• 한국결정성장학회지
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• 제28권6호
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• pp.256-262
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• 2018

화력발전소에서 발생하는 폐기물인 플라이애시(fly ash)는 현재까지도 상당량이 재활용되지 못하고 매립되어 환경오염 및 막대한 경제적 비용을 발생시키고 있다. 본 연구에서는 플라이애시를 건축 도자타일의 점토 원료를 대신함과 동시에 양산 공정을 그대로 적용하여 최종 제품을 제조하였다. 광물형 원료를 사용하여 소지와 1차(엔고베)와 2차(표면) 유약을 제조하고, 신속 소성(fast firing) 과정을 적용하여 도자타일을 제조한 후 도자타일의 성능을 측정하였다. 특히 소지에 첨가되는 석회석 함량을 증가시켜 플라이애시 첨가에 따른 도자타일 성능에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 플라이애시가 첨가된 다공성 도자타일은 굽힘 강도와 흡수율, 뒤틀림 및 내마모성은 우수하지만 오토클레이브 실험을 통한 내구성은 크게 저하된 것을 확인하였다. 반면에 석회석을 첨가할 경우 도자타일의 흡수율과 뒤틀림 및 수화팽창은 증가하는 결과를 보이지만, 플라이애시가 첨가된 도자타일의 내구성을 크게 향상시키는 것으로 확인되었다. 결론적으로 플라이애시와 석회석 첨가를 통하여 국내 건축기준을 만족하면서 기존 도자타일 성능과 유사한 플라이애시 재활용 건축 도자타일을 제조할 수 있었다.

• 한국광물학회지
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• 제22권1호
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• pp.23-34
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• 2009

유기양이온(hexadecylpyridinium chloride monohydrate ($HDP^+$))으로 개질시킨 유기벤토나이트의 특성을 유기탄소함량 측정, 마이크로-X 선회절 분석, 전기영동 이동성 측정을 이용하여 관찰하고, 무처리 벤토나이트와 유기벤토나이트의 요오드에 대한 흡착성을 비교 조사하였다. 벤토나이트는 유기양이온인 $HDP^+$에 대해서 높은 친화력을 보여주었다. 마이크로-X선 회절 분석 결과에 의하면 유기벤토나이트는 저면 간격에 있어서 현저하게 팽창을 하였고, 이는 유기 양이온이 벤토나이트의 층간에 충분히 삽입되었음을 의미한다. 전기영동 이동성 측정에 의하면벤토나이트의 양이온 교환 용량 이상의 유기 양이온으로 치환시킨 유기벤토나이트의 경우 무처리 벤토나이트와 전혀다른 표면 전하분포를 나타냄을 알 수 있다. 요오드의 흡착능에 있어서, 무처리 벤토나이트는 요오드를 전혀 흡착하지 못한 반면, 벤토나이트의 양이온 교환용량의 200% 양으로 개질 시킨 유기벤토나이트의 경우 요오드 439 mmol/kg를 흡착하였다. 유기 벤토나이트에 흡착된 요오드의 분자 환경은 요오드 K-edge와 $L_{III}$-edge X-선 흡수 분광을 이용하여 연구하였다. 유기벤토나이트의 요오드 X선 흡수 변연 구조를 통해 유기벤토나이트에 흡착된 요오드의 경우 KI 표준용액의 구조와 유사함을 알 수 있었다. 광범위 X-선 흡수 미세구조의 선형 결합 분석결과는 유기 복합체와 반응한 요오드의 비율이 벤토나이트에 흡착된 유기 복합체의 양이 증가함에 따라 같이 증가함을 나타냈다. 본 연구를 통해, 벤토나이트의 개질 특성에 의해 요오드의 흡착 환경이 현저하게 달라짐을 관찰할 수 있었으며, 음이온성 방사성 요오드를 포함하는 핵폐기물 저장소 주변의 방어벽 물질로 유기벤토나이트의 적용 가능성을 살펴 볼 수 있었다.

