• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.112-119
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• 2023

본 연구에서는 고로슬래그 미분말-제올라이트로 구성된 지오폴리머 페이스트의 알칼리계 활성화제(Ca(OH)₂, CSA)의 종류 및 첨가량에 따른 압축강도 및 화학적 조성의 변화와 CO₂ 포집량을 비교평가 하였다. 지오폴리머 페이스트에 첨가되는 알칼리계 활성화제의 첨가량이 증가할수록 굳기 전 페이스트의 유동성은 감소하였으며, 압축강도가 증가하였다. 활성화제 종류에 따른 평가 결과, CSA보다 Ca(OH)₂를 첨가하는 것이 압축강도 향상 효과가 큰 것으로 확인되었다. CO₂ 양생에 따른 화학적특성의 변화를 비교평가 한 결과, 모든 실험 수준에서 알칼리계 활성화제의 첨가량이 증가할수록 탄산화 전 C-S-H, C-A-S-H gel의 생성량이 증가하였으며, 탄산화 이후 CaCO₃ 생성량이 증가하였다. 알칼리계 활성화제 첨가로 인하여 고로슬래그 미분말과 제올라이트의 반응성이 증가하였으며, 첨가량이 증가할수록 반응성도 증가하는 경향이 나타났다. 열중량 분석결과, 알칼리계 활성화제의 첨가량이 증가할수록 CO₂ 양생에 따른 CaCO₃ 분해구간 에서의 질량감소율이 증가하였으며, 10 % 첨가 시 Ca(OH)₂의 경우 10.3 wt%, CSA의 첨가 시 8.77 w%의 CO₂ uptake가 발생하였으며, 활성화제를 첨가하지 않은 경우보다 각 4.21배, 3.88배 증가한 것으로 확인되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.909-916
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• 2013

저온에서 소성된 산화마그네슘 분말을 치환한 MgO 콘크리트는 장기적인 팽창성을 가진다. 또한 MgO의 수화반응이 느린 속도로 장기재령까지 일어나기 때문에 매스콘크리트의 온도수축을 효과적으로 보상할 수 있다. 따라서 저온 소성한 MgO는 매스콘크리트 구조물인 댐에 주로 적용되었다. 최근 수화열 저감을 위해 매스콘크리트에 많이 사용되는 플라이애시를 사용한 MgO 콘크리트의 팽창특성에 대한 연구가 진행되어 왔지만 이러한 콘크리트의 내구성에 관한 연구는 부족한 실정이다. 이 연구에서는 플라이애시 콘크리트에 저온 소성한 MgO 분말을 치환하여 MgO 분말 치환에 따른 장기재령에서의 내구특성을 확인하였다. 재령 360일까지 20, $50^{\circ}C$에서 수중 양생을 실시한 후 탄산화, 동결융해 및 염화물 확산, 황산염 침투 저항성을 평가하였다. 실험결과, MgO 분말을 치환한 시편에서 탄산화 저항성 및 염해 저항성, 황산염 침투 저항성이 다소 향상되는 것을 확인하였다. 반면 동결융해 저항성은 MgO 분말 치환에 거의 영향을 받지 않았다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제33권12호
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• pp.63-70
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• 2017

When industrial by-products like slag and fly ash are using in concrete with cement, it improves strength and durability against external deterioration factors by densifying the structure through potential hydraulic and pozzolanic reaction. But it has been pointed out that high dependence on the quality variation and the curing condition using a admixure material for concrete. In this study, the characteristics of internal micropore structure according to curing condition were analyzed for pastes and mortar specimens under using blast furnace slag powder. As a result, the variation of compressive strength and the internal microstructure were observed according to curing conditions by binder type. Particularly, using blast furnace slag powder, decrease in compressive strength were clearly observed in indoor and carbonation curing compared with water curing. The pore structure analysis also clearly observed the decrease of the gel pore existing in the CSH hydrate layer and the increase of the capillary pore in indoor and carbonation curing compared with water curing condition.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권3호
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• pp.281-289
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• 2015

