• 자원리싸이클링
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• 제31권3호
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• pp.53-60
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• 2022

본 연구에서는 시멘트 제조공정에서 염소를 함유한 폐자원을 활용하였을 때, 염소가 클링커뿐 아니라 최종 제품에 긍정적인 영향을 끼칠 수 있는 최적의 조건을 제시하고자 염소 함유 시멘트의 물리적 특성을 분석하였다. 동일한 조건의 클링커를 이수석고 중량비 95:5 및 93:7로 분쇄 후 실험을 진행하였다. 또한 클링커 모듈러스를 IM 1.3, 1.5 및 1.7로 제어하여 클링커의 광물학적 특성과 물리적 특성을 동시에 분석하였다. 동일 염소 함량 조건에서 이수석고 함량이 증가할수록 3일 압축강도는 감소하였으나, 장기 압축강도 발현율은 증가하였다. 또한 플로우와 응결시간이 증가하는 것을 확인되었다. IM 감소에 따라 우수한 클링커 광물 특성이 발현되어 free-CaO 함량이 감소하고, alite 및 ferrite 광물이 소폭 증가하였다. 압축강도는 IM이 감소할수록 증가하였으며, IM 1.3의 경우 IM 1.7 대비 약 14%가 상승하였다. 이를 통해 시멘트 제조공정에서 폐자원을 활용하여 자원 절약, 에너지 절감 등의 환경적 측면과 아울러 최종 제품인 시멘트 압축강도 등의 성능 향상에 긍정적인 영향을 미치는 것을 기대할 수 있었다.

• Computers and Concrete
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• 제8권6호
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• pp.647-675
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• 2011

Our ability to predict hydration behavior is becoming increasingly relevant to the concrete community as modelers begin to link material performance to the dynamics of material properties and chemistry. At early ages, the properties of concrete are changing rapidly due to chemical transformations that affect mechanical, thermal and transport responses of the composite. At later ages, the resulting, nano-, micro-, meso- and macroscopic structure generated by hydration will control the life-cycle performance of the material in the field. Ultimately, creep, shrinkage, chemical and physical durability, and all manner of mechanical response are linked to hydration. As a way to enable the modeling community to better understand hydration, a review of hydration models is presented offering insights into their mathematical origins and relationships one-to-the-other. The quest for a universal model begins in the 1920's and continues to the present, and is marked by a number of critical milestones. Unfortunately, the origins and physical interpretation of many of the most commonly used models have been lost in their overuse and the trail of citations that vaguely lead to the original manuscripts. To help restore some organization, models were sorted into four categories based primarily on their mathematical and theoretical basis: (1) mass continuity-based, (2) nucleation-based, (3) particle ensembles, and (4) complex multi-physical and simulation environments. This review provides a concise catalogue of models and in most cases enough detail to derive their mathematical form. Furthermore, classes of models are unified by linking them to their theoretical origins, thereby making their derivations and physical interpretations more transparent. Models are also used to fit experimental data so that their characteristics and ability to predict hydration calorimetry curves can be compared. A sort of evolutionary tree showing the progression of models is given along with some insights into the nature of future work yet needed to develop the next generation of cement hydration models.

• 자원리싸이클링
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• 제20권6호
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• pp.71-77
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• 2011

용융클링커 제조용 혼합원료 중의 하나로 고로슬래그를 사용하였다. 고로슬래그를 사용한 혼합원료는 용융클링커 제조를 위해 1620에서 용융하였다. 냉각된 클링커는 XRD 패턴으로 클링커 광물의 생성여부를, 색도분석기로 색도를 분석하였다. 용융클링커는 XRD 분석을 통해 OPC 광물과 동등의 클링커 광물을 포함하고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 용융시멘트는 OPC보다 백색도가 높아, 색상이 OPC보다 옅게 관찰되었다. 용융시멘트의 LSF 및 SM이 높아짐에 따라 백색도는 낮아졌다. 또한 슬래그를 용융시켜 제조한 시멘트 클링커는 고로 슬래그시멘트보다 백색도가 높았다.

