• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제9권3호
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• pp.283-294
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• 2015

In the present study, a porous concrete with alkali activated slag (AAS) and coal bottom ash was developed and the effect of carbonation on the physical property, microstructural characteristic, and heavy metal leaching behavior of the porous concrete were investigated. Independent variables, such as the type of the alkali activator and binder, the amount of paste, and $CO_2$ concentration, were considered. The experimental test results showed that the measured void ratio and compressive strength of the carbonated porous concrete exceeded minimum level stated in ACI 522 for general porous concrete. A new quantitative TG analysis for evaluating $CO_2$ uptake in AAS was proposed, and the result showed that the $CO_2$ uptake in AAS paste was approximately twice as high as that in OPC paste. The leached concentrations of heavy metals from carbonated porous concrete were below the relevant environmental criteria.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.137-145
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• 2012

이 연구는 수산화나트륨과 탄산나트륨이 혼합된 알칼리 활성화제에 의한 고로슬래그 모르타르의 강도발현 특성을 파악하기 위한 연구이다. 주요 변수는 활성화제의 첨가량, 물-바인더비(W/B) 그리고 골재-바인더비(S/A)이다. 활성화제의 첨가량에 따른 강도 특성을 수산화나트륨 3%, 4% 및 탄산나트륨 4%~8%까지 조절하여 측정하였다. 물-바인더비는 0.45~0.60까지 그리고 골재-바이더비는 2.05~2.85의 범위 내에서 변화하며 측정하였다. 원재료의 주요 성분 및 수산화나트륨, 탄산나트륨에 포함된 산화나트륨($Na_2O$) 양에 따라 조합된 알칼리 품질계수($Q_A$)를 산정하고, 이를 적용하여 알칼리 활성 모르타르의 28일 압축강도 예측식을 제안하였다. 각 변수에 따른 시험값과 제안된 예측식을 통한 결과값은 오차범위 5% 이내의 범위에서 만족하는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.613-616
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• 2008

최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 알칼리 활성 콘크리트는 시멘트 대신에 실리콘(Si)과 알루미늄(Al)이 풍부한 플라이애시와 고로슬래그등을 사용하여 알칼리 용액으로 활성화시킨 시멘트 ZERO 콘크리트로서 CO$_2$ 가스를 저감하는데 효과적이다. 본 연구에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 고로슬래그를 100% 사용한 알칼리 활성 콘크리트를 개발할 목적으로 감수제, 알칼리 활성화제 및 양생조건이 모르타르의 시공성 및 압축강도에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, NaOH의 몰 농도가 증가함에 따라 유동성은 저하되나, 9M까지는 유동성 저하가 크지 않고, 대부분의 감수제는 유동성 향상에 기여하지 못하는 것으로 나타났다. 그리고 압축강도는 NaOH의 몰 농도가 증가함에 따라 향상되나, 9M이 가장 효율적인 것으로 나타났다. 또한 양생온도 및 양생조건은 고로슬래그 알칼리 활성 모르타르의 강도에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제27권2호
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• pp.38-47
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• 2018

석탄가스화 복합발전(IGCC)은 석탄을 합성가스로 전환시키는 친환경, 고효율 차세대 에너지 생산기술이다. IGCC 공정의 부산물은 대부분 슬래그 형태로 배출된다. IGCC 슬래그는 연간 약 14만톤이 발생되지만 재활용은 아직 초기단계이다. 본 연구에서는 국내 한 실증 설비에서 배출된 IGCC 슬래그의 알칼리 활성 시멘트로서의 가능성에 대해 평가하였다. IGCC 슬래그를 규산소다 수용액과 가성소다를 혼합한 알칼리 자극제로 양생한 시료는 평균 4.5 MPa의 압축강도를 나타내었으나 다소 팽창하였다. 에틸렌 글리콜법으로 검출되지 않을 정도의 미량의 유리석회(free CaO)가 원인일 것으로 추측되었다. 한편 IGCC 슬래그를 알루민산 소다와 가성소다를 혼합한 알칼리 자극제로 양생한 시료는 평균 10 MPa의 압축강도를 나타내었으며 수산화소달라이트와 $C_3AH_6$가 새로운 결정상으로 생성되었다. IGCC 슬래그는 알칼리 활성 시멘트로서 활용이 가능할 것으로 평가되지만 강도 성능의 향상과 팽창 문제를 완화시킬 수 있으며 최적의 배합비율을 도출 및 적절한 배합법을 포함하는 정량적인 접근이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국안전학회지
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• 제30권4호
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• pp.120-127
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• 2015

