• 제목/요약/키워드: Hydration Reaction

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MgCO3와 사문석을 사용한 마그네시아 시멘트의 무기 첨가제 영향 (Effect of Inorganic Admixture for Magnesia Cement Using MgCO3 and Serpentine)

  • 이종규;소정섭
    • 한국재료학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.75-80
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    • 2015
  • The carbon dioxide($CO_2$) released while producing building materials is substantial and has been targeted as a leading contributor to global climate change. One of the most typical method to reducing $CO_2$ for building materials is the addition of slag and fly ash, like pozzolan material, while another method is reducing $CO_2$ production by carbon negative cement development. The MgO-based cement was from the low-temperature calcination of magnesite required less energy and emitted less $CO_2$ than the manufacturing of Portland cements. It is also believed that adding reactive MgO to Portland-pozzolan cements could improve their performance and also increase their capacity to absorb atmospheric $CO_2$. In this study, the basic research for magnesia cement using $MgCO_3$ and magnesium silicate ore (serpentine) as main starting materials, as well as silica fume, fly ash and blast furnace slag for the mineral admixture, were carried out for industrial waste material recycling. In order to increase the hydration activity, $MgCl_2$ was also added. To improve hydration activity, $MgCO_3$ and serpentinite were fired at $700^{\circ}C$ and autoclave treatment was conducted. In the case of $MgCO_3$ as starting material, hydration activity was the highest at firing temperature of $700^{\circ}C$. This $MgCO_3$ was completely transferred to MgO after firing. This occurred after the hydration reaction with water MgO was transferred completely to $Mg(OH)_2$ as a hydration product. In the case of using only $MgCO_3$, the compressive strength was 3.5MPa at 28 days. The addition of silica fume enhanced compressive strength to 5.5 MPa. In the composition of $MgCO_3$-serpentine, the addition of pozzolanic materials such as silica fume increased the compression strength. In particular, the addition of $MgCl_2$ compressive strength was increased to 80 MPa.

스컬용융법에 의한 패각을 이용한 큐빅지르코니아 단결정 성장 (Cubic zirconia single crystal growth using shell by skull melting method)

  • 정진화;연석주;석정원
    • 한국결정성장학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.124-128
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    • 2013
  • 본 연구에서는 안정화제로, 패각으로부터 정제한 CaO를 사용하여 Skull melting법으로 큐빅 지르코니아를 성장시켰다. 꼬막 패각을 HCl을 0.1~1 mol%로 1차 처리한 후 수화반응을 거쳐 최적의 처리시간과 농도를 검토하였다. HCl을 1 mol%의 농도로 처리했을 때 가장 순도가 높았으며 수화반응시 $45^{\circ}C$의 온도로 24시간 동안 반응시킬 때 완전한 $Ca(OH)_2$ 를 얻을 수 있었다. $Ca(OH)_2$$1200^{\circ}C$에서 5시간 처리하였을 때 CaO의 순도가 가장 높게 측정되었다. 패각으로부터 얻어진 CaO를 $ZrO_2$에 첨가하여 함량을 10~30 mol% 로 변화시켜 Skull melting법으로 단결정을 성장시켰다. Skull melting법에 사용된 고주파 발진기의 주파수는 약 3.4 MHz이며 단결정의 하강속도는 시간당 3 mm로 4 cm 길이로 성장시켰다. 실험결과 CaO의 함량이 15 mol% 일 때 결정성이 가장 우수했다.

아크릴산과 메타크릴산의 효소적 배당화 (Enzymatic Glycosylation of Acrylic Acid and Methacrylic Acid)

  • 박돈희;김해성
    • KSBB Journal
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    • 제16권1호
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    • pp.82-86
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    • 2001
  • Glyco-acrylate and methacrylate were synthesized by lipase-catalyzed glycosylation of acrylic acid, methacrylic acid and their vinyl esters with $\beta$-methyl fructoside and glycerol in t-butanol as a reaction medium. At the optimum conditions for enzymatic glycosylation of acrylic acid and vinyl methacrylate, we attained up to 80% conversion for glyco-acrylate from acrylic acid and 90% conversion for glyco-methacrylate from vinyl methacrylate. The polymerizable glyco-acrylates and methacrylate have biomedical application as hydrophilic monomers and hydration modifiers to be use for hydrogel contact lens formulation.

