• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.75-84
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• 2021

본 연구에서는 시멘트 제조공정에서 연료로 사용된 가연성 산업부산물 및 생활폐기물 대체연료 사용량과 시멘트 품질 중에서도 화학성분, 광물조성, 압축강도간의 상관관계를 확인하고자 하였다. 이를 위해 천연연료로서 유연탄, 대체연료로서 연질 플라스틱류(비닐류 등 풍력에 의해 비산되기 쉬운 성질의 플라스틱류), 경질 플라스틱류(이물질이 혼입되거나, 폐고무, PP 등 풍력에 비산되지 않는 성질의 플라스틱류), 재생유를 사용하는 국내 A시멘트 제조사 소성설비의 2017~2019년 3년간의 연료투입량을 독립변수로 하고, 시멘트 품질 데이터를 종속변수로 하여 요인 회귀분석을 이용한 분석을 실시하였다. 분석결과 대체연료의 종류 및 품질에 따라서는 화학성분(염소 및 LSF) 및 광물조성(f-CaO, C3S량)에 유의한 영향을 미치지 않았으며, 시멘트 압축강도를 저하할 것이라는 우려와는 달리 대체연료 사용량과 시멘트 압축강도간에 유의한 양의 상관관계가 성립하는 것으로 분석되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.82-93
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• 2024

시멘트 산업은 클링커 생산 과정에서 약 60 % 이상의 CO₂가 발생하며 이러한 많은 양의 CO₂를 효율적으로 저감 시키기 위해 범세계적으로 시멘트 대체 재료가 활용되고 있다. 대표적으로 활용되는 시멘트 대체 재료는 고로슬래그와 플라이애시가 있으며, 이들은 시멘트 산업을 비롯한 콘크리트용 혼화재료, 지반 고화재 등 다양한 산업에서도 활용되고 있다. 하지만, 각 산업의 탄소중립 전략에 따라 향후 이들의 가용성은 낮아질 것으로 전망되고 있기 때문에 시멘트 산업의 보통포틀랜드시멘트 혼합재 함량 증대 목표를 달성하기 위해서는 새로운 시멘트 대체 재료를 활용해야 한다. 석회석은 이미 시멘트 산업에서 다량 보유하고 있는 재료로 가용성 측면에서 장점이 있으며 분쇄효율이 높아, 해외 선진국에서는 이미 포틀랜드 석회석 시멘트를 표준으로 제정하여 상용화하고 있다. 이와 같은 배경에서 본 연구에서는 국내 PLC의 활용 가능성을 평가하기 위해 석회석의 분말도와 치환율이 시멘트의 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하였으며, 탄소중립 관점에서 CO₂ 배출량을 분석하여 시멘트의 환경 영향 평가를 수행하였다.

• Computers and Concrete
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• 제21권2호
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• pp.139-147
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• 2018

Due to enhanced construction requirement, ready mixed concrete are being popular day by day. The current study aimed to develop ready mixed concrete using GBFS contained cement and determine its properties of fresh and hardened states. A real scale experiment was set up in a ready mixed plant for measuring workability and compressive strength. The workability was tested after mixing (within 5 minutes), 30, 60, 90, 120 and 150 minutes of the running of bulk carrier. The ready mixed carrier employed spinning motion i.e., rotating around its axis with 20 RPM and running on road with 1km/h speed. The mixing ratio of cement: sand:gravel, water to cement ratio, super plasticizer were, 1:1.73:2.47, 0.40 and 6% of cement, respectively. The chemical composition of raw material was determined using XRF and the properties of cements were measured according to ASTM standards. The experimental results confirm that the cement with composition of 6.89% of GBFS, 4% of Gypsum and 89.11% of clinker showed the good compressive strength and workability of concrete after 150 minutes of the spinning motion in bulk carrier.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1999년도 학회창립 10주년 기념 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.73-76
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• 1999

