을 적용한 시료는 시약급 원료를 사용한 시료에 비하여 소성성의 저하가 나타났으며, 석탄재를 적용한 시료에서는 소성성이 일부 증가하는 경향이 나타났다. 조립의 석회석과 석탄재를 적용한 시료에서 1350 ℃에서 Belite의 생성이 높게 나타났으며, 1350~1450 ℃의 구간에서 Belite에서 Alite로의 전환율이 높게 나타났다. 석탄재를 적용한 시료에서 1350~1450 ℃ 구간에서 간극상의 생성이 안정적으로 나타났다. 1350~1450 ℃로 소성된 시멘트 클링커의 미세구조 및 화학성분 분포는 모든 시료가 잘 발달 된 칼슘실리케이트상과 간극상이 명확하게 구분되는 형태 및 성분분포를 나타내었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권3호
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• pp.251-258
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• 2022

시멘트산업에서는 CO₂ 배출량 감축을 위해 원료대체 및 전환기술, 저탄소 신열원 활용 공정효율 향상기술, 공정발생 CO₂ 포집 및 재자원화 기술 개발이 진행되고 있다. 공정발생 CO₂ 포집 및 재자원화는 대규모로 배출되는 배기가스에서 CO₂를 분리 및 포집하는 기술로 지중저장과 해양저장, 탄산염 광물화로 크게 세 가지로 나뉜다. 이에 본 연구에서는 CO₂를 탄산염광물로 저장할 수 있는 CSC를 개발하고자 기초 실험을 진행하였다. 클링커 원료 배합에서 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비가 다른 세 가지의 CSC 클링커를 제작하여 클링커의 성분 및 상 분석을 진행하였다. 제조한 CSC 클링커는 Wollastonite와 Rankinite가 생성되었다. 또한, CSC 페이스트 탄산화 시험편은 탄산화 생성물로 Calcite가 생성되었음을 확인할 수 있었다. CSC 클링커와 CSC 탄산화 시험편은 CSC 클링커 화학조성에서 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비가 낮을수록 Wollastonite 생성량이 감소하고 Rankinite의 생성량이 증가하였고, CSC 페이스트 시험편의 탄산화 진행에 따라 Calcite 생성량이 증가하였다. 이는 Rankinite가 Wollastonite보다 CO₂를 광물화하는데 반응성이 높은 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.715-722
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• 2019

콘크리트 구조물은 외부로부터 콘크리트 내부로 침투 및 확산하는 유해 이온(CO₃^2-, Cl^-, SO₄^2- 등)에 의하여 철근의 부식 및 콘크리트 열화가 발생하여 내구성이 저하된다. 따라서 콘크리트의 열화를 방지 또는 지연시키기 위하여 콘크리트 표면 보호용 마감 모르타르의 사용은 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 실리카 졸과 칼슘 이온으로 개질한 천연 라텍스 성분을 열화 콘크리트의 보수용 모르타르 또는 콘크리트 표면 보호용 마감 모르타르에 사용할 수 있는 시멘트 모르타르에 사용함으로써 콘크리트의 열화 방지 또는 열화 지연의 가능성에 대해 검토하였다. 연구 결과, 개질 라텍스 성분 중에 함유된 칼슘 이온과 실리카 졸의 성분에 의해 미세한 칼슘 실리케이트 수화물이 시멘트 재료의 공극에 생성되어 시멘트 모르타르의 공극 분포를 감소시켜 유해 이온(CO₃^2-, Cl^-, SO₄^2- 등)의 침투 및 확산을 저감 시키고, 라텍스 성분이 시멘트 경화체의 공극 내부에 존재함으로 내알칼리성 및 중성화 저항성이 향상됨을 확인할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제3권3호
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• pp.27-31
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• 1994

포항제철소에서 발생되는 석회석슬러지의 유효이용의 일환으로 포틀랜드 시멘트 혼합재로서 첨가반응효과에 대한 연구를 행하였다. 즉 포틀랜드 시멘트-석회석슬러지계 경화체에 관하여 수화반응속도, 비증발 수분량, 압축강도등의 실험을 통해 포틀랜드 시멘트-석히석 슬러지계에서의 슬러지 미분말 첨가반응효과에 대하여 실험을 하였다. 석회석슬러지를 10% 첨가한 계에서는 포틀랜드 시멘트 단독의 경우와 별차이가 없으나 5% 첨가계에서는 수화 반응속도가 크게 나타났으며 이는 석회석슬러지의 미분말 효과의 영향으로 사료된다. 한편 경화 시멘트 페이스트의 압축강도는 석회석슬러지 5% 첨가한 계에서 약간 높게 나타났으며 물성도 좋게 나타났다. 수화반응물은 주로 $Ca(OH)_2$와 칼슘실리케이트 수화물이며 석회석슬러지를 첨가한 계의 28일 시료에서는 calcium carbonate hydrate가 생성되었다.