본 연구에서는 $CO_2$ 양생 효과를 극대화 할 수 있는 ${\gamma}-C_2S$와 MgO와 같은 $CO_2$ 흡수 물질을 혼입한 시멘트 페이스트의 $CO_2$ 양생 효과에 관한 연구를 위하여 W/B를 40%로 설정하고 혼화재료 ${\gamma}-C_2S$와 MgO를 90% 다량 치환하여 혼화재료, $CO_2$ 양생 유무에 따른 압축강도 측정, 미세 화학분석을 실시하였다. 그 결과 $CO_2$ 양생으로 인해 Plain의 경우 약 1.08배~1.26배의 압축강도 증가 효과가 나타났으며 ${\gamma}-C_2S$와 MgO를 90% 치환한 ${\gamma}-C_2S$, MgO 실험체의 경우, 각각 14.56배~45.7배, 6.5배~10.37배 향상 효과가 나타났다. 이에 따라 미세 화학분석을 실시하여 다량의 $CaCO_3$, $MgCO_3$가 생성된 것을 확인하고 공극 감소의 효과를 확인하였다. 따라서 $CO_2$ 흡수물질 ${\gamma}-C_2S$, MgO를 다량 혼입한 시멘트 페이스트의 $CO_2$ 양생에 의한 압축강도 발현효과가 검증됨을 확인할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.416-424
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• 2023

콘크리트는 전 생애주기에서 막대한 양의 이산화탄소를 배출하며, 이산화탄소 감축을 위한 사회적인 요구에 따라 콘크리트에 이산화탄소를 광물형태로 저장하려는 연구가 지속되고 있다. 본 연구에서는 광합성을 통해 이산화탄소를 흡수하여 탄산칼슘으로 고정하는 남세균(Cyanobacteria)을 다공성 콘크리트 기질에 도포하였으며, 이의 특수 환경 양생에 따른 콘크리트 기질의 특성 변화를 분석하였다. 실험 결과 미생물에 의한 탄산칼슘 석출은 빛이 닿는 표면부에서 집중되어 있는 것을 확인하였으며, 대부분의 석출이 골재가 아닌 페이스트 부분에서 발생하였다. 이러한 미생물에 의한 탄산칼슘 석출은 페이스트의 역학성능을 강화하였으며, 양생 재령의 경과에 따라 전체 압축강도가 향상되는 효과를 보였다. 또한 미생물 막과 탄산칼슘의 증가로 공극구조가 개선되어 투수량 감소에도 영향을 끼쳤다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.67-75
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• 2012

본 연구에서는 식물추출액을 이용하여 모래 입자 사이에 친환경적으로 탄산칼슘을 석출시켜 모래 고결을 유발하고자 하였다. 식물추출액에는 고결유발 미생물(예: $Sporosarcina$ $pasteurii$)과 같이 요소를 탄산이온과 암모늄이온으로 분해하는 우레아제 성분이 포함되어 있다. 분해된 탄산이온과 용액 속에 녹아 있는 칼슘이온이 결합하여 탄산칼슘을 석출시키는 원리를 이용하여 모래의 고결을 유도하였다. 깨끗한 낙동강모래에 식물추출액과 요소 그리고 칼슘원(염화칼슘 또는 수산화칼슘)을 혼합한 용액을 섞어서 비빈 다음 다짐방법으로 공시체를 제작하였다. 요소의 농도를 세 종류로 달리하였으며, 제작된 공시체를 실내($18^{\circ}C$)에서 3일 동안 양생시킨 다음 일축압축시험과 SEM 및 XRD분석을 실시하여 사질토의 고결 정도를 연구하였다. 칼슘원에 관계없이 요소의 농도가 높을수록 탄산칼슘이 더 많이 침전되어 일축압축강도는 식물추출액을 사용하지 않은 경우보다 최대 10배까지 증가하는 경향을 보였다. 염화칼슘을 사용한 공시체가 수산화칼슘을 사용한 경우보다 더 높은 강도를 나타내었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.520-527
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• 2020

