• 한국세라믹학회지
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• 제56권4호
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• pp.365-373
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• 2019

Pond ash is a mixture of mostly coarser fly ash and bottom ash. The recycling rate of pond ash is low because pond ash is mixed with seawater and deposited in ponds. The pond ash is also subjected to natural weathering over a period of time. In this study, we investigated whether pond ash can be used as a raw material of geopolymers, without any purification process or through a minimal purification process. In addition, we investigated whether synthetic basalt made by adding foaming agent to geopolymer or casting it into a mold can show the surface of the natural basalt as it is. The highest 7-day compressive strength in geopolymers from pond ash without purification process was 26 MPa. The highest 7-day compressive strength in geopolymers from pond ash with impurities removed through dry sieve analysis was found to improve to 80 MPa. On the other hand, synthetic basalt made with geopolymer was shown to be more advantageous aesthetically when produced by casting it in a silicone mold rather than by adding a foaming agent. Non-purified pond ash can be made into geopolymers having low strength. Pond ash purified by sieving can, without use of an aggregate, be made into geopolymer having high-strength. Also, it is possible to produce synthetic basalt with the same appearance as natural basalt and sufficient strength for commercialization. This process will contribute to the mass consumption and recycling of pond ash.

• Computers and Concrete
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• 제20권4호
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• pp.381-389
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• 2017

The various types of structural materials that are available in the construction industry nowadays make it necessary to predict their stress-strain behavior. Geopolymer are alternatives for ordinary Portland cement concrete that are made from pozzolans activation. Due to relatively new material, many mechanical specifications of geopolymer are still not yet discovered. In this study, stress-strain behavior has been provided from experiments for unconfined geopolymers. Modulus of Elasticity and stress-strain behavior are critical requirements at analysis process and knowing complete stress-strain curve facilitates structural behavior assessment at nonlinear analysis for structures that have built with geopolymers. This study intends to investigate stress-strain behavior and modulus of elasticity from experimental data that belongs for geopolymers varying in fineness and mix design and curing method. For the sake of behavior determination, 54 types of geopolymer are used. Similar mix proportions are used for samples productions that have different fineness and curing approach. The results indicated that the compressive strength ranges between 7.7 MPa and 43.9 MPa at the age of 28 days curing.

• 자원리싸이클링
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• 제23권6호
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• pp.3-11
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• 2014

화력발전소 바닥재는 입자크기의 범위가 넓고 미연탄소 함량이 높아 지오폴리머의 원료로 잘 사용되지 않는다. 지오폴리머의 원료로서 바닥재가 대부분인 매립 석탄재를 대량 재활용하기 위한 가공공정을 평가하기 위하여 로드밀과 유성볼밀로 분쇄하여 지오폴리머의 강도에 미치는 영향을 알아보았다. 기계적 분쇄가 바닥재의 비정질 함량 변화에 미치는 영향은 거의 없었다. 이는 석탄재의 주요 결정질 상인 뮬라이트가 침상으로 존재하는데, 침상의 뮬라이트는 높은 강도와 인성을 갖기 때문에 비정질화되기 어렵기 때문으로 판단된다. 그러나 분쇄 효과는 입자크기를 감소시켰으며 매립 석탄재 입자의 크기 분포를 보다 균일하게 하여 알칼리와의 반응성을 증가시켰다. 로드밀은 상대적으로 입자크기의 범위를 좁게 만들었지만 입자크기 감소효과는 적었다. 그럼에도 불구하고 로드밀의 분쇄는 최대 약 37%의 압축강도를 증가시켰으며, 이는 유성볼밀의 효과와 동일하였다. 로드밀 분쇄는 매립 석탄재의 반응성을 증가시켜 지오폴리머의 원료로 대량 재활용하기에 적합한 공정이다.

• 한국재료학회지
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• 제20권9호
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• pp.488-493
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• 2010

Geopolymer is a term covering a class of synthetic aluminosilicate materials with potential use in a number of areas, but mainly as a replacement for Portland cement. In this study, geopolymers with fly ash and meta kaolin were prepared using KOH as an alkali activator and water glass. The effect of water glass on the microstructures and the compressive strength of the geopolymer was investigated. As the amount of water glass increased, the dissolved inorganic binder particles in the geopolymers increased due to polymerization, resulting in a dense microstructure. The meta kaolin-based geopolymer showed a better extent of polymerization and densification than that of the fly ash-based geopolymer. XRD data also suggested that polymerization in meta kaolin-based geopolymers should be active resulting in the formation of an amorphous phase with an increasing amount of water glass. The compressive strength of the geopolymer was also dependent on the amount of water glass. The compressive strength of the geopolymers from both fly ash and meta kaolin increased with an increasing amount of water glass because water glass improved the extent of polymerization of the inorganic binder and resulted in a dense microstructure. However, the addition of water glass to the geopolymer did not seem to be effective for the improvement of compressive strength because the meta kaolin-based geopolymer mainly consisted of a clay component. For this reason, the fly ash-based geopolymer showed a higher value of compressive strength than the meta-kaolin geopolymer.