The aim of the present study is to investigate some characteristics of concrete according to addition of blast furnace slag and alkali-activator dosages. Blast furnace slag was used at 30%, 50% replacement by weight of cement, and liquid sulfur having NaOH additives was chosen as the alkaline activator. In order to evaluate characteristics of blast furnace slag concrete with sulfur alkali activators, compressive strength test, total porosity, chloride ions diffusion coefficient test were performed. The early-compressive strength characteristics of blast furnace slag concrete using a sulufr-alkali activators was compared with those of reference concrete and added 30, 50% blast furnace slag concrete. Also, Blast furnace slag concrete using sulfur-alkali activators enhanced the total porosity, chloride ions diffusion coefficient than two standard concrete. Alkali-activated blast furnace slag concrete was related to total porosity, compressive strength and chloride ions diffusion coefficient each others. As a result, it should be noted that the sulfur-alkali activators can not only solve the demerit of blast furnace slag concrete but also offer the chloride resistance of blast furnace slag concrete using sulfur alkali activators to normal concrete.

• 한국도로학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.1-8
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• 2013

PURPOSES : This study is to evaluate the feasibility of using the alkali activated cement concrete for application of partial-depth repair in pavement. METHODS : This study analyzes the compressive strength of alkali activated cement mortar based on the changes in the amount/type/composition of binder(portland cement, fly ash, slag) and activator(NaOH, $Na_2SiO_3$, $Na_2CO_3$, $Na_2SO_4$). The mixture design is divided in case I of adding one kind-activator and case II of adding two kind-activators. RESULTS : The results of case I show that $Na_2SO_4$ based mixture has superior the long-term strength when compared to other mixtures, and that $Na_2CO_3$ based mixture has superior the early strength when compared to other mixtures. But the mixtures of case I is difficult to apply in the material for early-opening-to-traffic, because the strength of all mixtures isn't meet the criterion of traffic-opening. The results of case II show that NaOH-$Na_2SiO_3$ based mixtures has superior the early/long-term strength when compared to NaOH-$Na_2SiO_3$ based mixtures. In particular, the NaOH-$Na_2SiO_3$ based some mixtures turned out to pass the reference strength(1-day) of 21MPa as required for traffic-opening. CONCLUSIONS : With these results, it could be concluded that NaOH-$Na_2SiO_3$ based mixtures can be used as the material of pavement repair.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.26-33
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• 2012

본 연구는 알칼리 활성화 슬래그에서 혼합 활성화제에 관한 것이다. 본 연구에서는 수산화나트륨(NaOH, A Case), 수산화칼슘($Ca(OH)_2$, B Case), 수산화마그네슘($Mg(OH)_2$, C Case), 수산화알루미늄($Al(OH)_3$, D Case), 그리고 수산화칼륨(KOH, E Case)의 5가지 수산화계열 활성화제를 사용했다. 이 5가지 수산화계열 활성화제와 탄산나트륨($Na_2CO_3$)를 혼합하였다. 5가지 수산화계열 활성화제의 농도는 3M로 하고, 탄산나트륨은 1M, 2M, 3M로 하였다. 플로우와 응결 특성은 탄산나트륨의 혼합에 따라 감소하는 결과가 나타났다. 그러나 압축응력은 탄산나트륨의 혼합 농도에 따라 증가하는 결과를 나타내었다. 이것은 수산화계열 활성화제와 탄산나트륨의 혼합은 알칼리 활성화 슬래그 모르타르의 특성에 효과적인 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.58-66
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• 2013

