• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.120-127
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• 2011

최근 천연골재는 점차 고갈되고 그 채취에 대한 엄격한 환경적인 규제 때문에 골재의 부족이 건설분야의 큰 문제로 대두되고 있어 이를 대체할 수 있는 대체재의 개발이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 페로니켈 생산 과정에서 부산물로 발생되는 수쇄 페로니켈슬래그를 잔골재의 대체재로 활용하기 위하여 콘크리트의 역학적 특성 및 내구특성 시험결과를 비교 고찰하여 그 활용 가능성과 적정 대체율 및 페로니켈슬래그 콘크리트의 내구특성을 검토하였다. 실험결과, 수쇄 페로니켈슬래그의 품질특성과 내구성능 및 경제성을 고려할 경우 최적 혼합률은 40% 정도가 적당할 것으로 판단된다. 또한 수쇄 페로니켈슬래그 잔골재 혼합률 40% 콘크리트의 내구특성 중 동결융해 저항성은 일반 잔골재 콘크리트와 동등하며, 탄산화 저항성은 일반 잔골재 콘크리트와 동등하거나 떨어지는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권4호
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• pp.359-367
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• 2023

본 실험에서는 포틀랜드 시멘트와 모래를 비소성 시멘트와 페로니켈슬래그로 대체 사용하여 친환경 시멘트 모르타르를 제작하였다. 페로니켈슬래그가 적용된 비소성 시멘트 모르타르의 강도 특성을 파악하기 위해 골재 종류와 양생방법을 구분하였다. 휨 및 압축강도 시험 결과, 페로니켈슬래그가 적용된 비소성 시멘트 모르타르의 강도는 Plain과 증기양생을 실시한 비소성 시멘트 모르타르의 강도보다 높았다. 이는 페로니켈슬래그의 입도, 밀도 및 흡수율 특성에 따른 강도 향상 효과로 판단된다. 모르타르의 XRD 분석 결과, 페로니켈슬래그에 포함된 MgO 성분이 복합 산화물 형태로 존재하며, 이를 통해 페로니켈슬래그가 적용된 비소성 시멘트 모르타르의 안정적인 강도 발현을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.319-323
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• 2018

페로니켈 슬래그는 페로니켈의 제련과정에서 발생하는 산업부산물로, 냉각 방법에 따라 서냉 페로니켈 슬래그와 수쇄 페로니켈 슬래그로 구분된다. 본 연구의 목적은 서냉 페로니켈 슬래그(air-cooled ferronickel slag, ACFNS) 잔골재를 이용한 콘크리트의 역학적 특성 및 동결융해 저항성을 평가하는 것이다. 이를 위하여 물-시멘트비 50%에 대해서 ACFNS 혼입률을 잔골재용적비로 7가지 수준(0%, 20%, 30%, 40%, 50%, 70%, 100%)으로 변화시켜 ACFNS 잔골재를 이용한 콘크리트를 제작하였다. 실험결과로부터, ACFNS 잔골재 콘크리트의 압축강도 및 정탄성계수는 ACFNS의 혼입률이 증가할수록 커지고, 동결융해 저항성은 동결융해 300 사이클 동안 상대동탄성계수가 90% 이상으로 나타난 기준 콘크리트와 유사한 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.9-14
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• 2022

기존의 페로니켈 슬래그에 관한 연구는 대부분 골재 및 잔골재로서의 가능성에 초점이 맞추어져 수행되었으나 본 연구는 페로니켈 슬래그 미분말의 콘크리트 혼화재로서의 가능성에 주목하여 수행하였다. Fly ash, 고로슬래그 및 FPS 등을 각각 10 %씩 혼입한 콘크리트에 대해 미국의 ASTM C 1260을 준용하여 반응성을 평가하였다. 그 결과, 대조군과 비교해 Fly ash는 8.43 %, 고로슬래그 미분말은 14.46 % 팽창률이 감소했지만, 페로니켈 슬래그 미분말은 49.40 %의 팽창률 감소세를 보였다. 골재의 반응성 억제 측면에서 충분히 Fly ash, 고로슬래그 등 기존의 혼화재를 대체할 수 있음을 확인하였으나, SEM 분석결과 수많은 에트린자이트(ettringite)가 생성되었고 이것이 콘크리트에 어떤 영향을 주는지에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권6호
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• pp.641-649
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• 2022

본 연구는 우리가 사용하고 있는 포틀랜드 시멘트와 골재로 사용되는 천연모래를 산업부산물로 전량 대체하여 비소성 시멘트 모르타르를 개발하고자 하였다. 포틀랜드 시멘트를 대체하기 위해 고로슬래그, 순환유동층 플라이애시, 미분탄 플라이애시를 사용하였으며 천연골재를 페로니켈 슬래그로 대체하였다. 페로니켈슬래그를 적용한 비소성 시멘트 모르타르의 특성을 파악하기 위해 입도 크기를 분류하여 실험을 실시하였다. 플로우 테스트를 통해 유동성 및 작업성을 확인하였으며, 휨 및 압축강도 시험은 재령 3, 7, 28일 실시하였다. 또한 염소이온 침투 시험을 통해 내구성을 파악하였다. 연구 결과, 시멘트와 골재를 산업부산물로 전량 대체한 결합재는 건설재료로 활용 가능성이 높은 것으로 판단된다. 특히 장기강도발현과 내구성확보에 유리한 것으로 확인하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.78-79
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• 2021

