• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.418-424
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• 2016

본 연구는 화력발전소에서 배출되는 바텀애시의 재활용에 대한 실험적 연구이다. 바텀애시는 플라이애시 보다 다공성 및 높은 흡수율 등의 특징으로 재활용에 대한 연구가 제한적인 실정이다. 본 논문에서는 바텀애시를 결합재로 사용하기 위해 비표면적을 $4,000cm^2/g$까지 미분쇄하였으며, 바텀애시 기반 지오폴리머 모르타르의 플로우, 압축강도 시험 및 미세구조 분석을 실시하였다. 지오폴리머 모르타르의 플로우 측정 결과 활성화제 몰농도가 증가함에 따라 추가배합수가 증가하여 플로우 값이 향상되었다. 압축강도를 검토한 결과 양생온도와 몰농도가 높을수록 압축강도가 증가하였고, 미세구조 분석을 통하여 지오폴리머 반응으로 생성된 지오폴리머 겔을 확인할 수 있었다. 따라서 활성화제 사용 시 지오폴리머 반응은 온도 상승에 비례하여 촉진되기 때문에 적절한 활성화제 몰농도와 고온양생을 통하여 바텀애시 기반 지오폴리머 콘크리트의 제작이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.463-469
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• 2016

본 연구에서는 팽창재-팽윤재-결정성장 촉진제로 구성된 자기치유 재료(SH-PO-0)와 칼슘이온 용출을 촉진하는 인산염계 혼화재(PO)를 첨가한 자기치유 재료(SH-PO-5, 15, 30)를 사용한 모르타르의 압축강도 및 투수성능을 평가하였다. SH-PO-0는 OPC 대비 28일 압축강도는 9% 감소하였지만, 투수량 감소비는 OPC 대비 현저히 낮아, 자기치유 재료의 유효성을 확인하였다. PO의 첨가량이 증가함에 따라 압축강도는 감소하고, 초기재령에서 투수성능은 개선되는 경향을 나타내었고, 적정 PO 치환율은 15% 수준이었다. SH-PO-15는 SH-PO-0 대비 28일 압축강도는 8% 이내에서 감소하였고, 초기 재령에서 투수성능이 더욱 개선되었으나, 장기재령까지 이어지지는 않았다. SEM-EDS분석에 의해 SH-PO-15의 칼슘 이온량이 더 많이 고정화되어 있음을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.174-181
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• 2018

본 연구에서는 프린트 층 사이에 부착에 초점을 두고 3D 프린팅 콘크리트의 구조거동 연구를 수행하였다. 3D 프린팅 콘크리트의 부착 및 인장강도 실험을 수행하고 일괄 타설 콘크리트 실험결과와 비교하였다. 실험변수는 콘크리트 층 사이의 프린트 시간차와 철근 보강 여부이다. 콘크리트 층 사이에는 공극이 존재하고 이에 따라, 강도 감소가 발생한다. 층 사이 대부분의 인장부착 강도 감소는 응력 집중과 프린트 시간차에 기인한다. 프린트 시간차가 24시간을 초과할 때 인장부착 강도의 감소는 구조거동에 영향을 미친다. 층 사이 철근 보강은 연성거동 증진에 유용하고 구조물의 갑작스런 파괴를 예방한다. 또한, 공극이 유발한 응력 집중에 기인한 휨 강도 감소는 횡방향 하중을 받는 3D 프린트 벽체 구조물 설계시에 고려되어야 한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.214-221
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• 2018

본 논문에서는 페로니켈슬래그 미분말 및 혼화재의 복합사용이 VR 하수관 강도발현에 미치는 영향분석에 관한연구를 실시하였다. 치환율을 변수로 시험을 실시하였으며, 휨강도 및 압축강도의 결과분석과 SEM 분석을 통한 강도발현 성능연구를 실시하였다. 휨강도 및 압축강도, SEM을 통한 미시적 분석을 통해, 각 경우 별 상관관계를 도출 할 수 있었다. 치환율은 OPC 질량대비 20%, 30%를 구분하여 페로니켈 슬래그 미분말 및 혼화재를 일정 비율로 치환하여 실시하였다. 치환율 20%일 경우 강도발현 성능이 우수한 것으로 나타났으며, 휨 강도와 압축강도는 페로니켈 슬래그 미분말, 생석회, 석고, 염화칼슘을 혼화재로 복합사용 하였을 때 강도발현 성능이 가장 우수하였으며, 조밀한 미세구조 형태를 나타냈고, 재령 28일 이후에도 점진적 강도발현 가능성이 보인다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.109-114
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• 2015

