• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.239-246
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• 2017

콘크리트 구조물은 목표내구수명동안 초기의 시공에 따른 내구수명과 보수를 통한 내구수명 확보를 통하여 성능을 유지한다. 결정론적인 방법에서는 내구한계에 이르면 보수횟수에 따라서 경비 및 탄소량이 계단식으로 증가하지만, 확률론적인 방법을 이용할 경우, 보수 경비와 탄소량을 연속적으로 도출할 수 있으며, $CO_2$의 흡착을 고려할 경우, 더욱 탄소량을 감축시킬 수 있다. 본 연구에서는 탄산화에 노출된 지하구조물에 대하여 결정론 및 확률론적인 방법을 배경으로 보수시기와 사용기간에 따른 흡착/발생 $CO_2$량을 평가하였다. 탄산화 깊이에 따른 $CO_2$흡착을 고려한 해석은 초기시공 및 보수재의 내구수명의 증가에 따라 탄소저감에 매우 효과적임을 나타내었다. 또한 초기 시공재료 및 보수재의 내구수명 변동성을 정의할 수 있다면, 확률론적 기법에서는 보수횟수를 감소시킬 수 있으므로 경비 및 $CO_2$저감에 효과적인 기법이 될 수 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권6호
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• pp.730-737
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• 2014

본 연구에서는 남해안에 건설된 사용기간이 5~34년의 해상 콘크리트 교량의 염화물이온농도에 대한 실측데이터로부터 표면염화물이온농도를 추정하고, 기존에 제시된 시방서와 타 연구결과에서 제시한 값들의 타당성을 평가하였다. 그리고 해상 콘크리트 교량의 염해방지도장의 유무, 염화물이온농도, 탄산화 깊이 및 콘크리트 압축강도의 상관관계를 도출하여 상호 작용을 평가하였다. 연구결과에 의하면, 표면염화물이온농도는 간만대에서 KCI 2009, 물보라지역과 해상대기중에서 Cheong et al.(2005)의 제안한 값이 타당한 것으로 판단된다. 또한, 해상 콘크리트 교량의 염해방지도장은 염화물이온의 침투, 탄산화 깊이 및 압축강도 저하 대한 방지효과가 있음을 알 수 있었다. 콘크리트의 압축 강도는 탄산화 깊이와 염화물이온농도의 증가에 따라 감소하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.97-102
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• 2011

콘크리트 같은 많은 건설 폐기물이 빠르게 늘어나고 있으며, 콘크리트에 재활용 골재의 사용이 심각하게 고려되고 있다. 그러나 순환골재의 사용은 품질이 낮기 때문에 매우 한정적으로 사용되고 있다. 그러므로 순환골재의 품질은 콘크리트의 제조에서 매우 중요하다. 본 연구는 지구 온난화의 원인이 되는 $CO_2$를 고정하여 $CO_2$배출 저하와 건설폐기물의 재자원화 및 고품질화를 목적으로 수행한 일련의 연구로, 촉매인 NaOH을 $CO_2$와 반응시켜 제조한 $Na_2CO_3$에 의한 순환잔골재의 $Ca(OH)_2$의 제거효과와 이에 따른 순환잔골재의 품질 특성을 고찰하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 순환잔골재를 사용하는데 있어 문제시 되는 알칼리 성분을 제거하고자 공정수를 탄산나트륨 용액으로 대체하여 수산화칼슘을 탄산칼슘으로 침출시키는 방법을 계획하였고, 순환잔골재의 알칼리성분 제거 후의 품질 특성에 대하여 검토하였다. 본 연구의 결과, 수산화칼슘이 탄산나트륨 용액에 의해 탄산칼슘으로 제거된다는 것을 확인할 수 있었고, 생성물에 대하여 열분석(DT-TGA)을 실시한 결과 탄산칼슘인 것을 확인하였다. 탄산처리한 순환잔골재의 밀도는 원골재 보다 높아졌고 흡수율은 낮아지는 것을 확인할 수 있었으며, 탄산나트륨의 농도와 교반시간에 대해 결과치가 달랐는데 이것은 고정된 수산화칼슘의 양에 대한 탄산나트륨 용액의 반응 양에 의한 것으로 판단된다. 즉, 탄산 반응 후 순환잔골재의 밀도, 흡수율 및 입도 등의 물리적 성질은 전반적으로 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.18-25
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• 2020