This study compared and analyzed the fluidity and compressive strength characteristics of mortar using ferronikel slag powder and mixed slag fine aggregate as part of the study to reduce environmental load and increase recycling rate of industrial by-products.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권2호
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• pp.105-112
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• 2019

페로니켈슬래그 잔골재는 천연 잔골재와 유사한 특성이 있어 국내 외적으로 콘크리트 구조물에 사용되고 있으나 그 용도와 연구의 영역이 한정적이다. 이에 본 연구에서는 FNS의 활용성 확대와 모르타르제품의 성능개선을 목적으로 바닥용 건조모르타르에 대한 FNS의 적용성을 검토하고자 하였다. 실험 결과, FNS는 흡수율이 낮고 구형의 입형이며 표면이 유리질 피막의 특성이 있어 모르타르의 플로을 향상시켰다. 또한 골재 자체의 높은 강성은 몰탈 압축강도의 향상 및 수축저감 효과를 나타내어 균열저감 등의 품질향상에 기여할 것으로 판단된다. 뿐만 아니라 천연 잔골재를 사용한 모르타르와 비교하여 FNS를 적용하는 경우 동등수준 이상의 충격음 차단성능을 확보할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.17-24
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• 2024

고로슬래그 미분말과 페로니켈슬래그 골재를 혼입한 저발열 콘크리트의 특성을 분석하고, 이 콘크리트의 LNG 저장탱크용 매스콘크리트에의 적용성을 검토하였다. 먼저 배합설계를 통해 콘크리트의 굳기 전 및 굳은 뒤 특성을 확인 하였으며, 단열온도 상승실험을 통해 단열곡선의 계수를 측정하였다. 측정된 계수를 이용해 LNG 저장탱크에 대한 수화열 해석을 진행하여 균열발생 가능성을 판단하였다. 실험 결과 적당한 유동성을 갖으면서도 28일까지 약 40 MPa의 압축강도를 확보할 수 있는 콘크리트 배합을 결정하였으며, 이 배합은 저열포틀랜드시멘트 콘크리트에 비해 최종 발열량은 낮고, 발열속도는 빨랐다. LNG 탱크의 여러 부재에 대한 수화열 해석 결과 균열 발생가능성은 낮음을 확인 하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.152-160
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• 2021

본 연구에서는 건설 산업의 고도화에 따라 대량 발생하는 철강 슬래그 및 페로니켈슬래그의 활용을 위해 모르타르 배합에 혼입하여 실험적 연구를 진행하였다. 물의 흡수율이 낮은 BOF와 표면이 매끄러운 성질을 가진 FNS를 시멘트에 치환하면, 희석효과(dilution effect) 작용으로 플로 값과 응결시간이 증가하였다. 다만, BOF를 표준사 대비 10% 초과하여 혼입할 경우 재료 분리 현상(segregation)이 발생하였고, 이에 다량의 혼입 배합은 실험에서 제외하였다. BOF 잔골재와 FNS 혼입 모르타르는 응결 지연으로 인한 수화열 감소로 종결이 완료된 후 길이변화가 발생하지 않았다. BOF 잔골재를 혼입한 모르타르의 압축강도는 표준사와 시멘트만을 혼입한 모르타르 강도 보다 감소되었지만 FNS와 함께 혼입한 배합의 경우 양생 일이 증가함에 따라 압축강도도 증가하였다. BOF 잔골재를 혼입한 B10F0 및 B10F20 모르타르에서는 수화가 진행되어 BOF 원재료 XRD에서 관찰할 수 있었던 larnite, mayenite, wuestite 클링커는 거의 관찰되지 않았지만, FNS의 낮은 수화 반응성으로 FNS의 클링커는 관찰되었다. 주사전자현미경 분석 결과 수화결정체로 존재하지 않고 수화가 진행 중인 FNS를 확인할 수 있었으며 이를 통해 FNS의 잠재수경성을 확인하였다. FNS를 첨가하지 않은 시편의 경우 BOF 골재가 겔이나 침상결정이 아닌 전체가 괴상으로 존재하였으며, 인산화칼슘(calcium phosphate) 형성을 확인하였다. 다만, 전로슬래그를 혼입할 경우 내부 공극은 밀실함이 다소 저하되었으며, 추후 BOF를 잔골재 또는 건설 재료로 활용할 경우 적정 배합비 선정이 필요할 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제22권1호
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• pp.42-47
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• 2013

페로니켈 슬래그는 페로니켈 제조 공정의 부산물이다. 페로니켈 슬래그가 마그네슘 산화물 및 규소 산화물 등 유용 성분을 갖는데도 불구하고 대부분이 폐기되거나 골재로 사용된다. 이 연구는 $H_2SO_4$ 용액을 사용하여 Mg 이온을 추출하고, NaOH 용액을 사용하여 불순물 제거 및 고순도의 $Mg(OH)_2$를 얻으려고 하였다. $H_2SO_4$ 용액에 의해 Mg 이온은 Fe 이온 및 기타 페로니켈 슬래그 구성 성분과 함께 추출되었다. 불순물을 제거하고 고순도의 $Mg(OH)_2$를 얻기 위해서는 침출액의 pH 조절이 중요하다. 불순물은 가수분해에 의한 수산화물 침전으로 제거하였다. 이 과정 후, 여과액에 NaOH를 첨가하여 고순도의 $Mg(OH)_2$을 얻었다.