• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.119-126
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• 2012

포틀랜드 시멘트는 전 세계적으로 매년 15억 톤을 생산하고 있으며, 이로 인해 전체의 배출량에 7% 이상의 $CO_2$ 가스 배출로 많은 지구환경을 지속적으로 오염을 시키고 있다. 그리고 화력발전소에서 발생하는 산업부산물인 플라이애시를 시멘트와 일부 대체하여 콘크리트에 재활용하고 있으나, 50% 이상을 해안 및 육상에 매립함으로써 환경적인 문제를 유발하고 있다. 한편 최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 알칼리 활성 콘크리트는 시멘트 대신에 실리콘(Si)과 알루미늄(Al)이 풍부한 플라이애시를 사용하여 알칼리 용액으로 활성화시킨 시멘트 ZERO 콘크리트로서 $CO_2$ 가스를 저감하는데 효과적이다. 본 연구에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 플라이애시를 100% 사용한 지오폴리머 콘크리트를 개발할 목적으로 알칼리 활성화제와 양생조건 등이 모르타르의 압축강도에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, 9M NaOH과 쇼듐실리케이트를 1:1의 비율로 제조한 알칼리 활성화제를 사용하고, $60^{\circ}C$에서 48시간 동안 양생을 한 다음 기건양생을 실시할 경우 재령 28일에서 압축강도 70 MPa의 지오폴리머 모르타르를 제조할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.50-57
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• 2015

본 연구는 알칼리 활성 모르타르를 활용하기 위한 기초적 연구로 보통 포틀랜드 시멘트 모르타르 및 알칼리 활성 모르타르에 감수제 종류 및 첨가율 변화를 적용하여 기초적인 특성을 파악하고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 플로우의 경우 감수제 종류와 관계없이 치환율이 증가함에 따라 유동성이 향상되었으며, OPC-Pn의 경우는 플로우치가 크게 증가하는데 비해 AA의 경우는 증가량이 크지 않았으며, AA중에서는 AA-Pn이 가장 우수하였다. 한편, OPC 및 AA에 액상 및 분말형 Pn 첨가에 따른 플로우의 경우는 OPC 첨가율이 증가함에 따라 유동성이 증가하였으며, AA의 경우는 AA-PN-L(액상형)의 경우보다 AA-Pn-P(분말형)의 경우가 유동성이 개선되는 것으로 나타났다. 공기량은 OPC의 경우는 첨가율이 증가함에 따라 공기량 분포가 증가되었으며, AA는 변화가 없거나 감소하는 것으로 나타났다. 또한, OPC에 액상 및 분말형 Pn 첨가율에 따른 공기량은 0.3% 이상 첨가할 경우 공기량이 큰 폭으로 증가되었는데, AA의 경우는 첨가율에 따른 공기량 변화는 크지 않았다. 압축강도의 경우는 OPC에 비해 AA가 전반적으로 강도발현이 우수한 것으로 나타났고, 재령 및 첨가율이 증가함에 따라 강도가 저하 혹은 유사하였고, 특히 AA-Pn 1%의 경우가 가장 우수한 강도 값을 나타내었다. 이상을 종합하면 감수제 종류 변화에 따라서는 Pn의 경우가 유동성 및 강도적인 측면에서 가장 우수한 결과를 나타냄으로써, 알칼리 활성 모르타르의 혼화제로써 활용성이 양호한 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권3호
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• pp.267-275
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• 2018

본 논문은 알칼리활성화 슬래그 레드머드 시멘트의 백화저감을 위한 기초연구로서 다양한 온도 및 습도 조건이 레드머드 혼입 알칼리활성화 슬래그 시멘트의 강도 및 백화에 미치는 영향을 보통 포틀랜트 시멘트와 비교하여 검토하였다. 양생조건에 따른 레드머드 혼입 알칼리활성화 슬래그시멘트의 강도 및 백화특성 검토결과 표준수중양생을 실시한 모르타르는 기건양생, 고온양생, 저온양생과 비교하여 28일 압축강도, 휨강도가 가장 높게 나타났으며 흡수율 및 백화발생면적, $Na^+$용출량은 가장 낮게 나타났다. 따라서 향후 레드머드의 대량 활용을 위한 방안으로서 적정한 양생조건은 수중양생으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.273-281
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• 2015