• 지질공학
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• 제33권4호
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• pp.543-553
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• 2023

본 연구는 국내 산업원료 광물인 납석의 지속적이고 체계적인 개발과 안정적인 수급 관리를 위할 목적으로 국내 납석 광산 현황을 살펴보고 산업용 원료로써 그 활용 방안을 모색하기 위함이다. 국내 납석 광산은 대부분 중생대 화산암류가 열수변질을 받아 형성된 광상으로써, 납석의 주 구성 광물인 엽납석의 물리적 특성은 비중 2.65~2.90, 굳기 1~2, 밀도 1.60~1.80, 내화도 29 이상이며, 색은 보통 백색, 회색, 회백색, 회녹색, 황색, 황녹색을 띠는 것으로 나타났다. 국내 납석의 화학성분 중 SiO₂와 Al₂O₃는 엽납석의 경우 58.2~67.2%와 23.1~28.8%, 엽납석 + 딕카이트의 경우 49.2~72.6%와 16.5~31.0%, 엽납석 + 일라이트의 경우 45.1%와 23.3%, 일라이트의 경우 43.1~82.3%와 11.4~35.8%, 딕카이트의 경우 37.6~69.0%와 19.6~35.3%인 것으로 분석되었다. 국내 납석 광산의 분포는 한반도 남서부와 남동부 지역에 집중해서 분포하며, 그 외에 한반도 동북부 지역에도 일부 분포하는 것으로 조사되었다. 국내 납석 생산 광산은 21개이며, 매장량은 전남(45.6%) > 충북(30.8%) > 경남(13.0%) > 강원(4.8%), 경북(4.8%) 순으로 전남이 가장 많은 것으로 나타났다. 국내 납석 생산량 상의 10개 광산은 중앙자원광산(37.9%) > 완도광산(25.6%) > 나주세라믹광산(13.4%) > 청석-사지원광산(5.4%) > 경주광산(5.0%) > 백암광산(5.0%) > 민경-노화도광산(3.3%) > 부곡광산(2.3%) > 진해납석광산(2.2%) > 보해광산 순인 것으로 분석되었다. 납석은 열전전도, 열팽창성, 열변형, 팽창계수, 부피밀도가 낮고, 내열성과 부식 저항성이 높으며, 살균 및 살충 효능이 우수한 성질이 있으므로 내화 재료, 도자기 재료, 시멘트 첨가제, 살균및 살충 제조재, 충전재 등 다양한 분야에 활용되는 것으로 나타났다. 또한 납석은 수처리 세라믹 분리막 소재, 디젤엔지 배기가스 저감장치 세라믹 필터 소재, 그리고 유리섬유 및 LCD 패널 소재 등 활용범위가 첨단산업분야로까지 확대되는 것으로 분석되었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제50권4호
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• pp.148-165
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• 2017

고분 내부에 그려진 벽화는 온 습도 등 환경변화에 매우 민감하며, 특히 고분벽화의 마감층은 사용된 재료 특성과 습도 조건에 따라 보존성에 각기 다른 양상을 나타낸다. 본 연구에서는 토양을 사용하여 마감층을 제작한 송산리 6호분 벽화를 대상으로, 마감층의 재료 특성에 따라 건조로 인해 발생될 수 있는 물리적 변화 양상을 파악하였다. 입도분석 결과 송산리 6호분 벽화 마감층은 실트 이하가 약 85.0wt%, 그 안의 점토가 약 14.0wt%로 대부분이 실트와 점토이하로 이루어진 것으로 나타났다. 의사시료에 대한 물성평가 결과 표면 변화율은 벤토나이트 마감층 재현 시료가 15.5%로 가장 큰 변화를 나타냈으며, 그 다음으로 청자토 마감층 재현 시료 7.8%, 황토 마감층 재현 시료 6.3% 그리고 백토 마감층 재현 시료 6.2%의 순으로 확인되었고, 태토별 시료에서도 같은 순서의 변화 양상을 보였다. 또한 수축률 및 팽창률 측정 결과에서도 유사한 경향의 표면 변화율을 나타냈으며, 벤토나이트 조건이 가장 큰 변화를 보였다. 실험결과, 토양으로 구성된 마감층은 미분부 함량으로 인한 입자간의 응집도와 함께 점토광물의 종류에 따른 팽창성 등의 영향으로 인한 응력과의 관계 등이 물리적 변화에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 따라서 송산리 6호분 벽화 마감층에 발생된 물리적 손상은 토양이 갖는 재료적 특성과 고습한 고분 내부에서 발생되는 환경변화 등의 요인과 연관성이 있을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제45권2호
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• pp.79-88
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• 2012