최근 CCPs를 대량 활용하는 HVFA 콘크리트에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 초기에는 주로 재료적인 분야에 대해서만 수행되어지고 있는 실정이었으나 최근 들어 HVFA 시멘트 콘크리트의 구조재료로의 적용을 위한 탄성계수, 응력-변형률 관계 및 구조 부재 거동 등에 대한 연구가 수행되고 있다. 이러한 일련의 연구 결과를 바탕으로 실물 구조 부재로의 적용성 평가를 위하여 지간길이 7.5m의 50% 다량 첨가된 플라이애시 시멘트 철근콘크리트 보 2개를 제작한 후, 휨 및 전단에 대한 구조거동 실험을 수행하여 HVFA 콘크리트의 실 구조물로의 적용성을 확인하고자 하였다. 실험결과에 의하면, HVFA 콘크리트의 응력-변형률 관계는 기존 연구 결과와 실험결과와의 다소 차이가 있지만 설계에 적용하기에는 큰 무리가 없는 것으로 나타났으며, 처짐, 변형률 등의 양상이 플라이애시를 첨가하지 않는 일반 콘크리트와 유사하게 나타나, 50% 플라이애시 시멘트 콘크리트 부재 부재의 휨 거동은 크게 차이나지 않는 것으로 나타났다. 또한 실험에서 구해진 콘크리트의 전단강도는 설계 식에서 구해진 콘크리트의 전단강도와 유사하게 나타나, 기존 설계식을 준용하여도 큰 무리가 없을 것으로 예상된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권10호
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• pp.49-57
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• 2013

전남 여수, 광양지역을 중심으로 한 광양만권 지역의 공업기반 시설은 석유화학단지와 제철소 및 제철연관단지 등 대단위산업단지로 조성되어 있으며, 이중 여수산업단지에서만 발생되는 다양한 산업부산물의 발생량만도 160만 톤이나 이들의 재활용률은 52%에 불과하다. 한편 우리나라의 천연골재의 채취 가능량은 80억$m^3$이며, 연간 수요량 2.4억$m^3$을 고려하면 33년간만 채취가 가능하며, 골재채취로 인한 환경파괴 등으로 정부는 연간 골재 채취량을 제한하고 있다. 이와 같은 환경과 자원의 문제가 국가적인 차원의 중요한 문제로 대두되고 있는 가운데, 각종 산업부산물의 재자원화를 위한 다양한 연구가 요구되고 있는 실정이다. 이 논문에서는 광양만권 산업부산물의 적절한 대량 처리방안과 광양만권 연약지반 건설현장의 경제적인 골재확보 방안의 일환으로, 인산석고와 슬래그를 이용한 인공골재를 제작하고 연약지반 개량을 위한 배수재로의 활용방안을 검토하였다. 인공골재의 제작 시 소정의 강도를 가지며, 인산석고와 슬래그 등 산업부산물의 재활용을 극대화하기 위하여 소량의 시멘트를 첨가하였으며 비소성 방식으로 제작하였다. 제조된 인공골재를 배수재용 골재로 사용하기 위해 시방기준의 검토를 위한 입도시험, 정수위 투수시험과 대형직접전 단시험을 실시한 결과, 인공골재에는 #200체 통과량이 15% 이하이며, 투수계수 $1{\times}10^{-3}cm/sec$ 이상인 시방기준을 충분히 만족하는 것으로 나타났다. 또한 대형직접전단시험 결과 건조 시료는 천연 쇄석과 유사한 내부마찰각을 가지며, 24시간 수침조건에서도 해사보다 우수한 것으로 나타나 연약지반에서 장비주행을 위한 지지력 확보에도 매우 유용할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.287-294
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• 2019

고로슬래그 미분말은 뛰어난 염해 저항성 및 내화학성을 가지고 있어 콘크리트에 널리 쓰여왔으나, 고분말도에 따라 수화열과 건조 수축에 의한 균열이 보고되고 있다. 국제 표준에서는 콘크리트에 저분말도 고로슬래그 미분말의 폭 넓은 상용화 및 균열 저감을 위하여 3,000급 저분말도 고로슬래그 미분말이 포함되어 있다. 본 연구에서는 저분말도 고로슬래그 미분말을 치환한 콘크리트(50%의 물-결합재비와 3,000급 고로슬래그 미분말을 60% 치환)와 삼성분계 콘크리트(50% 물-결합재비와 4,000급 고로슬래그 미분말 및 플라이애시를 총 60% 치환)가 고려되었다. 저분말도 고로슬래그 미분말을 치환한 콘크리트와 삼성분계 콘크리트의 강도 차이는 재령 3일차에서 재령 91일차까지 확연한 차이는 없었으며 우수한 염해와 탄산화 저항성을 나타내었다. 또한 적절한 공기량을 함유하여 두 배합 모두 90.0 이상의 높은 내구성 지수를 나타내었다. 배합개선을 통하여 저분말도 GGBFS 콘크리트의 초기강도 개선한다면 낮은 수화열 및 고내구성을 가진 매스 콘크리트를 제조할 수 있으리라 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.190-197
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• 2020