In recent, concrete material like specific cement and additives having many functions hsa been developed. In road pavement, ultra high early strength cement or organic material are used to open the road early, but there are many restrictions like workable time and special equipment. We aim to developed specific concrete which 1 day strength is over 300kgf/$\textrm{cm}^2$ to open the road within one day and workable time is maintained over 1 hour that can make the concrete ready mixed concrete. In this study, we are convinced if the ratio of hauyne clinker or its additive is increased early strength property is progressed and if the ratio of non hydrous gypsum is increased longtime strength is progressed. The concrete strength is 290-310 kgf/$\textrm{cm}^2$ at 1 day, 570-640 kgf/$\textrm{cm}^2$ at 28 day and the workable time is maintained over 30 minutes. As the results of this experiments We find out the possibility to developed the 1 day usable ready mixed concrete with high early strength.

• 시멘트
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• 통권51호
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• pp.20-30
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• 1973

1) electron-microprobe를 응용하여 $CaO-SiO_2-Al_2O_3$ 계에서 생성한 $C_2S$, $C_3S$ 에 존재하는 sulfate의 solid, solution을 정량적으로 구할 수 있었으며 이 결과로 $C_2S$ 에 $Al_2O_3$, $SO_3$ 등이 solid soln 등으로 침적되고 이들이 $C_3S$의 생성을 억제한다는 mechanism이 확인되었다. 2) phase equilibrium(상평형)에 의하면 $Na_2SO_4$, $K_2SO_4$는 mineralizer로서 작용하며 $C_3S$ 의 생성을 돕는다. 그러나 $K_2SO_4$ 와 $Al_2SO_3$ 가 결합상태로 존재할 경우는 1,400 $^{\circ}C$에서 광범위한 liquid를 생성하며 quenching하면 glass질과 $\beta-C_2S$ 만이 얻어지고 $C_3S$ 는 생성되지 않는다. 또 이를 1,250 $^{\circ}C$ 까지 서냉하면 $C_2S$ 와 Ca, K, Al, S, 등을 함유한 새로운 물질이 생성된다. 3) $CaO-SiO_2-Al_2O_3-Fe_2O_3$ 계에서 $C_3S$ 의 생성에 미치는 $Na_2SO_4$, $K_2SO_4$ 의 영향을 실험실적으로 검토한 결과 complex interaction이 확인되었으며 $Na_2SO_4$ 는 어떤 경우에는 mineralizing effect를 상실한다는 재미 있는 사실이 발견되었다.

• Computers and Concrete
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• 제12권6호
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• pp.755-774
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• 2013

Considering the well known environmental issues of cement manufacturing (direct and indirect levels of $CO_2$ emissions), clinker replacement by supplementary cementing materials (SCM) can be a very promising first step in reducing considerably the associated emissions. However, such a reduction is possible up to a particular level of SCM utilization, influenced by the rate of its pozzolanic reaction. In this study a (4-step) structured methodology is proposed in order to be able to further adjust the concrete mix design of a particular SCM, in achieving additional reduction of the associated levels of $CO_2$ emissions and being at the same time accepted from a derived concrete strength and service life point of view. On this note, the aim of this study is twofold. To evaluate the environmental contribution of each concrete component and to provide the best possible mix design configuration, balanced between the principles of sustainability (low environmental cost) and durability (accepted concrete strength and service life ). It is shown that such a balance can be achieved, by utilising SCM by-products in the concrete mix, reducing in this way the fixed environmental emissions without compromising the long-term safety and durability of the structure.

• 한국세라믹학회지
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• 제19권1호
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• pp.51-57
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• 1982

The clinckers were obtained when a raw mixture consisted of limestone, slags and gypsum was burned at 134$0^{\circ}C$ for 30 minutes, and 128$0^{\circ}C$ for 30 minutes adding $CaF_2$ as a flux. The principal compounds of these clinkers were $C_3S_2$, $\beta-C_2S$, $C_1A_3{\bar{S}}$. To investigate hydration behavior, cements were made and hydrated at constant humidity cabinet (W/C=0.5 20$\pm 1^{\circ}C$). X-ray diffractometer, SEM, and conduction calorimeter were employed to examine the hydration behavior. The hydrates were mainly C-S-H, ettringite, $Ca(OH)_2$. By the hydration of $C_3S$ and $C_4A_3\bar{S}$, the needle-like ettringite filling the inner vacant spaces of the hardened body might contribute to the rapid-hardening and high-strength phenomena. Furthermore, the hardened body became stronger due to the hydration of $C_2S$ at later period. The addition of granulated blastfurnace slags have a potential to be a blended cement.