산업부산물인 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 적용하였던 선행 연구들과 차별하여 시멘트 킬른 더스트, 실리카퓸, 규사미분말 등의 기타 산업부산물을 사용한 알칼리 활성 무시멘트 모르타르의 품질특성을 검토하고자 하였으며, 그 결과는 다음과 같다. SF 치환의 경우 Plain에 비해 유동성이 저하되었으나 강도발현에는 우수한 경향을 나타내었으며, CKD와 SP의 사용량 증가에 따라 각각 유동성 및 압축강도가 증가하였다. 유동성 증진 및 초기강도 향상에 각 결합재의 고유입도분포와 높은 상관관계를 가지는데, 이는 입자사이즈가 큰 BS 및 FA 입자사이에 입자가 작은 CKD, SF 및 SP가 공극을 충진하여 연속입도곡선을 형성하는 것에 기인한 것으로 사료된다. BS 기반 조기강도 증진용 알칼리 활성 모르타르의 초기강도 향상 및 유동성 개선을 위해서는 고유의 입도분포를 가진 기타 결합재를 치환 사용하는 것이 효과적인 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권2호
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• pp.170-176
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• 2014

본 연구에서는 알칼리활성 황토콘크리트의 응력-변형률 관계에 대한 화학적 침식의 영향을 평가하였다. 배합의 주요변수는 물-결합재비와 공기량이다. 알칼리활성 황토콘크리트의 응력-변형률 관계는 재령 28일 이후 침지일이 0, 7, 28, 56 및 91일일 때 측정하였다. 실험결과를 기반하여, 화학적 침식하에서 감소된 알칼리활성 황토콘크리트의 압축강도 모델이 제시되었다. 또한, 화학적 침식하에서 알칼리활성 황토콘크리트의 응력-변형률 관계는 공기량과 화학용액에 침지된 일수에 현저한 영향을 받았는데, 침지일수에서 탄성계수의 저하는 동일한 압축강도 저하비율에 비해 더 컸다. 결과적으로 CEB-FIP 기준의 예측모델은 화학적 침식하에서 측정된 응력-변형률 관계와 잘 일치하지 않았다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.114-121
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• 2010

포틀랜드 시멘트 제조 시 다량의 이산화탄소를 배출함으로써 많은 문제가 발생하고 있다. 그리고 화력발전소 및 제철소의 산업부산물인 플라이애쉬 및 고로슬래그 미분말은 시멘트와 일부 대체하여 콘크리트로 일부 재활용되고 있으나, 42% 정도를 해안 및 육상에 매립함으로써 환경적인 문제를 유발하고 있다. 최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 결합재로 플라이애시 또는 고로슬래그 미분말을 단독으로 사용한 연구는 많으나, 이들 결합재의 혼합사용에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 플라이애쉬와 고로슬래그 미분말을 혼합한 알칼리 활성 콘크리트를 개발할 목적으로 결합재의 혼합비율 및 양생온도가 알칼리 활성 모르터의 시공성, 압축강도 등 특성에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, 플라이애쉬와 고로슬래그 미분말의 혼합비는 시공성 및 강도에 큰 영향을 주지만, 양생온도는 비교적 큰 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 플라이애쉬와 고로슬래그 미분말을 50%씩 혼합하고, 9M NaOH과 쇼듐실리케이트를 1:1의 비율로 제조한 알칼리 활성화제를 사용할 경우에는 $20^{\circ}C$의 상온양생에서도 재령 28일에서 압축강도 65 MPa의 알칼리 활성 모르터를 제조할 수 있는 것으로 나타났다.