본 연구는 세 종류의 서로 다른 규사와 강모래의 조합이 알칼리-활성화 슬래그(AASC) 시멘트의 압축강도와 건조수축 특성에 주는 영향에 대한 것이다. 모래의 특성은 알칼리 활성화 시멘트의 특성에 중요한 영향을 미친다. 세 종류의 규사 (S1, S2 그리고 S3)와 강모래 (RS)를 사용하였다. 또한 세 종류의 혼합 모래에대해 실험을 수행하였다. 첫 번째 시리즈 (S1)는 강모래(RS)와 규사1 (SS1)을, 두 번째 시리즈 (S2)는 강모래(RS)와 규사2 (SS2)를, 세 번째 시리즈(S3)는 강모래 (RS)와 규사3 (SS3)을 서로 다른 비율로 혼합하였다. 그 결과 혼합 모래는 AASC 모르타르의 특성에 특이할만한 영향을 주는 것으로 나타났다. 모래의 입자크기와 혼합율의 관계에 따른 압축강도와 건조수축은 혼합된 모래의 조립률(FM)과 상대 표면적이 충분히 고려되어야 한다. 모래의 종류와 혼합비율은 AASC 모르타르의 배합 설계에 중요하게 고려되어야 할 요소이다.

• Advances in concrete construction
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• 제10권4호
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• pp.311-317
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• 2020

Performance of Sustainable materials continues through using of recycled waste construction materials to minimize the utilization of the natural resources. The cement industry is a major source of CO₂ in the atmosphere which is the main cause of global warming. Replacement of OPC with other sustainable cementitious materials has been the most interesting area of researches. This investigation focuses on the properties of alkali-activated mortar with the different replacement ratios of ceramic tile powder (CTP) by fine soil powder (FSP) (0 to 100)% and different molarities of sodium hydroxide concentrations. The experimental program was conducted by examining the compressive strength, water absorption, and water sorptivity. The results showed that the compressive strength of the specimens at age of (28, 56, and 90 days) increases with an increase in the amount of fine soil powder content and decreases at the age of 120 days. Also, minimum water absorption at the age of 90 days was found in the mixes containing 100% fine soil powder. However, fine soil powder replacement had a negative effect on the sorptivity and water absorption values at the age of 120 days. On the other hand, the 12M sodium hydroxide concentration was considered the optimum concentration compared to other concentrations.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.63-69
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• 2012

최근 시멘트 제조시 발생되는 다량의 이산화탄소로 인한 온난화 현상이 심각한 실정이며, 이러한 환경문제와 자원 고갈 문제를 동시에 해결하기 위해 고로슬래그와 같은 산업부산물을 콘크리트 배합에 사용하는 사례가 증가하고 있다. 일반적으로 고로슬래그는 대체율 20~50%의 범위에서 가장 많이 사용되고 있으나, 최근에는 고로슬래그를 100% 사용한 알칼리 활성 슬래그 콘크리트의 개발 및 실용화 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 고강도 알칼리 활성 콘크리트의 구조 부재 적용을 위한 기초 자료를 확보하기 위해 알칼리 활성화 슬래그 모르타르의 초기 재령특성을 조사하였다. 물-결합재비(W/B)는 0.3, 0.4, 0.5의 3수준으로 하고 알칼리 활성화제인 NaOH를 슬래그 질량대비 4%, 8%, 12% 첨가한 AAS 모르타르의 압축강도, 플로우, 초결과 종결, 초음파속도를 측정하였다. 그 결과, 물-결합재비가 낮을수록 높은 압축강도가 발현되었으나 시간 경과에 따라 플로우가 저하하고 응결시간이 빨라지는 것으로 나타나 고강도 알칼리 활성 콘크리트를 제조하기 위해서는 적절한 유동화제의 사용이 필수적이라고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.117-125
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• 2014