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자기건조수축을 고려한 고강도 콘크리트의 수축변형 특징에 관한 연구 (Effect of Autogenous Shrinkage on Shrinkage behavior in High Stength Concrete)

  • 백낙승;차수원;이성철
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집(II)
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    • pp.429-432
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    • 2006
  • The shrinkage mechanism of high strength concrete is different from that of normal concrete. The shrinkage of normal concrete is subjected to evaporate moisture in concrete, but most shrinkage in high strength concrete is caused by chemical reaction. To analyze shrinkage of concrete exactly, it is necessary to divide drying shrinkage with autogenous shrinkage in terms of degree of hydration, especially in concrete with low W/C ratio. The proposed method can provide a rational basis for prediction of shrinkage in high strength concrete structure.

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콘크리트 내부 온습도 추정 및 탄산화 깊이 예측 (Estimation of Thermal Humidity Inside Concrete and Prediction of Carbonation Depth)

  • 박동천
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2021년도 봄 학술논문 발표대회
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    • pp.197-198
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    • 2021
  • The temperature and humidity inside concrete affects the depth of carbonation. In this study, the temperature and humidity inside concrete were predicted by the numerical method under the boundary conditions of ambient temperature, humidity, solar radiation, and wind. Using the results of the thermal humidity analysis, diffusion of carbon dioxide and the reaction of cement hydration products were calculated for carbonation depth.

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$Ca(OH)_2/CaO$계 화학 열펌프에 있어서 고체 반응층의 전열해석 (Numerical Analysis of Heat Transfer in Packed Bed of $Ca(OH)_2/CaO$ for Chemical Heat Pump)

  • 김종식
    • 태양에너지
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    • 제17권1호
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    • pp.67-77
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    • 1997
  • 본 연구는 에너지 밀도와 승온효과가 큰 화학 열펌프시스템 개발을 위해 무기 수화물계인$Ca(OH)_2/CaO$ 원주형 충전층내 핀을 주입 전열 촉진한 경우에 있어서 반응촉진 효과의 이론적 평가를 행하였다. 그 결과 충전층내 수화 탈수 반응시 반응층내 시간에 따른 온도 분포변화 및 반응율 분포에 대한 수치 해석 결과 전열핀 주입에 따른 반응완결 시간이 절반이하로 줄일 수 있다고 한 실험결과와 잘 일치됨을 알 수 있었다. 또한 해석결과 열화학 반응은 주로 온도 및 농도에 의존하였고 경계조건과 입자 충전층의 열전도에 의해 크게 좌우됨을 알 수 있었다.

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환원슬래그를 사용한 모르타르의 저온에서의 초기동해 방지에 관한 기초적 실험 (A Fundamental Experiment on Preventing Frost Damage at Early Age of Mortar in Low Temperature using Reduction Slag)

  • 민태범;문영범;김형철;최현국;김재영;이한승
    • 한국건축시공학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.1-7
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    • 2016
  • 본 연구에서는 $-5^{\circ}C$이하에서도 가열 양생이 없이 수화 반응시 수화열이 높게 발생되는 환원슬래그를 시멘트 분체와 치환사용 하여 영하의 온도에서도 콘크리트의 자체 발열로 인해 압축강도를 재령 3일 이내 5MPa를 발현시켜 초기동해를 방지시키는 것이 최종 연구의 목적이며 이에 대하여 환원슬래그의 물리적 특성 평가와 열적 특성 평가를 실시한 결과 환원슬래그는 높은 수화열을 발생시키기 때문에 저온에서도 압축강도 발현이 우수함을 알 수 있었다. 이는 환원 슬래그의 성분 중 $C_{12}A_7$$C_3A$에 의해 수화열이 높게 발생됨 저온에서도 압축강도가 발현되는 것으로 나타났다. 하지만 환원슬래그 단독 치환하였을 경우 $SO_3$함량 부족으로 급결이 발생하는 것을 알 수 있었다. 급결을 방지하기 위해서는 석고의 사용이 필수적으로 사용되어야 한다. 따라서 본 연구 결과 환원슬래그와 석고를 3성분계로 사용하였을 경우 저온에서도 재령 3일에서 5MPa 압축강도를 나타나는 것으로 보아 저온에서도 콘크리트의 초기동해를 방지할 수 있을 것으로 판단된다.