본 연구에서는 스테인리스 스틸 AOD 슬래그를 이용한 폼 콘크리트의 역학적 및 탄소포집 성능을 조사하였다. AOD 슬래그 바인더로 사용하며 기포율이 69 ± 0.5%이고, 슬러리 밀도는 573.2 ~ 578.6 kg/㎥인 폼 콘크리트를 제작하였다. 탄산화에 의한 영향을 살펴보기 위해 배합을 마친 폼 콘크리트는 일반 양생 및 탄산화 양생 두 가지로 하였다. 압축강도 측정결과 Plain 시편에 비해 AOD 슬래그를 30% 치환한 ST30 시편은 탄산화 양생에 따라 강도가 증가하였다. 폼 콘크리트의 이미지 분석결과에서도 ST30시편이 Plain시편 보다 공극률이 낮으며 평균 공극 크기도 작아 압축강도가 높음을 확인할 수 있었다. 또한 SEM 분석을 통하여 AOD 슬래그의 탄산화에 의한 탄산칼슘의 생성을 확인하였다. TGA분석을 통해 AOD 슬래그의 혼입으로 CO₂ uptake의 증가를 확인하였다. 폼 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 공극률이 높으므로 AOD 슬래그를 이용하면 탄산화 속도가 빨라 탄소 포집 성능 향상을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.26-33
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• 2022

리튬이온배터리의 수요가 증가함에 따라 향후 발생할 폐리튬이온배터리 중의 유가금속 회수가 필요하다. 대량의 폐리튬이온배터리 리사이클링에는 건식제련이 적합하지만 Li이 슬래그나 분진으로 손실되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 폐리튬이온배터리의 NCM계 양극재로부터 Li을 회수하기 위해 그라파이트 첨가에 따른 탄산화 배소와 수침출 거동에 대해 조사하였다. 그라파이트를 10 wt% 첨가 시, Ar 및 CO₂ 분위기에서 승온 중 약 850 K에서 급격한 무게 감소와 함께 CO 및 CO₂ 가스가 배출되었다. 급격한 무게 감소 후 NCM은 금속 산화물 및 순금속으로 분해되고 환원되었다. 따라서 블랙파우더(NCM+그라파이트)의 탄산화 배소에서는 NCM의 분해에 의해 O₂가 발생하면서 Li₂O, NiO 등의 산화물이 생성되고, 이어서 Li₂O가 CO₂와 반응하여 Li₂CO₃를 생성하며, NiO의 일부는 그라파이트에 의해 환원되어 금속 Ni을 생성한다. 그리고 탄산화 배소 후 수침출에 의해 약 99.95 % 순도의 Li₂CO₃를 최대 94.5 %까지 회수하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.163-170
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• 2008

탄산화속도는 구조물이 위치한 환경의 이산화탄소($CO_2$) 농도, 콘크리트 품질, 구조물의 형상 등에 의해 영향을 받게 되며, 본 연구에서는 국내의 내구성 조사자료를 토대로 하여 콘크리트 품질에 따른 각종 인자를 고려한 탄산화속도계수 추정식을 도출하고자 수행되었다. 수행결과, 도심지역이 산간지역에 비해 교량의 경우 약 1.5배, 터널의 경우 2.5배 탄산화가 빠르게 진행되는 것으로 분석되었으며, 도심지역에서는 건축물, 터널, 교량의 순서로 교량에 비해 약 2.7배, 1.3배 탄산화가 빠르게 진행되는 것으로 평가되었다. 산간지역에서는 교량이 터널보다 약 1.3배 빠르게 진행되는 것으로 평가되었으며, 도심지역에서 교량의 상부구조가 하부구조보다 약 1.3배 빠르게 진행되는 것으로 분석되었다. 한편 압축강도를 물 시멘트비로 환산하여 일반적으로 적용하고 있는 기존의 일본 기시타니식 탄산화속도계수 추정식과 비교한 결과 대부분이 기시타니식보다 빠른 것으로 평가되었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2015년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.13-14
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• 2015