본 연구는 수산화나트륨(NaOH)으로 활성화된 알칼리 활성화 슬래그 시멘트(alkali-activated slag cement; AASC)의 기초 특성에 관한 실험에 관한 연구이다. 물-결합재 비(W/B)를 0.4와 0.5로 하였다. 그리고 활성화제의 농도를 2M과 4M을 사용하였다. 각 W/B 비에 대해 5가지의 배합을 고려하였다. N0는 KS L 5109의 방법이고 N1~N4는 배합시간, 배합 단계 그리고 잔골재의 투입시점을 다르게 변화시켰다. 시험결과 AASC의 플로우 값, 강도 그리고 건조수축은 잔골재의 투입시점에 영향을 받았다. 플로우 값은 잔골재의 투입시점이 늦춰짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 압축강도와 휨강도는 투입시점이 늦어짐에 따라 증가하였다. 더구나 XRD 분석은 이러한 결과들을 뒷받침하고 있었다. 건조수축은 잔골재의 투입시점이 늦어지면 증가하였다. 본 연구에 고려된 실험요인들을 통해 배합을 조절한다면 AASC의 특성을 향상시킬 수 있을 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.33-40
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• 2013

최근 시멘트 생산 시에 발생하는 다량의 $CO_2$로 인한 환경문제가 심각한 실정이며, 이러한 환경문제를 해결하기 위해 고로슬래그 미분말과 같은 산업부산물을 시멘트 대체 재료로 사용한 알칼리 활성 슬래그 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. AAS 콘크리트는 상온에서 고강도 발현이 가능하지만 알칼리 반응으로 인한 빠른 응결시간과 유동성 손실로 인해 작업시간 확보에 어려움이 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 알칼리 활성 콘크리트의 구조 부재 적용을 위한 기초 자료 확보를 위해 AAS 모르타르의 압축강도 및 유동 특성에 시멘트용 유동화제가 미치는 영향을 분석하였다. 물-결합재비(W/B)는 0.35로 고정하고 알칼리 활성화제로 수산화나트륨과 물유리를 사용하여 AAS 모르타르를 제조하였으며, 유동성 확보를 위해 4종의 유동화제인 나프탈렌(N), 리그닌(L), 멜라민(M), PC(P) 계를 각각 슬래그 질량대비 최대 2%까지 첨가하여 압축강도, 플로우, 초음파 속도를 측정하였다. 실험결과, 멜라민계 유동화제를 첨가한 경우 AAS 모르타르의 압축 강도 저하 현상 없이 유동성이 증진되는 것으로 나타났으며, 나프탈렌계와 PC계의 경우에는 유동성 개선효과가 미미한 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권3호
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• pp.252-258
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• 2014

최근에 저탄소녹색성장 및 OPC 절감의 요구에 따라 BS와 같은 산업 부산물을 많이 사용하고 재건축의 증가 및 건설폐기물 발생량이 많아지면서 RA 사용 확대하게 되며, RA 및 무 시멘트 결합재 관심 증대 되고 있다. 무 시멘트 결합재와 RA의 활용을 모두 만족시키기 위하여, RA와 철강 산업 부산물인 BS을 혼합함으로써, 100% 순환자원만을 활용하여 무 시멘트 상태에서 강도발현성을 확인한 바 있다.이에 본 연구는 OPC를 사용하지 않고, BS과 RA 및 CS를 사용하여 모르타르를 제조함으로써 기존 강알칼리를 투입하여 제조하는 지오폴리머 모르타르(Geopolymermortar)와 또 다른 관점에서 접근하였다. 결과적으로, RFA의 유동성 저하 및 초기강도 저하문제만 해결 될 수 있다면, BS에 CS를 15% 치환하고 RFA골재를 사용하는 무 시멘트 모르타르가 OPC 100%를 사용한 종래의 시멘트 모르타르 만큼의 품질을 발휘할 수 있을 것으로 사료된다.

• 자원리싸이클링
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• 제21권3호
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• pp.28-38
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• 2012

이 논문에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 플라이애쉬를 100% 사용한 알칼리 활성 콘크리트를 개발할 목적으로 알칼리 활성화제의 화학적 변화에 따른 모르타르의 압축강도에 미치는 영향과 SEM/ EDS 및 XRD 등의 미세구조 분석을 검토하였다. 그 결과, 몰농도가 높을수록 초기강도에 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었고, 압축강도의 크기에 비례하여 $Si^{4+}$ 및 $Al^{3+}$량이 용출되었다. 또한 SEM 및 EDS로 조직을 분석한 결과 모르타르의 조직구조에 큰 영향을 미치는 성분은 Al 및 Si 성분이었고, XRD 분석결과 활성화제 성분차이에 따른 세기(intensity)의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다.