• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.610-616
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• 2020

최근 미세먼지 및 배기가스로 인한 환경문제를 해결하고자 도로구조물의 광촉매 적용이 시도되고 있다. 이에 본 연구에서는 폐수슬러지에서 제조 후 재활용된 저비용 고성능 광촉매(GST)의 혼합 및 분산방안을 검토하고, 질소산화물(NOx) 제거 성능을 최종 평가하여 저비용 고성능 광촉매를 활용한 콘크리트 이형박리제를 개발하고자 한다. 광촉매적용을 위한 분산방안을 검토하기 위해 분산된 시료를 4주간 옥외폭로하여 분리유무를 통한 안정성을 평가한 결과, 분산형 증점제 사용량 20 % 적용시 층분리 및 침전현상 없이 안정적인 상태를 보였다. 저비용 고성능 광촉매를 활용한 이형박리제를 거푸집에 도포시켜 탈형한 시편의 NO 및 NOx 제거율은 Plain 대비 200~400 %의 우수한 효과를 나타내었다. 저비용 고성능 광촉매를 활용한 콘크리트 이형박리제의 성능을 증진시키기 위해서는 나노사이즈인 광촉매의 분산성 향상 및 사용량 증가가 필요할 것으로 사료된다. 또한, 저비용 고성능 광촉매를 활용한 이형박리제를 도로구조물 및 노출 콘크리트에 사용하게 되면 NOx 제거효율을 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.81-88
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• 2005

플라이애쉬를 콘크리트 혼화재로 사용할 경우 수화열의 저감, 내화학성의 증대, 건조수축의 저감, 장기강도의 개선 등의 여러 가지 장점이 있으나, 3일 이내의 초기강도 발현이 낮은 점과 성분중의 미연탄소분의 영향으로 인하여 AE제 흡착에 의한 공기량의 변동 등의 몇 가지 이유로 인하여 일부 공사를 제외하고는 일반적으로 10% 전후만을 사용하고 있다. 본 연구에서는 플라이애쉬 사용량을 시멘트량의 최대 30%까지 치환하고, 이때 발생할 수 있는 초기강도를 개선하기 위하여 무기질계 혼합재인 CSA 및 제지애쉬를 플라이애쉬 사용량의 8, 20%를 혼합하여 조기강도 특성 및 미소수화열 발생에 의한 조기강도 개선 가능성에 분석을 하였다. 미소수화열 측정결과 플라이애쉬를 10, 20, 30% 치환한 경우 강도에 영향을 줄 수 있는 제 1 Peak의 발열량 및 발현 시간이 OPC 배합보다 낮고 늦게 나타나고 있으며, CSA 및 제지애시를 혼입할 경우 발열량이 증가하고 시간도 단축되는 것으로 나타났다. 특히 제지애시를 혼합할 경우 강도에 영향을 줄 수 있는 제 2 Peak의 발현 시간 및 발열량이 OPC와 유사한 것으로 나타났다. 응결시간의 경우 CSA 및 제지애시를 혼입할 경우 플라이애쉬 배합보다 단축되는 것으로 나타났으며, 이는 미소수화열 발열량과 상관성이 있는 것으로 나타났다. 압축강도의 경우 플라이애쉬 배합에 CSA 및 제지애시를 혼입항 경우 조기강도 증진효과가 있는 것으로 나타났으며, 특히 제지애시를 혼입할 경우 강도 증진이 효과적으로 나타나는 것으로 분석되었다. 따라서 플라이애쉬를 다량 사용할 경우 이에 따르는 조기강도 하락 방지에 CSA 및 제지애시가 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 검토되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.5-13
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• 2008

본 연구에서는 각종 건축물의 해체 공사에서 발생하는 다량의 폐콘크리트를 이용한 재생골재의 활용방안으로 유해폐기물 고형화 방법에 있어 요구되는 재생골재의 공학적 특성을 파악하고 그 적합성을 평가하기 위하여 실험하였다. 시멘트 모르타르에 재생골재를 기존 모래와 혼합하여 재생골재 5-15%일때 28일 양생 모르타르의 강도는 1급 콘크리트 벽돌 C종의 강도기준인 $163kg/cm^2$을 모두 상회하였다. 안정성 평가를 위한 용출실험 결과 Cu, Cd, Pb, Cr, As의 경우 법적기준치 보다 낮았으나, Hg의 경우 기준치보다 용출농도가 높게 나타내었는데 이는 Hg이 단순히 물리적으로 고정되기 때문인 것으로 판단된다. 시멘트의 모르타르의 결정구조를 파악하기 위한 XRD 분석결과 $Ca(OH)_2$, ettringite, CSH 피크가 나타났으며, 양생시간이 길어짐에 따라 나타나는 비교적 안정된 수화물인 CSH의 피크가 높게 나타났다. 위의 실험 결과 재생골재 치환량 5-10%일 때 혼화재인 비산회, 하수슬러지 소각재를 첨가한 경우 유해폐기물고형화 재료로써 활용가능성이 충분하나 압축강도를 좀 더 증진시킬 수 있는 다른 혼화재 및 첨가제 등에 관한 연구가 진행된다면 효과적인 재활용 방안이 될 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권6호
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• pp.319-326
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• 2017