Carbonation is the results of the interaction of carbon dioxide gas in the atmosphere with the alkaline hydroxides in the concrete. in other words, of the hydrates in the cement pastes, the one which reacts with readily is Ca(OH)₂, the product of the reaction being CaCO₃ and which decreases the alkalinity of concrete. Consequently, RC structure is deteriorated due to steel corrosion in concrete. As the importance of maintenance of reinforced concrete structure recently has emerged, the attention of durability of structure has been increasing. There are many studies about durability decline especially due to the carbonation. In order to study carbonation progress after surface repair of carbonated concrete, each carbonation penetration velocity from different repair materials of concrete structure is compared through the experiment of carbonation accelerating CO₂ concentration to 100%. As carbonation infiltration progress is predicted through this study, the counterplan of service life evaluation will be prepared on selection of repair materials of concrete structure.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.69-75
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• 2014

서울지역 28개 지하구조물에 대한 정밀안전진단 결과를 활용하여 제안된 균열집중구간 및 탄산화 기반 한계상태함수를 산정하여 우선적인 보수구간을 선별하고자 하였다. 상태평가를 위해 분할된 503개 쉬트에 대한 균열밀도는 로그정규분포, 탄산화 및 피복은 정규분포의 현장조사 결과를 얻었다. 각 구간별 실시한 강도, 초음파속도, $CO_2$농도, 철근부식도, 염화물함유량 등을 고려할 수 있도록 환경지수를 도입하여 합리적인 보수 우선순위를 제안하고자 하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권1호
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• pp.151-156
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• 2013

Polydimethylsiloxane (PDMS) 기반의 미세유체 시스템을 이용해 탄산칼슘의 결정화 실험을 수행하였다. 탄산칼슘의 결정화를 위한 다양한 반응방법 중 액체-액체 반응을 위해 염화칼슘 수용액과 탄산나트륨 수용액을 사용하였고 아스파르트산을 첨가하여 탄산칼슘 결정 중 베터라이트와 칼사이트의 생성에 어떤 차이를 보이는지 조사하였다. 그리고 탄산칼슘의 결정화 진행상황에서 결정핵 생성에 유리한 염화칼슘과 탄산나트륨의 비율을 조사하였다. 이를 위해 크리스마스트리 모양의 미세유체 반응기를 사용하여 채널 내부에 염화칼슘과 탄산나트륨의 농도구배를 형성하도록 하였다. 미세유체 결정화기 내부를 광학현미경으로 촬영한 결과, 탄산나트륨과 염화칼슘의 농도비가 2:1일 때 결정핵이 생성됨을 확인하였고 핵 생성 이후의 결정 성장 과정을 촬영하여 결정형태의 변화를 관찰하였다. 아스파르트산의 첨가 시에 결정핵 생성과 성장을 저해하며 전체 결정형태 중 베터라이트의 비율이 높아짐을 보였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권3호
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• pp.285-293
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• 2023

변경된 콘크리트 구조 내구성 설계기준과 콘크리트공사표준시방서에 규정된 탄산화에 대한 내구성평가와 관련된 사례를 조사하여 분석하고 실무적인 문제점을 분석한 결과 갑작스런 기준의 강화에 따른 경제적 부담이 높아졌음에도 인허가심의 과정에서의 우려로 외벽만 규정된 압축강도를 적용하고 나머지 구간에는 기존의 강도를 적용함으로써 시공성이 아주 불량해지고, 품질관리상 큰 부담이 있으며, 내구성평가기준이 모호한 한계를 극복할 수 있도록 사례를 제공하여야 할 것이며, 내구성을 확보대상을 명확히 하며, 공동주택에서 관행적인 층간 균열의 발생을 원천적으로 차단할 대책과 함께 유지관리단계의 균열관리 또한 규정에 반영하는 등 지난 2년간의 적용상 문제점을 종합적으로 분석하여 개정보완이 필요하다.