• Computers and Concrete
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• 제21권1호
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• pp.103-110
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• 2018

This study introduces the supervised committee fuzzy model as a hybrid fuzzy model to predict compressive strength (CS) of geopolymers prepared from alumina-silica products. For this purpose, more than 50 experimental data that evaluated the effect of $Al_2O_3/SiO_2$, $Na_2O/Al_2O_3$, $Na_2O/H_2O$ and Na/[Na+K] on (CS) of geopolymers were collected from the literature. Then, three different Fuzzy Logic (FL) models (Sugeno fuzzy logic (SFL), Mamdani fuzzy logic (MFL), and Larsen fuzzy logic (LFL)) were adopted to overcome the inherent uncertainty of geochemical parameters and to predict CS. After validating the model, it was found that the SFL model is superior to MFL and LFL models, but each of the FL models has advantages to predict CS. Therefore, to achieve the optimal performance, the supervised committee fuzzy logic (SCFL) model was developed as a hybrid method to combine the benefits of individual FL models. The SCFL employs an artificial neural network (ANN) model to re-predict the CS of three FL model predictions. The results also show significant fitting improvement in comparison with individual FL models.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권6호
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• pp.257-263
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• 2019

분쇄되지 않은 IGCC 슬래그와 Si 슬러지를 발포제로 사용하여 경량 지오폴리머를 제조하였다. 이때, Si 슬러지 첨가량에 따른 경량 지오폴리머의 물리/화학적 특성을 파악하고자 하였다. IGCC 슬래그, 알칼리활성화제, 그리고 Si 슬러지를 5 wt.% 이상 혼합하여 지오폴리머 페이스트를 제조하면 발열반응에 의해 페이스트의 온도가 수분내에 90℃ 이상 도달하였고, 이 발열반응으로 인해 지오폴리머 반응이 가속화되어 경화되었으나 너무 격렬한 발포반응 때문에 시편성형이 어려웠다. 시편의 압축강도와 밀도는 Si 슬러리의 첨가량이 증가할수록 모두 감소하는 경향을 보였으나, 10 wt.% 이상의 첨가에서는 압축강도와 밀도 모두 큰 변화를 보이지 않았다. 단순히 Si 슬러지의 첨가량 증가만으로 낮은 밀도를 달성하는 것에는 한계가 있으며 W/S 비의 조절을 통해 페이스트의 유동성을 조절하여 기공을 비교적 균일하게 제어하는 것이 중요하다고 판단되었다. 따라서, Si 슬러지 첨가량의 조절보다는 작업조건 및 기포형성에 적절한 W/S 비를 찾는 것이 중요하며, Si 슬러지 0~30 wt.% 첨가시에는 W/S 비를 0.2로, 실제 적용 가능성은 없으나 Si 슬러지 30 wt.% 이상 첨가시에는 0.28 이상으로 조절하는 것이 바람직한 것으로 사료되었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2011년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.115-116
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• 2011

TNowadays, the global warming is the most serious problem in the world and the cement industry is one of the factors which are responsible for it. Therefore, the development of new binders with enhanced environment and durability performance is needed. In this regard, the geopolymer technology is one of the breakthrough developments as an alternative to the portland cement. This paper shows some points of view on the development of geopolymers by reviewing previous researches including historical background, constituents of geopolymers, process of geopolymerization and several applications of geopolymer. Hence, the author proposes two research trends which are finding the best combination between the source materials and alkali liquid then, evaluating the corrosion for the metal bars.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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• pp.193-194
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• 2023

Recently, research is being conducted on geopolymers using industrial by-products as a cement substitute to reduce carbon dioxide emissions from the construction industry. Since geopolymers use industrial by-products, their performance varies depending on the type of alkali activator used, curing temperature, etc. Therefore, as part of a study to reduce carbon dioxide emissions from the construction industry, this study mixed blast furnace slag powder and ferronickel slag powder as cement substitutes, and compared and analyzed the fluidity and compressive strength of no-cement composites according to curing temperature.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권5호
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• pp.249-255
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• 2017

화력발전소에서 발생되는 매립회의 지오폴리머 원료화를 위하여 자력선별 공정을 이용하여 자성체와 비자성체로 분리하였으며, 매립회의 입도 및 자석의 세기에 따른 미연탄소의 선별 특성을 관찰하였다. 3000 G 자석을 이용한 세립(0.15~0.84 mm)과 조립(0.84~2.4 mm) 매립회의 자력선별 결과, 매립회는 입도에 상관없이 비자성체의 무게분율과 강열감량이 자성체보다 높게 나타났으며, 세립 매립회의 경우 자석의 세기를 3000 G에서 10000 G로 증가시키면, 약한 자성을 띠는 물질들도 자성체로 분리됨에 따라 자성체의 무게 분율이 급격히 증가되면서 낮은 강열감량에도 불구하고 전체 강열감량의 32.6 wt%의 66.9 %(22.8 wt%)를 차지하였다. 자력 선별된 조립 매립회로 제조된 지오폴리머의 재령일별 압축강도 측정결과, 미연탄이 적게 포함된 자성체로 제조된 지오폴리머의 압축강도가 20 MPa를 나타내었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권6호
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• pp.247-257
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• 2021

본 연구는 오토클레이브 양생시편이 예상과 달리 초기강도는 잘 발현되지 않는 반면, 수중에 장기 침지할 경우 압축강도가 향상되는 현상을 규명하기 위해 시작되었다. 증류수 및 알칼리 용액에 침지하였고, 세 가지 양생방법이 시도되었다. 알칼리용액에 침지할 경우 증류수 침지 시편이 추가적인 지오폴리머 반응에 의해 보다 더 높은 압축강도를 가질 것으로 예상하였으나, 실제로 추가적인 지오폴리머 반응에 의해 생성된 결정립들과 알칼리골재 반응에 의한 시편의 팽창 때문에 21일 침지 후 침지용액에 의한 압축강도의 변화는 크게 나타나지 않은 것으로 사료되었다. 지오폴리머의 수중 및 알칼리용액 내 장기공용성을 확보하기 위해서는 오토클레이브를 이용하여 양생 후 21일 이상 수중 침지를 시키면서 숙성(aging) 시키는 것이 바람직 한 것으로 결론지을 수 있었다.