본 연구에서는 페로니켈의 제련과정에서 발생하는 산업부산물인 페로니켈슬래그 미분말과 광물질혼화재료를 사용한 시멘트 경화체의 역학적 특성 및 내구성능을 평가하였다. 3성분계 시멘트 경화체의 수화열, 공극구조, 압축강도, 길이변화, 급속염화물 침투시험(RCPT), 동결융해 저항성을 평가하여 보통포틀랜드 시멘트와 비교하였다. 그 결과 페로니켈 슬래그 미분말 및 광물질 혼화재료를 사용한 3성분계 시멘트 경화체의 압축강도는 기준콘크리트에 비하여 낮은 강도발현을 하였으나, 알칼리 활성화제를 사용함에 따라 어느 정도 회복되는 것을 알 수 있었다. 페로니켈 슬래그를 사용한 시멘트 모르타르의 길이변화는 기준 시편보다 수축이 덜 발생하는 것으로 나타났다. 또한 페로니켈 슬래그 미분말을 사용한 경우 알칼리활성화제 사용유무에 관계없이 모두 ASTM C 1202에서 제시한 '매우 낮은' 영역의 값을 나타내었으며, 동결융해저항성 평가에서도 기준콘크리트에 비하여 아주 우수한 결과를 나타내었다.

• 한국진공학회지
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• 제20권3호
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• pp.217-224
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• 2011

최근, 결정질 실리콘 태양전지 분야에서 저가격화와 공정의 단순화가 가장 중요한 부분으로 대두되고 있다. 특히 태양전지 가격의 대부분을 차지하고 있는 웨이퍼의 저가격화가 가장 큰 이슈로 떠오르면서, 웨이퍼의 저가격화를 실현하기 위한 최선의 방안으로 마이크로 블라스터를 이용한 재생웨이퍼 제작 방법이 대두되고 있다. 마이크로 블라스터를 이용하여 재생웨이퍼를 제작 할 경우, 표면의 요철이 형성되어 반사율이 감소되어 태양전지 내부로 입사하는 빛의 양을 증가시키는 긍정적인 효과가 있다. 또한, 공정비용이 저렴하여 태양전지 저가격화를 실현할 수 있다. 그러나, 마이크로 블라스터를 이용한 공정은 웨이퍼에 물리적인 충격을 주기 때문에 표면에 크랙이 형성되며 식각 잔여물들이 표면에 재흡착되는 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 단점들을 보완하기 위하여 DRE (Damage Remove Etching)를 수행하였다. DRE 공정 후 반사율과 소수 반송자 수명을 측정하여 미세 파티클과 마이크로 크랙의 제거를 확인하였고, 태양전지를 제작하여 효율에 미치는 영향을 분석하였다. 마이크로 블라스터 공정 후 웨이퍼의 소수 반송자 수명은 Bare 웨이퍼에 비해 80% 정도 감소하였으나, DRE 공정 수행 후에는 50% 까지 증가하였음을 확인할 수 있었다. 태양전지 효율을 비교해보면, DRE 공정을 수행한 웨이퍼의 경우 Bare 웨이퍼보다 약 1~2%, DRE 공정을 수행하지 않은 웨이퍼보다 약 3∼5% 증가했음을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.478-482
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• 2021

본 논문에서는 버려지는 전기로산화슬래그를 재활용하여 차폐용 콘크리트를 제작하는데 있어 필요한 차폐효과 측정방법에 대하여 연구하였다. 차폐용 콘크리트 블록의 전자파 차폐효과를 측정하기 위한 시스템의 결과와 실제 콘크리트로 구축된 건축물의 차폐효과를 비교하여, 소형화된 콘크리트 블록의 전자파 차폐효과 측정 시스템의 유효성을 검증하였다. 콘크리트 건축물의 크기는 2.9 × 2.9 × 3.4m이고 콘크리트 블록은 0.3 × 0.3 × 0.2m로 차폐효과 측정 방법은 MIL-STD-188-125-1을 준용하였다. 비교하여 위하여 사용되는 주파수 대역은 600MHz - 2GHz이고 비교되는 콘크리트의 구성은 일반적인 콘크리트와 전기로산화슬래그가 포함된 콘크리트이다. 콘크리트 구조물의 경우에는 구조적 안전성을 위하여 철근이 15cm 간격으로 설치되어 있지만, 철근의 전자파 특성을 주파수가 증가할수록 차폐효과 특성이 점점 감소하기에 두 비교대상의 측정결과에서 약간의 차이가 발생하였다. 결론적으로는 콘크리트 블록을 통한 차폐효과 측정결과는 건축물을 만들었을 때의 결과와 유사하여, 전자파 엔지니어링 설계에 충분히 활용할 수 있을 것으로 생각되고 표준시편을 활용한 콘크리트의 차폐효과 측정 시스템이 유효함을 검증하였다.