• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.47-48
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• 2023

In the domestic industrial sector, greenhouse gases emitted from the cement industry account for about 10%, with most of them generated during the cement clinker calcination process. During the calcination process, 57% of carbon dioxide is emitted from the decarbonation reaction of limestone, 30% from fuel consumption, and 13% from electricity usage. In response to these issues, the cement industry is making efforts to reduce carbon dioxide emissions by developing technologies for raw material substitution and conversion, improving process efficiency by utilizing low-carbon alternative heat sources, developing CO₂ capture and utilization technologies, and recycling waste materials. In addition, due to the limitations in purchasing and storing industrial byproducts generated from industrial facilities, many studies are underway regarding the recycling of construction waste. Therefore, this study analyzes the manufacture of calcium silicate cement (CSC), which can store carbon dioxide as carbonate minerals in industrial facilities, and aims to contribute to the development of environmentally friendly regenerated cement using construction waste.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2005년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.101-104
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• 2005

The world's cement demand is anticipated to increase about 2.558$\%$ every year until the first half of the 21st century. To be closed the increase of cenment damand and simultaneously comply with the Kyoto Protocal, cement that gives less carbon dioxide(Co2) discharge should be urgently developed. If cement can be manufactured with industrial byproducts such as granulated blast furnace slag(GBFS), phosphogypsum(PG), and waste lime(WL) instead of clinker as its counterproposal, there would be many advantages including maximum use of these industrial byproducts for high value-added resources, conservation of natural resources and energy by omitting the use of clinker, minimized environmental pollution problems caused by Co2 discharge and reduction of the cost. So this study aims to solve the problems by manufacturing non-sintered cement.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권7호
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• pp.483-489
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• 2005

For the raw materials of 3CaO$\cdot$3Al$_{2}$O$_{3}$ $\cdot$CaSO$_{4}$(CSA) clinker manufacturing, the applications of industrial wastes such as waste shell, spent oil-refining catalyst and desulfurized gypsum were examined. The c1inkerbility of the raw mix and the behaviour of formation of clinker minerals were studied and then some hydraulic properties of cements containing the clinker were also investigated. By virtue of the high reactivity of thermally decomposed raw materials, CSA clinkers were obtained at relatively low temperature of 1250$^{\circ}C$ and thus oil-refining catalysts were more desirable than aluminium hydroxide as an aluminous raw material. The expansive cement samples showed somewhat lower flow value than that of OPC, but their compressive strengths were developed earlier and higher than that of OPC due to formation of ettringite in the early hydration time, which indicated the possibility of practical use of low-cost CSA clinker using industrial wastes only.

• 한국건설순환자원학회지
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• 제19권2호
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• pp.32-39
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• 2024

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.294-301
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• 2020

본 연구에서는 클링커의 고Al₂O₃화를 통한 에너지 절감형 시멘트 제조 가능성을 확인하기 위해, Al₂O₃ 함량이 높은 OPC 조합원료를 실험실 전기로에서 소성하여 C₃A 함량이 높은 클링커를 제조한 후 XRD 리트벨트 분석 및 광학 현미경을 통해 클링커의 소성성을 평가하고, 제조된 클링커에 혼합재를 첨가하여 얻어진 시멘트의 미소수화열 및 압축강도 측정을 통해 시멘트 반응성을 평가하고자 하였다. 그 결과 Al₂O₃ 함량을 일반 OPC보다 증가시켜 제조한 시멘트는 OPC에 비해 소성성이 뛰어나 시멘트 제조 에너지 절감에 기여할 수 있으며, OPC에 비해 C₃A(alite) 광물의 함량이 감소하였음에도 불구하고 압축강도가 오히려 향상되는 등 긍정적으로 작용할 수 있다. 유동성 저하, 수화열 증가와 같은 문제에 대해서도 석고 첨가량 및 분말도 조정, 혼합재 첨가와 같은 방법으로 제어할 수 있을 것으로 기대되어 적극적인 연구가 필요하다.

• 토지주택연구
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• 제15권1호
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• pp.147-156
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• 2024

본 연구는 시멘트 클링커 제조에 사용되는 탄산염 광물인 석회석(CaCO₃)을 CO₂가 결합되어 있지 않은 탈탄산 원료를 사용하여 제조 공정 중에 발생하는 CO₂를 저감하고자 하는 연구로 다양한 산업부산물 중 폐콘크리트에 부착되어 있는 시멘트페이스트를 이용하고자 하였다. 일반적으로 시멘트용 석회석은 최소한 CaCO₃의 함유량이 80% 이상(CaO, 44% 이상)의 것을 사용해야만 시멘트 클링커의 품질을 확보할 수 있다. 하지만 폐콘크리트 미분말의 CaO 함량은 평균 20% 정도로 시멘트 클링커 원료로 사용하기 위하여 CaO 함량을 35% 이상으로 조성비를 올려줘야 이용이 가능하다. 따라서 폐콘크리트 미분말의 조성 광물 경도차이를 이용하여 경도가 상대적으로 낮은 CaO 형태의 광물을 선택적으로 분쇄하여 분급 및 체가름을 할 경우 CaO 함량을 35% 이상 상승시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는 분쇄 공정을 통해 경도가 상대적으로 낮은 CaO를 함유한 광물들을 선택적으로 분쇄하여 효율적으로 CaO와 SiO₂ 외 기타 성분을 분리하는 최적 조건에 대하여 실험적 및 통계적으로 검토·분석하였다. 시멘트 크링커 원료로서 탈탄산된 35% 이상 CaO를 함유한 폐콘크리트 미분말 제조를 위한 최적 분쇄 조건 실험 결과, 분쇄 시간 5분 이내, 피분쇄물 종류 30mm, 피분쇄물양 1.0 이상이 최적 조건인 것을 알 수 있었지만 단일 입도의 분쇄물이 아닌 혼합입도의 분쇄물에 대한 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 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.