본 연구에서는, IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle: 석탄가스화 복합발전)에서 배출되는 용융 슬래그로 부터 지오폴리머를 제조하여 알칼리 활성화제의 몰농도, W/S 비(water/ solid ratio), 재령일에 따른 비중과 압축강도 등 물리적 특성을 분석함과 동시에 발포제인 Si 슬러지를 첨가하여 경량화 소재로서의 가능성을 고찰하였다. 특히 경량 지오폴리머의 강도 특성향상을 위하여 복합 활성화제 및 pre-curing 공정을 적용하였다. 단일 활성화제를 사용한 경량 지오폴리머의 압축 강도는 9.5 MPa이었으나, 복합 활성화제로 제조할 경우 2~5배 정도의 압축강도 증진 효과를 나타내었다. 더군다나, pre-curing을 실시한 경량 지오폴리머의 경우, pre-curing하지 않은 시편들에 비해 18~48 % 가량 높은 압축강도 값을 보였다. 본 연구에서 복합 활성화제와 pre-curing 공정의 도입으로 얻어진 경량 지오폴리머의 최고 압축강도는 40 MPa(3일 재령하여 밀도가 $1.83g/cm^3$인 시편)로서 시멘트 콘크리트에 필적하였다. XRD 결정상 분석과 SEM을 이용한 미세구조 분석을 통하여 지오폴리머 표면에서 C-S-H 겔(sodium silicate hydrate gel)의 모상에 꽃봉오리 모양의 zeolite 결정상이 균일하게 분포된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국농공학회지
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• 제35권2호
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• pp.92-103
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• 1993

A sunday system with a horizontal bin-type composter was constructed and operated to evaluate its composting performance for four days for each test in October, 1992. A sundry system is one of popular systems for composting livestock manure, of which main benefit is to utilize unlimited, clean, and free solar radiation. A rectangular concrete bin(composter) with dimension of 300cm(length) X90cm(width) X60cm(height) was bedded alternatively with four lanes of aeration pipes and heating pipes, and was insulated at three walls with 50mm styrofoam. Each aeration pipe of a diameter of 25mm had 4mm perforated holes at every 15cm longitudinally, and supplied air of about 2m$^3$/min to the composter to maintain aerobic condition . A stirrer rotating at 1 rpm made one round trip every 20 minutes on the conveying chain along the the length of the composter. Five tests (Test 1~Test 5) were implemented to evaluate the composting effectiveness of a sundry system with a horizontal bin-type composter. Treatments of two levels of the mixture ratio of swine manure and paper sludge cakes(manure : paper sludge cakes= 1 : 4 and 1 : 2) and two levels of the water content(W/C ; 70% and 50%) were made to test the significance of the physicochemical properties for decomposition of the mixture materials. Temperature, C/N ratio, water content, microbial activity of the composting materials were taken measurements to evaluate its performance with the lapse of composting time for tests. A small-scale sundry system with a bin-type composter did not appear to be an appropriate system for composting livestock manure. Since heat generation by the composting materials could not overcome heat loss due to areation in a small-scale composter, a proper thermal enviroment could not be maintained to propagate massively thermopilic microorganism relatively in a short period of time. Different from the result of Chol et al.(1992) 6), a temperature variation of the composting materials did not show the peak clearly and C/N ratio didn't lower with time as expected. Mesophilic microoragnism seemed to play an important role for decomposition of the mixture materials. A sundry system with a bin-type composter may be good for a large-scale livestock farm household which may produce enough animal manure. Therefore a decision should be made very carefully to choose a system for composting livestock waste.

