• 콘크리트학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.203-209
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• 2011

시멘트 산업은 에너지 다소비형이며 석회석을 원료로 하고 있어 지구 온난화의 주범인 CO를 배출하여, 환경문제로 인해 가까운 시기에 큰 어려움을 겪을 것으로 예상되고 있다. 오늘날 첨단산업의 발전과 지구환경 문제의 심각성에 대한 인식이 증가하여 시멘트 산업에서도 다각화 측면에서 다양한 종류의 기술 등이 활성화되고 있는 시점이다. 이 연구에서는 최근에 새로이 검토되고 있는 시멘트 대체 재료로서 천연 제올라이트를 주원료로 사용한 제올라이트 시멘트 모르타르에 관한 재료적 특성을 분석하는데 목적이 있으며 그 방법으로 물($H_2O$)대신 알칼리 활성제(NaOH)를 사용하여 알칼리 경화반응을 이용한 제올라이트 모르타르를 제조하여, 강도 특성 및 적정 배합비를 구하였다. 그 결과 알칼리 활성제의 양과 경화 온도에 따른 천연 제올라이트 시멘트 모르타르의 7일 압축강도가 42 MPa로 측정되는 등 기존 시멘트보다 뛰어난 성능을 나타내는 것으로 판단되어지며, 기존 건설용 재료를 대체할 가능성이 충분히 있다고 사료된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권2호
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• pp.161-167
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• 2015

최근, 전 세계적으로는 지구온난화 등 환경문제의 심각성을 인식하여 이산화탄소의 배출량을 줄이는 노력을 경주하고 있다. 이와 관련하여 선행 연구에서는 산업부산물인 RA의 알칼리로 BS의 잠재 수경성 반응을 자극시켜, 무시멘트 조건에서 알칼리 활성(Alkali activation)화 시키는 새로운 메커니즘으로 강도 발현성을 확인 바 있다. 본 연구는 제조과정에 따른 석고의 종류 및 소각장에서 발생한 WA 등을 자극제 용도로 추가하여 강도등 품질에 미치는 영향에 대해 검토를 진행하였다. 그 결과, BS에 RA를 사용하는 무 시멘트 모르타르에 WA 0.5%와 AG 20%를 사용할 경우 초기강도는 낮을 지라도 91일강도는 OPC강도이상으로 발휘 되어 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권5호
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• pp.671-677
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• 2016

대나무를 원료로 탄화 및 활성화온도 $900^{\circ}C$에서 대나무 활성탄을 만들고, 이 대나무 활성탄에 알칼리 금속(Na, K)과 알칼리토금속(Ca, Mg)을 담지 시켜 알칼리 담지 대나무활성탄을 제조하였다. 제조된 알칼리 담지 활성탄의 비표면적 및 세공분포 등의 물리적 특성을 분석하였다. 또한 폐 대나무활성탄의 재활용을 위하여 알칼리 담지 대나무활성탄과 NO 기체의 반응 특성 실험을 열중량분석기를 사용하여 비등온반응(반응온도 $20{\sim}850^{\circ}C$, NO 농도 0.1 kPa)과 등온반응(반응온도 600, 650, 700, 750, 800, $850^{\circ}C$, NO 농도 0.1~1.8 kPa) 조건에서 하였다. 실험 결과, 대나무 활성탄 특성 분석에서 알칼리 담지 대나무 활성탄에서는 알칼리 담지량이 증가할수록 세공 부피와 표면적이 감소하였다. 비등온과 등온 NO 반응에서는 전체적으로 Ca금속담지 대나무활성탄[BA(Ca)]과 Na금속담지 대나무활성탄[BA(Na)], K금속담지 대나무활성탄[BA(K)], Mg금속담지 대나무활성탄[BA(Mg)]이 대나무활성탄[BA]에 비하여 반응속도가 향상되는 것을 볼 수 있다. BA(Ca)> BA(Na)> BA(K)> BA(Mg)> BA 순으로 촉매 활성이 유효하였다. NO 반응에서의 활성화에너지는 82.87 kJ/mol[BA], 37.85 kJ/mol[BA(Na)], 69.98 kJ/mol[BA(K)], 33.43 kJ/mol[BA(Ca)], 88.90 kJ/mol[BA(Mg)]로 나타났고, NO 분압에 대한 반응차수는 0.76[BA], 0.63[BA(Na)], 0.77[BA(K)], 0.42[BA(Ca)], 0.30[BA(Mg)]이었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권2호
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• pp.188-193
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• 2015

