• 콘크리트학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.13-21
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• 2014

혼화재로서 고로슬래그가 콘크리트의 전과정 환경영향에 미치는 효과를 정량적으로 평가하기 위하여, 3395개의 실내 배합 및 1263개의 레미콘 배합을 분석하였다. 콘크리트의 환경영향을 평가하기 위한 전 과정 평가 방법을 요약하면, 1) 고려된 시스템 경계는 요람에서 시공 전단계까지이며, 2) 재료, 운송 및 콘크리트 생산에서의 환경부하 평가는 국가 생애주기 데이터목록을 주로 기반으로 하였으며, 3) 환경부하는 분류화, 특성화, 정규화 및 가중치 단계를 거쳐 정량적인 환경영향 지표로 환산되었다. 콘크리트 전과정 환경영향은 주로 지구 온난화, 광화학 산화생성물 및 무생물 자원고갈의 세 범주로 분류될 수 있었다. 또한, 콘크리트의 환경영향 지표들은 주로 보통 포틀랜드 시멘트의 양에 의해 결정되었으며, 고로슬래그 치환율의 증가와 함께 감소하였다. 이를 고려하여, 콘크리트의 환경영향 지표들은 단위 결합재 양 및 고로슬래그 치환율의 함수로 간단하게 모델링 될 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.379-387
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• 2017

본 연구에서는 기존 PVA 섬유보강 시멘트 복합체(fiber-reinforced cementitious composites, FRCCs) 대비 성능유지 90% 이상을 목표로 하여 자원순환형 재료를 치환한 PVA FRCCs를 제조 및 개발하고자 하였다. 자원순환형 재료를 치환한 FRCCs의 압축, 휨 및 직접인장강도 시험을 통하여 역학적 특성을 분석하였으며, 이와 더불어 FRCCs의 제조단계에서 이산화탄소($CO_2$) 배출량을 국내 외 LCI 데이터베이스를 통하여 평가하였다. 실험을 통해 역학적 특성을 평가한 결과, 자원순환형 재료의 치환율이 증가함에 따라 압축, 휨 및 직접인장강도가 감소하는 경향으로 나타났다. $CO_2$ 배출량은 물결합재비(W/B)가 높고, 플라이 애시(FA)의 치환율이 높을수록 감소하는 것으로 나타났다. FA의 치환율이 증가함에 따라 결합재 지수($B_i$) 또한 증가하여 단위 강도(1 MPa)를 발휘하기 위한 결합재의 양이 보통 포틀랜드 시멘트보다 FA가 높은 것으로 나타났다. FRCCs의 성능을 유지하기 위해 설정된 목표치와 $CO_2$ 배출량을 동시에 고려해 볼 때 W/B 45%, FA 25% 및 순환 잔골재 25%가 치환된 배합이 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.407-414
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• 2004

최근 우리나라 건설업체들의 해외, 특히 동남아지역의 빈번한 진출에 따른 고속도로, 항만 및 해양콘크리트구조물 등의 건설수주물량이 크게 증가하고 있는 추세이다. 이와 같은 요구에 부응하기 위하여 4종류의 산업부산물을 콘크리트용 혼화재로 활용한 고강도콘크리트에 착안하게 되었다. 본 연구에서는 광물질혼화재 4종류를 각각 조합한 고강도콘크리트 현장의 기후조건을 고려하여 양생온도 2종류와 양생조건 3종류씩 각각 변화시킨 총 22종류의 배합에 대하여, 고강도 강도 콘크리트의 기초물성과 염소이온 침투 저항성을 평가하기 위하여 응결 및 슬럼프, 압축강도, 공극량 및 ASTM C 1202 시험을 실시하였다. 본 연구결과, 고로슬래그미분말 혼합 고강도콘크리트의 혼합률에 관계없이 압축강도는 거의 비슷하였으나, 염소이온 총 통과전하량은 혼합률 40%에서 가장 작은 값을 나타내었다. 한편 G4FS 고강도콘크리트의 초기재령 압축강도는 가장 컸으나, G4F의 압축강도는 양생 온도 및 조건에 따라 상이하였으며, 재령 7일 이후 가장 크게 발현되었다. 한편, 고강도콘크리트의 총 통과전하량은 G4FS

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.201-210
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• 2014