• 자원리싸이클링
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• 제31권3호
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• pp.53-60
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• 2022

본 연구에서는 시멘트 제조공정에서 염소를 함유한 폐자원을 활용하였을 때, 염소가 클링커뿐 아니라 최종 제품에 긍정적인 영향을 끼칠 수 있는 최적의 조건을 제시하고자 염소 함유 시멘트의 물리적 특성을 분석하였다. 동일한 조건의 클링커를 이수석고 중량비 95:5 및 93:7로 분쇄 후 실험을 진행하였다. 또한 클링커 모듈러스를 IM 1.3, 1.5 및 1.7로 제어하여 클링커의 광물학적 특성과 물리적 특성을 동시에 분석하였다. 동일 염소 함량 조건에서 이수석고 함량이 증가할수록 3일 압축강도는 감소하였으나, 장기 압축강도 발현율은 증가하였다. 또한 플로우와 응결시간이 증가하는 것을 확인되었다. IM 감소에 따라 우수한 클링커 광물 특성이 발현되어 free-CaO 함량이 감소하고, alite 및 ferrite 광물이 소폭 증가하였다. 압축강도는 IM이 감소할수록 증가하였으며, IM 1.3의 경우 IM 1.7 대비 약 14%가 상승하였다. 이를 통해 시멘트 제조공정에서 폐자원을 활용하여 자원 절약, 에너지 절감 등의 환경적 측면과 아울러 최종 제품인 시멘트 압축강도 등의 성능 향상에 긍정적인 영향을 미치는 것을 기대할 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.521-524
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• 2008

본 연구에서는 국내 시멘트내 크로뮴의 존재 상태를 파악하여 시멘트 내 수용성 6가 크로뮴의 저감 방안연구의 발판을 마련하기 위한 기초실험으로써, 시멘트내의 크로뮴의 상태파악을 위하여 입자 크기별 함유량과 광물별 크로뮴의 분포를 알아보았고, 시멘트중의 크로뮴과 가용성 성분을 분석하고 고찰하였다. 마지막으로 국내 시멘트중의 크로뮴 현황에 대하여 알아보았다. 그 결과, 시멘트 입도별 수용성 6가 크로뮴은 분말도가 높은 20${\mu}$m이하에서 가장 높은 함유량을 나타냈고, 국내 클링커를 광물 분리하여 크로뮴을 측정 시, belite와 간극상에서 alite에 비하여 매우 높은 크로뮴의 고용량이 측정되었다. 최근 10개월간 측정한 국내 시멘트의 총 크로뮴의 양과 수용성 6가 크로뮴을 측정한 결과 초기에 비하여 기간이 지남에 따라 수용성 6가 크로뮴의 양이 전체적으로 감소하면서 안정적인 농도값을 나타내었고, 현재 가이드라인 설정치인 30ppm이하를 만족하고 있으며 대부분이 20ppm 이하로 나타났다. 국내 시멘트는 외국의 다른 자료들과 비교 시 총 크로뮴의 양은 적은 반면에 전환율이 높아 비교적 높은 수용성 6가 크로뮴 함유량을 나타내는 것으로 나타났다. 전환율은 10-40% 정도로 큰 범위로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권6호
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• pp.210-215
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• 2023

조합 원료의 소성성은 시멘트 제조 기술에서 매우 중요한 요소이며, 각 원료들의 물리적, 화학적 및 광물학적 특성에 의해 좌우된다. 본 연구에서는 국내산 석탄재와 일본산 석탄재를 시멘트 원료로 사용했을 경우, Lafarge 평가 방법과 Polysius 평가 방법을 이용하여 소성성을 비교하였다. 석탄재의 종류와 투입량에 관계없이 석탄재를 사용하였을 경우가 석탄재를 사용하지 않았을 때 보다 소성성이 향상됨을 알 수 있었다. 모든 종류의 석탄재에서 투입량이 증가할수록 소성성이 향상되었으나, 3 %까지 소성성의 향상이 뚜렷하였고 4 % 첨가 시에는 향상 폭이 상대적으로 크지 않았다. 결론적으로 시멘트의 품질이 허용하는 범위 내에서 석탄재의 투입량이 증가할수록 소성성이 향상되며, 따라서 클링커의 소성에 필요한 연료비의 절감도 기대할 수 있다.