캡슐형 슬러리 PCM을 혼입한 매스콘크리트의 수화열 평가 및 온도균열 FEM 해석에 관한 연구 (Evaluation of Hydration Heat of Mass Concrete with Capsulated Slurry PCM and FEM Study for Analyzing Thermal Crack)

  • 박창건;김보현;이한승
    • 한국건축시공학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.379-388
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    • 2014
  • 본 연구의 목적은 실험 및 FEM 해석을 통해 캡슐형 슬러리 PCM이 혼입된 매스콘크리트의 수화열 및 온도균열 평가하는 것이다. 자재, 시멘트 혼입, 콘크리트 혼입 단계에서의 수화열 평가 실험을 진행하였으며, FEM 해석을 위해 압축강도시험을 실시하였다. 실험 결과를 토대로 캡슐형 슬러리 PCM이 혼입된 콘크리트의 발열함수계수를 FEM 역해석에 의해 도출하였으며, 도출된 발열함수계수를 실구조물 규모 매스콘크리트 FEM 해석에 적용하였다. PCM 소재 단계 실험을 통해 $31^{\circ}C$ PCM이 과냉각 현상 없이 흡열, 발열 특성이 정상적으로 나타나는 것을 확인하였다. PCM의 시멘트 혼입 단계에서는 PCM 1g당 34.61J 만큼의 수화열을 흡열하는 것으로 나타났으며, 콘크리트 혼입 단계에서는PCM 혼입율이 증가함에 따라 최고수화온도 도달시간은 지연되고, PCM 6% 혼입 시 수화열 저감성능이 가장 높게 나타났다. 실험결과를 토대로 역해석을 실시한 결과, PCM 혼입율이 증가함에 따라 반응속도계수는 낮게 도출되었으나, 최고온도계수는 6%에서 최소로 나타나고, 초과할 경우 오히려 증가하는 것으로 해석되었다. 역해석을 통해 도출한 발열함수계수를 실구조물 규모 매스콘크리트의 수화열 해석에 적용한 결과, PCM 1% 혼입 당 온도균열 지수가 0.05 증가하는 것으로 나타났다.

나노 크기 칼슘-실리케이트-하이드레이트(C-S-H) 결정이 시멘트 수화에 미치는 영향 분석 (Effect of Nano-sized Calcium-silicate-hydrate (C-S-H) Crystals on Cement Hydration)

  • 김경태;우수지;유성원;최영철
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.153-160
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    • 2023
  • 본 연구에서는 액상반응법을 이용하여 나노 크기의 C-S-H 결정을 합성하고 그 특성을 조사하였다. 합성한 C-S-H 결정을 현탁액 형태로 시멘트 복합체에 첨가하여 시멘트의 수화특성에 미치는 영향을 확인하였다. 최적 응집 형태의 나노 크기 C-S-H 결정을 도출하기 위해 화학혼화제의 양을 변수로 제조하였으며, SEM 사진 분석을 하였다. 합성된 C-S-H 결정외 유해물질을 제거하기 위해 세척 과정을 추가하였다. 세척과정을 거친 C-S-H 결정의 경우 유해물질의 농도가 낮아짐을 확인하였다. 합성된 C-S-H 현탁액은 세척 과정 유무에 따라 제조하였으며, 시멘트 중량대비 함유량을 주요 변수로 하여 시멘트 복합체를 제조하였다. 미소수화열 분석을 통해 C-S-H 결정이 시멘트의 초기 수화특성에 미치는 영향을 확인하였다. 또한, 모르타르 시험체를 제작하여 시간에 따른 압축강도를 측정하였다. 실험결과 나노 크기의 C-S-H 결정이 시멘트 페이스트 내에서 핵 생성처 역할을 하여 시멘트의 초기 수화를 촉진시키며, 초기 압축강도 또한 증가하는 것을 확인하였다.

잔골재 종류에 따른 고로슬래그 미분말 모르터의 응결시간 및 강도발현 특성 (The Setting Time and Strength Development of Blast-Furnace Slag Powder Mortar According to Kinds of Fine Aggregate)

  • 최현규;김영희;손호정;이향재;한민철;한천구
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2011년도 추계 학술논문 발표대회
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    • pp.251-252
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    • 2011
  • This study is to investigate experimentally the strength properties of mortar using recycled fine aggregates(RA) and blast furnace slag powder(BS) without cement according to type of fine aggregate. In the results of the study, compressive strength of RA was the highest. It can be considered that the results are due to the reaction of the non-hydration cement in RA to the latent hydraulicity reaction of the BS.

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