최근 개발된 상용 X-선원들은 기존 선원들에 비하여 비약적으로 증가된 휘도와 집속율을 보임으로써 다양한 형태의 연구실 규모의 분말회절 분석을 가능하게 하고 있다. 더욱이, 개선된 소프트웨어 및 시료환경 장치와 더불어 2차원 검출기의 성능향상은 다양한 온도, 압력하에서의 상전이 현상 및 이온교환 반응과 같은 새로운 형태의 실시간 및 시간분해 회절실험을 가능하게 하고 있다. 본 논문에서는 (1) 나트로라이트의 이온교환 특성에 관한 실시간 측정, (2) 이온교환된 나트로라이트의 탈수 및 열팽창 특성에 관한 실시간 측정, (3) 이온교환된 나트로라이트의 정수압(靜水壓) 하에서의 상전이 현상의 관찰 등의 내용을 소개하고자 한다. 측정된 회절자료의 양과 품질은 각 반응의 진행경로를 확인할 수 있게 하고 선택된 자료의 리트벨트 분석을 통해 구조해석까지 가능케 한다. 이와 같은 형태의 개별 연구실 기반 실시간 회절분석 연구는 추후 연관되어 수행될 방사광가속기를 이용한 보다 특화된 실험에 대한 사전 예측성을 더욱 증가시킬 것으로 사료된다.

• 암석학회지
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• 제11권3_4호
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• pp.234-249
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• 2002

옥천변성대의 중북부에 위치하는 미원-보은지역은 주로 규암(미동산층), 변성 탄산염질암(대향산층 화전리층), 변성사질암(운교리층). 변성이질암(문주리층), 변성역질암(황강리층) 등으로 구성된 옥천누층군과 이를 관입하는 중생대 청주 및 보은 화강암류로 구성되어 있다. 이들 옥천누층군은 북동 방향의 대상 분포를 보이고 이들의 방향성은 남북 내지 북서 방향의 고각 단층 주변부에서 국부적으로 남북 내지 동서 방향으로 변화한다. 미원-보은지역 옥천누층군에 대한 변형단계별 암석구조를 연구한 결과, 이 지역에 분포하는 옥천누층군의 지질구조는 적어도 네 번의 변형단계를 걸쳐 형성되었음을 알게 되었다. (1) 첫 번째 변형은 상부-남동-이동의 연성 전단변형작용 하에서 발생하여 칼집습곡 내지 A형 습곡, 비대칭 등사습곡, 북서-남동 방향의 신장선구조를 형성시켰다. (2) 두 번째 변형은 북서-남동 방향의 압축작용 하에서 발생하여 그 전기 단계에는 준 수평적인 습곡축을 갖는 북동 방향의 밀착된 직저습곡을 형성시켰고, 그 후기 단계에는 상부-남동-이동의 반취성 충상단층(구룡산 충상단층)과 이에 수반된 뱀-머리 습곡을 형성시켰다 (3) 세 번째 변형은 지각두께의 팽창화와 중력적 불안정에 기인하는 중력적 내지 신장성 붕괴작용에 의해 발생하여 준 수평적인 습곡축을 갖는 횡와 개방습곡을 형성시켰다. (4) 네 번째 변형은 고각 단층운동과 관련하여 중침강, 급경사의 킹크습곡을 형성시켰으며, 고각 단층의 주변부에서 북동 방향의 광역 엽리가 국부적으로 남북 내지 동서 방향으로 변화함은 네 번째 변형과 밀접한 관련성이 있다. 지질, 변성진화과정, 광물화학 그리고 지구조적 환경은 백동-홍성 지역이 산둥반도 수루 충돌대의 연장선일 가능성이 높음을 지시한다. 하지만 백동지역의 변성염기성암으로부터 얻어진 전암-석류석 Sm-Nd 연령인 268.7~297.9 Ma는 중국의 다비-수루 충돌대에서 인지되는 초고압변성작용 시기인 208~245 Ma보다 오래되었다. 이는 Sino-Korea 판과 Yangtz 판의 충돌이 중국보다 한반도에서 먼저 일어났을 가능성을 지시한다. $\mu\textrm{m}$가 얇게 나타났는데, 이와 같은 결과는 호분층의 두께는 현미의 크기에 일부 영향을 받는 것으로 여겨진다. 두꺼운 호분층.작은립 F$_2$ 개체에 현미의 표현형은 TAL 214과 같은 작은립의 표현형을 보인 것으로 여겨진다. 4. 지질함량의 경우는 3.85 %로 각각의 교배모본 TAL 214 2.92 %, LO 1050 3.01 %에 비하여 0.93 %, 0.84 %가 증가한 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는LO 1050의 호분층에 의한 영향으로 여겨지며, 현미의 배의 크기는 LO 1050 만큼 크지는 않아도 두꺼운 호분층의 유전자 집적의 효과가 있는 것으로 판단된다. 지질함량이 상승시키는데도 이와 같은 유전자 집적의 효과가 유효할 것으로 여겨진다. 5. 지방산 조성은 있어서는 품종인 Kinmaze와 각각의 교배모본의 계통과 이 들 F$_2$ 개체에는 그 차이가 유의성을 보일 정도는 아니였다. 그러나, oleic acid의 일부 증가와 linoleic acid의 미미한 감소되는 경향을

