• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.252-260
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• 2022

국내에서 카올린 순도가 낮은 저품질의 고령토는 고순도의 고령토보다 월등히 많은 매장량과 우수한 경제성에도 불구하고 제품으로 활용되지 못하고 대부분 사장되고 있다. 본 연구의 목적은 국산 저품질 고령토를 석회석 소성점토 시멘트(LC³)의 원료로 활용할 수 있는 가능성과 최적의 소성온도를 도출하는 것으로, 고령토의 소성온도(600 ℃, 700 ℃, 800 ℃, 900 ℃)에 따른 LC³ 페이스트의 수화물 생성과 기계적 특성을 평가하기 위해 등온 열량 측정, X-선 회절 분석, 열 중량 분석 및 압축강도 시험을 실시하였다. 결과적으로 국산 저품질 고령토 점토는 클링커의 50 %를 대체하였음에도 불구하고 수화 3일차부터 메타카올린의 포졸란 반응에 의해 카르보알루미네이트 수화물과 C(A)SH를 생성하여 OPC와 거의 동등하거나 그 이상의 강도를 나타냈으며, 소성온도에 따라 강도발현에 큰 차이가 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제11권5호
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• pp.190-196
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• 2001

명반석$[K_2SO_4$.$Al_2(SO_4)_3$.$4Al(OH)_3$]을 공기분위기에서 가열하면 500~$580^{\circ}C$에서 탈수되고, 580~$780^{\circ}C$에서 $SO_3$(g)가 발생되므로 석회석과 혼합소성하였을 때의 무수석고($CaSO_4$)의 합성특성을 조사하였다. 명반석의 열분해는 $CO_2$(g) 분압에 영향이 없으나, 석회석의 경우 공기 분위기에서는 약 $650^{\circ}C$부터 분해되지만 $CO_2$(g)의 포화 분위기에서는 약 $900^{\circ}C$부터 분해된다. 명반석과 석회석을 1:6의 몰비로 혼합한 후 공기 분위기와 $CO_2$(g) 포화분위기에서 $10^{\circ}C$/min의 속도로 $1000^{\circ}C$까지 가열하여 2시간 동안 소성하면 $550^{\circ}C$에서 무수석고가, $700^{\circ}C$에서 calciumlangbeinite($(2CaSO_4$.$K_2SO_4$)가, 800~$950^{\circ}C$에서 ha yne이 형성되며 이때 무수석고의 합성량은 각각 99.0%와 95.0% 정도였다. 공기 분위기에서 무수석고 합성량은 석회석의 입도(0.5mm 이하)에 관계없이 거의 일정하지만, $CO_2$(g)의 포화분위기에서는 석회석의 입도가 작아짐에 따라 증가된다. 그러므로 명반석과 석회석을 1:6의 몰비로 혼합 소성하면 1 몰의 ha yne과 1 몰의 calciumlangbeinite로 구성된 클링커가 합성가능하다.

• 한국건축시공학회지
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• 제24권2호
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• pp.181-191
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• 2024

석회석은 시멘트의 주원료로써 90% 이상을 사용하고 있으며, 고온 소성 과정에서 및 석회석의 탈탄산 반응으로 많은 양의 CO₂를 배출한다. 이에 석회석 사용량 저감을 위해 원료를 대체할 수 있는 부산물에 관한 연구들이 진행 중이다. 또한 광물 탄산화는 기체인 CO₂를 탄산염 광물로 전환하는 기술로 산업시설에서 배출되는 CO₂를 포집하여 광물로 저장 및 자원화할 수 있다. 한편, 건설폐기물은 계속적으로 증가하는 추세로, 폐콘크리트는 많은 부분을 차지하고 있다. 폐콘크리트는 파쇄 및 분쇄를 통해 순환골재로써 활용되고 있으나 이때 발생하는 폐콘크리트 미분말은 유효하게 재이용 되지 못하고 대부분 폐기 또는 매립되는 실정이다. 이에 본 연구에서는 폐콘크리트를 석회석 대체재로써 활용하여 광물 탄산화 기술을 적용할 수 있는 이산화탄소 반응경화 시멘트 제조 가능성을 확인하고자 한다. 폐콘크리트 미분말 치환율 및 이산화탄소 반응 경화 시멘트의 주요 광물이 생성되는 조건인 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비에 따른 광물 분석 결과, 폐콘크리트 미분말 치환율과 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비가 높을수록 주요 광물인 Pseudowollastonite와 Rankinite 생성량이 증가하였다. 또한 세 가지 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비에서 공통적으로 폐콘크리트 미분말을 50% 치환한 경우 Gehlenite가 생성되었으며, 생성량 또한 유사하였다. 이는 콘크리트 미분말에 함유하고 있는 Al₂O₃ 성분이 CaO와 SiO₂와 반응하여 Gehlenite가 합성된 것으로 판단된다. Gehlenite의 경우 Pseudowollastonite와 Rankinite와 같이 광물 탄산화를 통해 탄산염 광물인 CaCO₃를 생성하는 산화물로써 이는 Al₂O₃가 함유된 산업부산물을 원료로 사용하는 경우 이산화탄소 반응경화 시멘트의 광물로써 활용이 가능할 것으로 기대한다.