황토는 국내 토양의 약 15.0%를 차지하는 풍부한 자원이며, 고온소성 후 급랭하여 활성화시키면 포졸란 특성을 갖는 콘크리트 결합재로서 사용할 수 있다. 본 연구에서는 시중에서 판매되는 경계석 배합을 기반으로 하여 활성 황토 혼입 모르타르 경계석 시편을 제작하였다. 활성 황토의 혼입율은 10.0% 및 25.0%를 고려하였으며, 시험 항목으로는 압축 및 휨 강도 시험, 동결융해 저항 성능 평가, 촉진 탄산화 시험, 촉진 염화물 확산 시험을 설정하였다. 역학적 성능 평가 결과 OPC 배합에서 가장 높은 강도가 평가되었으며, 재령일의 증가에 따른 강도 증가가 적게 나타났는데 이는 3일간 증기 양생을 통해 대부분의 강도가 발현되었기 때문으로 사료된다. 재령 28일에 해당하는 시편을 대상으로 동결융해 저항성능 평가 결과, 모든 배합에서 85.0% 이상의 강도 저하율을 나타내어 제시된 기준에 만족하였다. 촉진 탄산화 시험은 재령 28일 시편을 대상으로 수행되었으며 활성 황토 혼입 배합에서 OPC 배합 대비 다소 저하된 탄산화 저항성능을 나타내었다. 재령 28일 및 91일에 ASTM C 1202에 준하여 각 배합의 통과 전하량을 평가하였다. OPC 배합의 경우 "Low" 등급을, 활성 황토 혼입 배합의 경우 "Moderate" 등급을 나타내어 활성 황토 혼입 배합에서도 적절한 염해 저항성능을 나타내는 것으로 보인다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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• pp.75-76
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• 2023

In the cement industry, various research initiatives are underway to achieve carbon neutrality. Mineral carbonation is a technology that converts carbon dioxide into minerals for storage, and CO₂ reactive hardening cement is a type of cement that incorporates mineral carbonation technology. In this study, we aimed to manufacture CO₂ reactive hardening cement for reducing carbon emissions in the cement industry by utilizing waste concrete powder generated in the construction sector.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.29-36
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• 2017

이 연구의 목적은 알칼리 활성화제의 종류와 양생방법에 따라 나타나는 고로슬래그 기반 섬유보강 복합재료의 압축강도 및 인장거동에 대해 실험적으로 조사하는 것이다. 이를 위하여 알칼리 활성화제 2종류의 배합과 2가지 양생방법을 결정하였고, 밀도 실험, 압축강도 실험과 일축인장 실험을 수행하였다. 실험 결과, 규산나트륨을 사용한 경우 수산화칼슘과 탄산나트륨을 혼합하여 사용한 경우에 비하여 강도, 인장변형성능, 인성 측면에서 우수한 것으로 나타났으며, 활성화제 종류에 따라 양생방법에 의한 영향이 다르게 나타나는 것을 확인하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.115-116
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• 2023

This study aims to investigate and improve the carbon dioxide sequestration capability and the mechanical properties of non-hydraulic low calcium silicate cement especially designed for CO₂ reaction and ordinary Portland cement subjected to the carbonation curing facilitating pH swing method. Nitric acid (HNO₃) was utilized as an liquid for the mixing of cement paste to enhance the initial dissolution of Ca ions from the cements by promoting low pH environment and prevent the direct precipitation of Ca with the anion, owing to the high solubility of Ca(NO₃)₂ in water. The results presented that the higher the concentration of HNO₃, the higher the compressive strength and CO₂ sequestration (until 0.1 M). Ca dissolution caused by the harsh acid attack onto the anhydrous cement particle lead to the higher carbonation reaction degree, forming abundant CaCO₃ crystals after the reaction. However, cement paste mixed with excessively high concentration of HNO₃ presented deterioration due to the too harsh pH environment and abundant NO₃- ions which are known to retard the reaction of cement.