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.109-116
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• 2017

본 연구는 플라이애시 및 고로슬래그 미분말을 활용하여 알칼리 활성화 결합재로 제조된 모르타르 및 페이스트 샘플의 황산염 저항성을 평가하고 황산염 침투에 대한 고저항성 결합재를 제시하는 것이다. 이를 위하여 플라이애시 및 고로슬래그미분말 등의 광물질 혼화재를 결합재로 활용하여 고로슬래그미분말 치환율을 30, 50 및 100%로 제작하였다. 규산나트륨 모듈 $Ms[SiO_2/Na_2O]$은 1.0, 1.5 및 2.0으로 조정하였으며, 10% 황산나트륨, 10% 황산마그네슘, 10% 질산마그네슘 및 5% 질산마그네슘+5% 황산나트륨 용액에 각각 침지시키고, 황산염 저항성을 평가하기 위하여 압축강도, 질량변화율, 길이변화율 및 X선 회절분석을 측정하였다. 그 결과 10% 황산나트륨, 10% 질산마그네슘 및 5% 질산마그네슘+5% 황산나트륨에 침지한 경우에는 모든 시험조건에서 장기적인 강도발현과 질량 및 길이변화율이 작아 저항성이 우수한 것으로 나타났으나, 10% 황산마그네슘에 침지한 경우에는 장기적인 강도저하와 질량 및 길이변화가 크게 나타났으며, 그 경향은 고로슬래그 미분말 치환량 및 Ms비가 증가할수록 현저하였다. 이것은, X선 회절분석 결과 황산마그네슘 용액 침지에서는 gypsum($CaSO_4{\cdot}2H_2O$) 및 brucite(MgOH)생성되어 내부조직이 팽창하는 것에 의한 것으로 확인되었다. 결론적으로 일정 농도의 ${SO_4}^{2-}$이 존재하는 조건에서 $Mg^{2+}$가 추가로 존재할 경우 열화현상은 가속화되는 것을 알 수 있다.

• 한국환경농학회지
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• 제10권2호
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• pp.119-127
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• 1991