이 연구는 콘크리트 구조물의 전과정 $CO_2$ 평가를 위한 단계적 모델을 제시하였다. 고려된 시스템 경계는 원료채취에서부터 재활용까지로서, 구성재료, 운송, 레미콘 공장에서의 계량 및 배합, 구조물의 사용 및 해체, 폐콘크리트의 파쇄 및 재활용까지를 포함한다. 구조물의 운영(40년) 및 재활용(20년) 단계에서 탄산화에 의한 $CO_2$ 포집양은 탄산화 깊이를 예측하기 위해 제시된 모델로부터 산정하였다. 제시된 $CO_2$ 평가모델에 기반하여 콘크리트 구조물의 전과정 $CO_2$양을 직접적으로 평가할 수 있는 성능평가표를 구체화하였다. 제시된 성능평가표를 이용한 사례분석 결과 보통포틀랜드 시멘트(OPC)가 콘크리트 구조물의 전과정 $CO_2$ 양에 미치는 기여비율은 약 85%이었다. 탄산화에 의한 $CO_2$ 포집양은 콘크리트 구조물의 전과정 $CO_2$ 양에 약 15~18%로 평가되었는데, 이는 OPC 생산으로부터 배출된 양의 약 19~22%에 해당된다. 결국, 제시된 $CO_2$ 성능평가표는 콘크리트 구조물의 각 단계에서 $CO_2$ 배출 또는 포집을 쉽게 결정할 수 있는 가이드라인으로서 설계 또는 시공 시 효율적으로 이용될 수 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제1권2호
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• pp.114-119
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• 2013

본 연구에서는 공동주택의 난방시스템을 위한 단열재로서 지속가능한 알카리활성 기포콘크리트 배합설계를 제시하기 위한 5배합을 실험하였다. 알카리활성 결합재를 위해 73.5%의 고로슬래그와 15%의 고로슬래그가 5%의 수산화칼슘과 6.5%의 규산나트륨에 의해 활성화되었다. 주요 실험변수인 단위 결합재양은 $325kg/m^3$에서 $425kg/m^3$까지 $25kg/m^3$ 단위로 증가하였다. 실험결과 AA 기포콘크리트는 단위 결합재양이 $375kg/m^3$일 때 KS F 4039에서 제시하는 최소 강도조건 및 경제성을 만족시켰다. 또한 보통포틀랜드시멘트 기포콘크리트 대비 알카리활성 기포콘크리트의 환경영향 저감율은 광화학산화물의 경우 99%, 지구온난화의 경우 87~89%, 자원고갈의 경우 78~82%, 그리고 산성화와 인간독성의 경우 70~75% 수준으로서 매우 높았다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.185-194
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• 2004

근년에 와서 우리나라 건설업체의 해외진출이 빈번해 지고 있는 시점에서 특히 동남아 지역에서 대형 해양콘크리트구조물 등의 수주물량이 크게 증가하고 있는 추세를 감안하여 콘크리트 품질향상의 일환으로 광물질혼화재를 혼합한 고강도콘크리트에 착안하게 되었다. 그래서 광물질혼화재의 혼합률을 각각 달리하여 현장의 기후조건을 고려한 양생온도 $23^{\circ}C$ 및 $35^{\circ}C$의 2 종류와 양생조건을 3 종류로 변화시킨 4 배합, 16종류의 고강도콘크리트를 제조하였다. 본 연구 결과, 광물질혼화재를 혼합한 고강도콘크리트를 $35^{\circ}C$로 양생한 경우 초기재령에서 압축강도가 $23^{\circ}C$로 양생한 경우보다 컸으나 재령 28일 이후에는 반전되었다. 특히 고로슬래그미분말, 실리카흄과 팽창재 혼합 및 고로슬래그미분말과 실리카흄을 혼합한 고강도콘크리트의 총통과전하량은 각각 Negligible 및 Very low에 해당되는 매우 좋은 결과를 나타내었다. 따라서 고로슬래그미분말, 실리카흄 및 팽창재를 각각 적정량 혼합함에 따라 밀실한 고강도콘크리트의 제조가 가능하게 됨으로써 염화물이온 침투저항성이 크게 향상되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제15권2호
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• pp.3-9
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• 2006

용융전로슬래그로부터 일반 포틀랜드 시멘트로의 전환에 관한 기초 연구의 일환으로, 전로슬래그의 $Al_{2}O_{3}$ 농도에 따를 고체 CaO 입자와 용융슬래그간의 계면반응을 알아보고자 하였다. 염기도($B=CaO/SiO_2$)를 1과 2로 조정한 전로슬래그에 소정의 $SiO_2$와 $5{\sim}15wt%\;Al_{2}O_{3}$를 첨가제로 첨가하여 MgO도가니에 넣고 $1500^{\circ}C$에서 30분간 가열 용해하여 균질화 한 후, 같은 온도의 소결 CaO펠렛을 투입하여 $10{\sim}30$분간 반응시켰다. 반응 후 급냉한 시편을 도가니의 직경방항으로 절단해서 펠렛 단면의 CaO직경 변화를 측정하여 슬래그중 $Al_{2}O_{3}$첨가에 따른 CaO의 용해속도를 조사하고, 계면 생성층을 SEM/EDX로 관찰하였다. 그 결과, 슬래그의 염기도가 2인 경우, 염기도가 1인 경우 보다 생성층 $C_{3}S$상의 두께는 $Al_{2}O_{3}$를 15wt.%까지 첨가함에 따라 3.5배 증가하였으며, $C_{6}AF_{2}$ 또는 $C_{4}AF$양도 2배 정도 증가됨을 알 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.99-105
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• 2015