• 한국세라믹학회지
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• 제11권1호
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• pp.29-35
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• 1974

Effect of calcium sulfate and barium sulfate on the formation of portland cement clinker was studied by means of chemical analysis. DTA and X-ray diffraction analysis. In the presence of liquid phase, effect of the additives on the formation of tricalcium silicate was examined according to the reaction, 2CaO.$SiO_3$＋CaO$\longrightarrow$3CaO.$SiO_3$, which is the principal reaction in portland cement clinkerization, and optimum conditions in firing clinker concerning amount of additive, firing time and temperature were determined, and its kinetics was referred to. The experimental results are summerized as follow: (1) Appropriate burning temperature range of cement clinker is more limited as the content of calcium sulfate in clinker is increased. Amount of calcium sulfate, firing time and temperature in proper condition of clinkerization is related to each others. Being added suitable quantity of calcium sulfate, firing temperature of clinker can be lowered about $100^{\circ}C$. (2) When 3-5 mole% of calcium sulfate is added, firing time of 15-30 minutes at about $1380^{\circ}C$ is reasonable, and if the content is over7 mole %, firing for 1 hr. or more at $1350^{\circ}C$ is anticipated to be optimum condition. (3) In the reaction of tricalcium silicate formation, the role of barium sulfate as a mineralizer is similar to that of calcium sulfate, but the optimum firing temperature of cement clinker containing barium sulfate tends to be 20-$30^{\circ}C$ higher than that of clinker containing calcium sulfate. (4) When barium sulfate is used as mineralizer, 2-3 mole % of it to tricalcium silicate is recommended and if it is added more than this amount, free CaO is increased rapidly in clinker and alite formation is inhibited.

• 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.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.294-301
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• 2020

본 연구에서는 클링커의 고Al₂O₃화를 통한 에너지 절감형 시멘트 제조 가능성을 확인하기 위해, Al₂O₃ 함량이 높은 OPC 조합원료를 실험실 전기로에서 소성하여 C₃A 함량이 높은 클링커를 제조한 후 XRD 리트벨트 분석 및 광학 현미경을 통해 클링커의 소성성을 평가하고, 제조된 클링커에 혼합재를 첨가하여 얻어진 시멘트의 미소수화열 및 압축강도 측정을 통해 시멘트 반응성을 평가하고자 하였다. 그 결과 Al₂O₃ 함량을 일반 OPC보다 증가시켜 제조한 시멘트는 OPC에 비해 소성성이 뛰어나 시멘트 제조 에너지 절감에 기여할 수 있으며, OPC에 비해 C₃A(alite) 광물의 함량이 감소하였음에도 불구하고 압축강도가 오히려 향상되는 등 긍정적으로 작용할 수 있다. 유동성 저하, 수화열 증가와 같은 문제에 대해서도 석고 첨가량 및 분말도 조정, 혼합재 첨가와 같은 방법으로 제어할 수 있을 것으로 기대되어 적극적인 연구가 필요하다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.440-448
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• 2023

시멘트 산업의 원료대체 기술의 하나인 혼합재 활용 기술은 다른 기술에 비해 접근성이 상대적으로 좋아 쉽고 빠르게 실적용이 가능할 것으로 기대된다. 시멘트 혼합재 중 석회석 분말은 핵형성효과, 화학적효과, 충전효과를 통해 시멘트 성능을 향상시킬 수 있다고 보고하고 있어 시멘트 혼합재로써 적합성이 기대되는 재료이다. 한편, 전 세계적으로 양질의 석회석이 고갈되면서 점토질 또는 마그네시아(MgO) 함량이 높은 석회석의 사용이 점차 불가피해지는 상황이다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 흔히 사용되는 서로 다른 품질의 석회석을 혼합한 석회석 시멘트의 기초 물성을 측정하여 혼합재로서의 적합성을 평가하고자 하였다. 결과적으로 석회석 혼합재 화학성분과 상관없이 알라이트 반응촉진 효과를 확인할 수 있었다. 하지만 화학성분보다 치환량에 따른 희석효과가 크게 나타났다. 본 연구범위 내에서 석회석의 함량이 15 % 이내의 범위에서 중품위의 석회석도 혼합재로 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 추후 시멘트 화학성분에 따른 추가적인 실험을 통하여 석회석 혼합재의 화학성분이 미치는 영향을 평가할 예정이다,