본 실험(實驗)에서는 여러 가지 중금속(重金屬) 종류중 Cd, Zn, Cu의 토양(土壤) 중에서의 행동(용해도(溶解度))에 대한 기작을 규명하기 위하여 8종(種)의 토양(土壤)을 이용하여 토양(土壤) Column을 만들고 각기 다른 농도의 중금속(重金屬)을 단독(單獨) 및 혼합처리(混合處理)하고 pH를 $3.0{\sim}11.0$사이에서 조절(調節)하여 중금속(重金屬)의 토양(土壤)에 의한 흡착(吸着) 및 탈착(脫着)을 조사하여 이 현상들의 pH, O.M., C.E.C. 및 토양광물(土壤鑛物) 종류(種類)와의 관계(關係)를 규명하였다. 1. 실험결과(實驗結果)는 모든 토양(土壤)에서 중금속(重金屬)의 흡착(吸着)은 예외없이 pH와 밀접한 관련이 있어 pH 6.0 부근에서 흡착량(吸着量)이 최대(最大)였으며 이보다 낮거나 높은쪽으로 감에 따라 감소(減少)하였으며 이러한 현상(現狀)은 세가지로 중금속(重金屬) Cu, Zn 및 Cd 각각의 단독(單獨) 및 혼합용액(混合溶液)에서 동일(同一)한 경향(傾向)이고 혼합용액(混合溶液) 상태에서 흡착량(吸着量)은 Cu가 Zn, Cd보다 많았다. 2. 또한 토양(土壤)에 의한 중금속(重金屬) Cu와 Zn의 흡착(吸着)은 C.E.C.의 크기 및 유기물(有機物) 함량(含量)과 각각 유의성 있는 정(正)의 상관(相關)을 보였다. 그러나 이들 최대(最大) 흡착량(吸着量)을 나타내는 pH값과 유기물(有機物)과의 관계(關係)는 C.E.C.값과는 반대로 질(負)의 상관(相關)을 보여 낮은 유기물(有機物) 함량(含量)을 갖는 토양(土壤)에서 오히려 높은 pH에서 최대(最大) 흡착(吸着)을 보였는데 이 경향(傾向)은 Cu, Zn 각각의 단독용액(單獨溶液) 또는 혼합용액(混合溶液) 모두에서도 같았다. 3. 중금속(重金屬) 흡착량(吸着量)에 대한 토양(土壤) pH영향에 있어서 NaOH에 의한 pH교정에 비하여 석회물질인 $Ca(OH)_2$ 첨가에 의한 pH조절(調節)의 경우(境遇)에 토양(土壤)에 의한 Cu흡착량(吸着量)이 현저히 증가(增加) pH자체 이외에 Ca가 중금속흡착(重金屬吸着)에 크게 영향함을 나타내었다. 4. 한편 토양중금속(土壤重金屬)의 탈착(脫着) 반응(反應)에 있어서 2 : 1 팽창형광물(膨脹形鑛物)인 Vermiculite함량(含量)과 C.E.C. 및 O.M. 함량(含量)이 높은 대정통(統)의 경우 전북통(統), 예천통(統)에 비하여 탈착(脫着)이 극히 어려운 것을 보여주었다.

• 암석학회지
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• 제6권2호
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• pp.77-85
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• 1997

내몽고 다큉산일대에는 초기원생대의 선캠브리아대 고변성암대가 존재한다. 이들은 대규모 연성 변형대로 북쪽으로 급경사진 엽리와 $340^{circ}-30^{\circ}<45^{circ}-50^{\circ}$ 방향의 선구조가 보이는 나페구조를 형성한다. 이는 섭업/팽창동안 북쪽지역이 남쪽지역 위로 드러스트에 의해 올라갔음을 지시한다. 남쪽의 침강된 지역은 전 진 변성의 특정을 보여준다. 북쪽의 드러스트 된 지역은 압력 감소와 온도 상승에 따른 후퇴 변성의 증거들 이 나타난다. 초기원생대 모이아이트질 암상은 소저반상을 이루는 흑운모 아다멜라이트, 섬장화강암과 맥상 의 알카리-장석 화강암으로 구성되어있다. 혹운모 아다멜라이트는 시생대와 초기원생대의 암석과 정이적인 접촉을 보이며, 변성암의 포유울을 다량 함유하여 아나택시스기원을 지시한다. 모이아이트질 암석의 지화학 적 특성은 전형적인 아나텍시스기원을 보인다. 초기원생대의 중기에서 후기에 대륙-대륙 충돌은 대규모 드 러스트와 시생대 기저암의 인편상 작용(imbrication)을 일으켰다. 광물조합과 Paria et a1.(1988)의 지온지 압계를 이용하여 P-T 환경은 다음과 같다: 상부블록; $700-710^{\circ}C$, 0.72-0.78 GPa(초기상태)와 $600^{\circ}C$, 0.44 G GPa(후기상태), 하부블럭: $620-840^{\circ}C$, 0.64-0.45 GPa(최대변성작용), $620-630^{\circ}C$, 0.35 GPa(후기상태). 이 결과는 시계방향의 압력-온도-시간경로를 지시한다(Jin et ai., 1991, 1994). 횡압력하의 섭입시 깊야-온도모델과 Wyllie et ai.(1983)의 실험결과를 이용하여 섭입대-연성대 내에서 발생하는 변성작용과 아나텍시스 작용에 대한 지구조-마그마-열역학적모댈은 제시하였다.