• Advances in concrete construction
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• 제14권1호
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• pp.1-13
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• 2022

Due to the physical-chemical characteristics of some bottom ash (BA), there are technical, economic and environmental limitations to find a destination that will add value to it. In Brazil, this residue is eventually used for filling coal extraction pits or remains in sedimentation ponds, creating a susceptible panorama to environmental issues. The geopolymers binders are one of the alternatives to the proper use high amounts of these materials. In this work, geopolymeric binder pastes were produced with BA mixed to activators with different alkali contents (expressed as %Na₂O), as well as the incorporation of soluble silicates (Ms content). The production of binary geopolymeric pastes based on the use of two industrial wastes: fluid catalytic cracking (FCC) and aluminum anodizing sludge (AAS), was also assessed. The content in mass of BA/FCC and BA/AAS ranged from 100/0, 90/10; 80/20 and 70/30. Systems with soluble silicates as activator in a molar ratio SiO₂/Na₂O of 1.0 (Ms = 1.0) and Na₂O content of 15%, showed the best results of mechanical strength (42 MPa at day 28^th). The improvement is up to 5X when compared to NaOH based systems. For systems with partial replacement of BA of 10% of AAS and 20% of FCC (80/20), the presence of soluble silicates was also effective to increase compressive strength.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.388-395
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• 2016

본 논문에서는 폐수슬러지에서 제조된 재활용 이산화티탄($TiO_2$)을 혼입한 시멘트 모르타르의 NOx 저감 성능에 대해 고찰하였다. 일반적으로, 이산화티탄은 클러스터 형태로 입자가 붙어 있어, 시멘트의 응결과 경화 전에 타설체 하면에 침강하는 특징이 있다. 그 결과로 타설체의 상면과 하면에는 이산화티탄의 분포도가 서로 상당한 차이를 나타내고, 광촉매 효과도 하면에서 우수하게 나타난다. 건물이나 주택과 같은 건축구조물에서는 이를 해결하기 위해, 이산화티탄을 혼입한 프리캐스트 제품을 미리 제작 후, 조립 시에는 타설 시 상면과 하면을 뒤집어 거치하여 상대적으로 높은 이산화티탄 분포면을 대기에 노출시키는 방식을 사용한다. 그러나 콘크리트 도로포장과 같은 현장 타설의 경우, 상면과 하면을 뒤집어 거치할 수 없기 때문에 이산화티탄의 분산성은 중요하다. 이를 개선시키기 위한 본 논문의 결과로 실리카퓸, 고성능감수제, 증점제, 고로슬래그 등 전형적인 시멘트성 재료의 분산에 기여하는 재료는 이산화티탄 클러스터의 분산효과에 미미한 영향을 주었다. 급결제, 발포제, 작은 크기의 잔골재의 조합이 이산화티탄 클러스터의 분산성을 개선하였다. 분산성 개선에도 불구하고, 타설체 상면과 하면의 NOx 제거효율은 하면에 큰 효율을 지속적으로 나타내었고, 이는 표면에 분포하는 공극량에 따라 달라지는 것을 디지털 표면 이미지 분석을 통하여 확인하였다. 많은 공극분포를 갖는 표면은 상대적으로 매끄러운 표면에 비해 NO가스 흡착을 기본적으로 높이게 되고, 이를 기준으로 상대적인 NOx 제거효율이 높아지는 것으로 사료된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제24권1호
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• pp.67-75
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• 2024

한국은 주택 난방 방식으로 대부분 온돌 파이프라인을 이용한 방법을 채택하고 있으나 콘크리트 속에 매설되어 있는 특성으로 인해 설치 후 배관 내부의 지속적인 관리를 하기가 쉽지 않다. 온돌 배관은 장기간 사용을 하면 슬러지나 부식 산화물, 미생물 등이 배관 내벽에 퇴적되면서 난방의 효율이 나빠져서 심한 경우에는 열화에 의한 부식, 스케일 등의 문제를 일으키기도 한다. 따라서 본 연구는 온돌 파이프라인의 유지관리를 위하여 초음파 발생 방식을 제안하고 그 가능성을 실험으로 확인하는데 그 목적이 있다. 본 연구를 위한 초음파 발생 장치는 3가지로 제시되며, 표면 진동형, 외부 발생형, 내부 발생형이 그것이다. 관내 오염물은 분말형 가루, 슬러지형 가루, 액상 물질로 선정하였다. 초음파 발생 이후 시간에 따른 세척 효과를 확인하였으며, 세척 결과는 이미지 분석 방법을 통해 산출하였다. 실험 결과, 배관 외부에서 발생시킨 초음파가 효과적임을 알 수 있었으나 배관 내부에서 발생시킨 초음파 역시 유사한 세척 결과를 얻었다. 온돌 배관의 특성 상 외부 발생이 불가능하므로 내부의 발생을 통한 세척 효과가 있을 것으로 기대된다. 향후 배관 내부 발생 장치의 개발을 통해 온돌 파이프라인의 유지관리를 위한 새로운 방식의 제시가 가능할 것으로 기대된다.