PURPOSES: In this study, alkali-activated blast-furnace slag (AABFS) was investigated to determine its capacity to absorb carbon dioxide and to demonstrate the feasibility of its use as an alternative to ordinary Portland cement (OPC). In addition, this study was performed to evaluate the influence of the alkali-activator concentration on the absorption capacity and physicochemical characteristics. METHODS: To determine the characteristics of the AABFS as a function of the activator concentration, blast-furnace slag was activated by using calcium hydroxide at mass ratios ranging from 6 to 24%. The AABFS pastes were used to evaluate the carbon dioxide absorption capacity and rate, while the OPC paste was tested under the same conditions for comparison. The changes in the surface morphology and chemical composition before and after the carbon dioxide absorption were analyzed by using SEM and XRF. RESULTS: At an activator concentration of 24%, the AABFS absorbed approximately 42g of carbon dioxide per mass of paste. Meanwhile, the amount of carbon dioxide absorbed onto the OPC was minimal at the same activator concentration, indicating that the AABFS actively absorbed carbon dioxide as a result of the carbonation reaction on its surface. However, the carbon dioxide absorption capacity and rate decreased as the activator concentration increased, because a high concentration of the activator promoted a hydration reaction and formed a dense internal structure, which was confirmed by SEM analysis. The results of the XRF analyses showed that the CaO ratio increased after the carbon dioxide absorption. CONCLUSIONS : The experimental results confirmed that the AABFS was capable of absorbing large amounts of carbon dioxide, suggesting that it can be used as a dry absorbent for carbon capture and sequestration and as a feasible alternative to OPC. In the formation of AABFS, the activator concentration affected the hydration reaction and changed the surface and internal structure, resulting in changes to the carbon dioxide absorption capacity and rate. Accordingly, the activator ratio should be carefully selected to enhance not only the carbon capture capacity but also the physicochemical characteristics of the geopolymer.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.641-644
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• 2008

본 고에서는 부산 제2롯데월드 현장에 공급이 가능한 부산지역의 레미콘사를 선정하여 플랜트 및 원재료의 현황에 대하여 조사한 것으로 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 조사한 레미콘 공장은 대부분 횡치형으로, 210m$^3$/hr용량의 Twin shaft 믹서를 주로 사용하고 있고, 결합재 및 혼화제 사일로보유대수는 각각의 공장마다 차이를 보이나, 원재료 종류별로 구분하여 사용하고 있었다. 결합재는 1종 보통 포틀랜드 시멘트, 플라이 애쉬 2종, 고로슬래그 미분말 3종을 주로 사용하고 있는데, 양호한 레미콘 품질관리를 위해 각각의 재료별 동일 공급사를 지정하여 사용하고, 품질 모니터링 기준을 마련하여 관리해야 할 것으로 판단된다. 굵은 골재는 다양한 산지의 부순 골재를 사용하고 있는데, 산지에 따른 품질차를 해결하기 위해 Y산지 골재를 사용하도록 하였고, 잔골재는 부순 잔골재, 세척사, 강사를 주로 사용하고 있는데, 혼합방법에 따라 실험을 실시하여 안정한 품질로 지속적인 공급이 가능한 잔골재를 선택하는 것으로 하였다. 혼화제는 배합 및 현장별로 별도 관리하고 있는데, 본연구에서는 2시간 유지성능 및 15시간 10MPa를 발현을 만족시킬 수 있는 폴리카르본산계 고성능감수제를 개발하여 사용하는 것으로 하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.307-314
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• 2017

콘크리트는 경제적이고 내구성을 가진 건설재료지만, 염해에 노출될 경우 내부 철근부식으로 인한 성능저하를 나타낸다. 콘크리트로 침투하는 염화물 이온은 수화물의 생성, 공극률 감소 등으로 인해 감소하게 되며, 주로 시간에 따라 감소하는 염화물 확산계수를 통하여 염화물 거동이 구현되고 있다. 본 연구에서는 고로슬래그 미분말(GGBFS: Ground Granulated Blast Furnace Slag)과 보통포틀랜트 시멘트(OPC: Ordinary Portland Cement)를 사용한 고성능 콘크리트를 대상으로 염화물 확산계수, 통과전하, 강도를 재령효과를 고려하여 평가하였다. 이를 위해 물-결합재비를 3가지 수준(0.37, 0.42, 0.47), 치환률을 3가지 수준으로 (0%, 30%, 50%)를 고려한 콘크리트를 제조하였으며, 28일 및 180일 재령에 따라 시험을 수행하였다. OPC를 사용한 콘크리트에서는 물-결합재비가 낮은 배합에서 염화물 확산이 감소하였으며, GGBFS를 50% 혼입한 배합에서는 물-결합재비가 높은 경우 염화물 확산성이 크게 감소하였다. 28일 재령에서 GGBFS 치환률이 50%인 경우 강도의 증가보다 빠르게 염화물 확산계수와 통과전하의 감소가 평가되었으며, 이는 초기재령에서도 효과적으로 염화물 침투에 저항할 수 있음을 나타낸다.