• 한국세라믹학회지
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• 제21권3호
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• pp.221-230
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• 1984

In this study an investigation was made to determine optimum ratio between $SO_3$, MgO and $K_2O$ that maximizes $C_2S$ formation in Clinkering reaction Using response surface analysis method. It was proved that 1) Residual $K_2O$ int he clinker should be converted to $K_2SO_4$ because $K_2SO_4$ has less effect on the burnability than $K_2O$, 2) Optimum ratio if $SO_3$/K2O is 1.5, 3) Optimun balance between $CaSO_4$ and MgO is to be adjusted to such a level that w/o SO3=0.7(w/o MgO-2).4) In case of lack of $K_2O$ free CaO was minimized when $K_2SO_4$=2.3w/o and MgO=1.5w/o but if remaining $K_2O$ was 2w/o free CaI was minimized in the level that $K_2SO_4$=2.3w/o and MgO =1.5 w/o but if remaining $K_2O$ was 2 w/o free CaO was minimized in the level that $K_2SO_4$=4.5w/o and MgO =3.0 w/o.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권1호
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• pp.68-73
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• 2001

Active belite cement clinker 합성을 위하여 안정제로 borax (3 wt%)를 사용하였으며, 1300, 1350, 140$0^{\circ}C$에서 소성하고, 각각의 소성온도에서 아세톤 급냉, 공냉, 로냉의 3가지 방법으로 냉각속도를 달리하여 합성하였다. 클링커의 특성분석은 TG-DTA, XRD, FT-IR, SEM-EDS로 조사 분석하였으며, free-CaO 함량은 KSL 5120의 ethylene glycol법으로 정량하였다. Borax(3 wt%)를 첨가한 시료의 시차열분석에서 ${\gamma}$상으로의 전이는 관찰되지 않았으며, 각각의 소성온도와 냉각속도에 따른 free-CaO 분석에서 0.07~0.14%의 범위로 낮게 나타났으며, borax가 첨가되지 않은 시료는 140$0^{\circ}C$에서 소성하고 급냉시켰지만 ${\gamma}$상으로 전이되어 dusting 현상을 나타내었다. Borax(3 wt%) 첨가된 시료의 SEM 미세구조는 140$0^{\circ}C$에서 소성하고 급냉시켰지만 ${\gamma}$상으로 전이되어 dusting 현상을 나타내었다. Borax(3 wt%) 첨가된 시료의 SEM 미세구조는 140$0^{\circ}C$에서 소성된 모든 시료와 135$0^{\circ}C$에서 소성하고 급냉과 공냉시킨 시료는 type I belite, type III belite($\alpha$상) 구조를 나타낸다. 135$0^{\circ}C$에서 소성하고 로냉한 시료와 130$0^{\circ}C$에서 소성된 모든 시료는 type II belite($\beta$상) 구조를 나타내었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2012년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.215-216
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• 2012

Emissions of CO₂ occur during the production of cement manufacturing process. During the production of clinker, limestone is mainly calcium carbonate, is heated to produce lime and CO₂ as a by-product. It has a major problem, CO₂ uptake is not considered in concrete carbonation, just focus in CO₂ emission. This study is to develop a simulation model for CO₂ uptakes in concrete structures based on carbonation reduction coefficient considering finishing materials. CO₂ uptakes unit of concrete cubic meter is calculated by CO₂ emissions unit of concrete materials and usage of concrete materials in mix proportion. From the simulation result, CO₂ uptake ratios is 2.04 percent in carbonation models of concrete structure during 40 years.