This study is a fundamental study to utilize CGS from the IGCC as a fine aggregate for concrete. According to the study, the chemical composition of KS F 2527 was reviewed. The results showed that the KS F 2527 standard was generally satisfied, but the content of the sulfur trioxide(SO3) exceeded the limit set by the molten slag. The possibility was found to be a fine metal based on chemicals other than sulfur trioxide(SO3).
The synthesis of glass-ceramic materials from glasses based on industrial wastes or natural rocks their physical properties were studied. Glasses of composition, CaO14.7∼16.1, MgO7.4∼9.0, Al2O38.3∼19.3, SiO2 48.9∼51.0wt% were prepared from domestic blast furnace slag, serpentine, sea sand and etc. with additions of chromic oxide, and fluoride as nucleating agent. The glasses were subjected to controlled heat treatments and yielded fine microstructure of glass-ceramics which were composed of monocrystalline phase of aluminous diopside. X-ray diffraction techniques were adopted to identify the crystalline phases and to determine the degree of crystallization quantitatively. Density, coefficient of thermal expansion, young's modulus, microhardness and modulus of rupture were measured and the resulting properties were discussed in terms of the heat-treatment conditions, the degree of crystallization, species of crystaline phase, the microstructures formed in glass-cramics and the chemical compositions of mother glasses.
This study evaluated the compressive strength after making mortar with low cement composition for carbon-neutral steam curing to respond to climate change. Blast furnace slag, fly ash, and ultra-high powder fly ash were used as substitutes for cement. The cement substitute was used at 40% of the mass of cement, and after steam curing, the compressive strength was measured on the 1st, 3rd, 7th and 28th days of age. As a result of the experiment, at the age of 1 day, the mixture using only cement showed the highest strength, but from the 3rd day, the specimen using ultra-high powder showed a high strength development rate, followed by blast furnace slag and fly ash.
In this study, the chemical composition of converter slag according to CO2 nanobubble promotion aging time was examined. The CO2 nanobubble water immersion time was 0, 12, 24, 36, 48 hours, and then dried and pulverized to perform XRD analysis. As a result, the longer the sample was immersed in CO2 nanobubble water, the higher the amount of calcite produced, and the change after 36 hours was minimal.
Geopolymers have many advantages over Portland cement, including energy efficiency, reduced greenhouse gas emissions, high strength at early age and improved thermal resistance. Alkali activated geopolymers made from waste materials such as fly ash or blast furnace slag are particularly advantageous because of their environmental sustainability and low cost. However, their durability and functionality remain subjects for further study. Geopolymer materials can be used in various applications such as fire and heat resistant fiber composites, sealants, concretes, ceramics, etc., depending on the chemical composition of the source materials and the activators. In this study, we investigated the thermal properties and microstructure of fly ash and blast furnace slag based geopolymers in order to develop eco-friendly construction materials with excellent energy efficiency, sound insulation properties and good heat resistance. With different curing times, specimens of various compositions were investigated in terms of compressive strength, X-ray diffraction, thermal property and microstructure. In addition, we investigated changes in X-ray diffraction and microstructure for geopolymers exposed to $1,000^{\circ}C$ heat.
For crystalline slags, of which the viscosity rapidly increases at $T_{cv}$ due to the formation of crystalline phases, the Tcv is affected by measurement conditions. In this study, we investigated the effect of cooling rate, and alumina dissolution on the determination of $T_{cv}$. Using synthetic slag samples based on the composition of Alaska Usibelli slag, $T_{cv}$ were determined under a constant cooling rate of $2^{\circ}C$/min, and under rapid cooling with holding time to allow the slag to reach thermal and rheological equilibrium. The effect of alumina dissolution was investigated using platinum lined crucibles. The constant cooling resulted in lower $T_{cv}$ by $33^{\circ}C$ as compared to the equilibrium measurements. Under $2^{\circ}C$/min cooling, the blocking alumina dissolution resulted in lower $T_{cv}$ by $23^{\circ}C$. When the $T_{cv}$ was measured under $2^{\circ}C$/min cooling using an alumina crucible, therefore, the effects of a constant cooling is somewhat offset by the alumina dissolution effect, and bring the measured value closer to the true value.
The crystallization behaviors of slag-based glass in $CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2(-Na_2O)$ system have been studied. The mother glass containing 16.50 CaO, 7.50MgO, 19.70Al2O3, 50.80SiO3 and 2.09wt% $Na_2O$ was prepared by using Korean domestic raw materials such as granulated slag, serpentine, sea sand and etc. The glass-ceramics composed of major crystalline phase diopside was produced by the heat treatment in a temperature range from 850$^{\circ}$ to 9$25^{\circ}C$ for 0-6hr. The composition and morphology of diopside phase formed in the system were examined by X-ray diffraction analysis and electron microscopy. The kinetic measurements such as J.M. A plot and Arrhenius plot indicated that the process of nucleation of the initially formed diopside phase could be described from the view point of instantaneous nucleation. It was also demonstrated that the linear crystal growth of diopside phase was proceeded by short range diffusion of $Mg^{2+}$ and $Ca^{2+}$ ion. The microstructures of the resulting glass-ceramics were consisted of leafroidal shaped crystalline aggregations.
고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트는 내구성, 시공성 향상 및 경제성 등의 강점을 가지고 있으나, $20^{\circ}C$이하 저온환경이나, 동절기 등에서는 같은 물결합재비에서 OPC대비해서 초기강도 발현성능이 떨어지는 단점을 가지고 있으며, 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트는 온도(저온환경)에 특히 민감하게 반응한다. 따라서 본 연구에서는 동절기 저온환경하에서 고로슬래그의 초기강도 발현성능을 확보하기 위해 알칼리 활성 자극제를 사용하여 초기강도 확보가 가능한 것을 알 수 있었으며, 저온환경하에서 OPC(Plain)를 사용한 배합과 동등한 강도 발현성능을 확보하기 위해서 알칼리 활성 자극제 뿐만 아니라 슬래그의 특성인 단위수량 저감효과를 활용한 단위수량 저감을 통하여 같이 결합재를 사용하면서 초기강도 확보할 수 있는 동절기 슬래그 활용 콘크리트 배합을 제안하였다.
Oxygen equilibrium and the solubility of MgO have been measured in the $CaO-Fe_tO-MgO-SiO_2({\leq}5mass%)-{\Sigma}M_xO_y$ slag in equilibrium with liquid iron in the temperature range of 1550 to $1700^{\circ}C$. The effect of oxides on the MgO solubility, and a method for calculating the solubility of MgO using slag composition and temperature,were discussed. The solubility of MgO is increased with increasing temperature and $Fe_tO$ content, and with decreasing basicity (C/S). The effect of ${\Sigma}M_xO_y$ on the solubility of MgO is a dilution effect due to the increase in slag volume. The activity and activity coefficient of $Fe_tO$ decreased with increasing basicity (B). The effect of temperature on the activity was negligible. The value of ${\rho}=Fe^{3+}/Fe^{2+}$ increased with the increase of the slag basicity (B") and the decrease of the $Fe_tO$ content in the slag.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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