고로슬래그는 유동성 장기강도 및 내구성이 좋고 수화열을 낮아 경화체를 제조함에 따른 적용성이 우수하지만, 몇 가지 문제점을 갖는다. 시공시간이 증가하고 회전속도가 늦고 초기강도가 낮다. 본 연구에서는 알칼리활성화를 이용한 경화체 제조에 있어 필요한 알칼리 수용액을 해수담수화 과정에서 발생하는 농축수의 전기분해를 통하여 공급하였으며. 알칼리 수용액을 이용하여 고로슬래그와 경화체를 제작하였다. 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다 : 모르타르의 압축강도는 NaOH 2%이하일 때는 감소하고, 6% 이하까지는 증가한다. 그리고 NaOCl의 함량이 증가할수록 압축강도도 증가한다. 그러나 NaCl이 모르타르에 존재하면 초기강도보다 재령 28일차 강도는 감소하게 된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.107-114
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• 2014

본 연구에서는 자원순환형으로 재활용되는 순환골재(RA)를 고로슬래그 미분말(BS) 콘크크리트에 치환하여 강도발현특성을 확인하므로 RA의 실용화에 기여하고자하는 연구이다. 즉, BS치환 콘크리트에 RA를 순환잔골재(RFA) 순환굵은골재(RCA)로 나누어 천연잔골재(NFA) 천연굵은골재(NCA)에 치환율을 실험변수로 하여 실시하였다. 실험결과 RFA RCA의 치환율이 증가함에 따라 강도가 증가하는 것을 확인하였는데, 이는 RA의 미수화 시멘트에 의한 알칼리자극재(Alkali Activation) 역할을 하여 BS의 불투수성 피막을 파괴하여 잠재수경성 반응을 촉진시킨 것으로 판단된다. 그러나, 재령 365일에서는 RA의 알칼리가 거의 소비되어 효과를 발휘하지 못하고, 또한 RA의 낮은 품질특성에 기인하여 강도가 다소 저하하나, 천연골재(NA)만을 사용한 시험체에 비해 약 90 % 전후의 강도를 나타내어 다소 양호한 값이며, BS의 치환할 경우 오히려 NA 시험체보다 높은 강도를 나타내어 우려할 사항은 아닌 것으로 분석되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.751-757
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• 2004

화력 발전소에서 발생하는 석탄회(fly ash, bottom ash)를 안정적으로 재활용하기 위하여 알칼리 활성화된 석탄회 경화체 및 인공경량골재를 제조하였으며, 알칼리 활성화 석탄회 인공경량골재의 콘크리트 적용을 위한 실험적 연구를 수행하였다. 따라서, 알칼리 활성화된 석탄회 경화체의 최적 배합비, 알칼리 활성화 석탄회 경화체와 인공경량골재의 기본적 특성, 역학적 특성과 환경안전성, 알칼리 활성화 석탄회 인공경량골재를 사용한 콘크리트의 역학적 특성과 동결음해저항성을 파악하였다 실험결과 알칼리 활성화 석탄회 인공경량골재를 제조하기 위한 경화체의 최적 배합비는 시멘트 $10\%$, Water glass $15\%$, NaOH $10\%$, $MnO_2\;5\%$였으며, 혼합물을 $50^{\circ}C$ 항온습윤양생 24k후 상온 공기중 양생을하여, 7일 압축강도 36.4MPa를 얻을 수 있었다. 제조된 골재의 폴리머 함침 결과 $10\%$ 파쇄강도를 $150\%$ 향상시킬 수 있었으며, 콘크리트용 굵은 골재로의 활용 가능성을 파악할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.237-243
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• 2015

본 연구에서는 알칼리 활성화 슬래그 결합재의 반응성을 정량적으로 살펴보기 위해 미소수화열을 분석을 수행하였다. 알칼리 활성화 슬래그 결합재의 반응성 및 작업성 확보를 위해 다양한 알칼리 자극제의 종류 및 농도에 대해서 실험을 수행하였다. 알칼리 자극제 및 $SO_3$ 질량비를 변화하면서 미소수화열을 측정하였으며, 응결시간 제어를 위해 sodium tripolyphosphate ($Na_2P_3O_{10}$)와 hydrated sodium borate ($Na_2B_4O_710H_2O$)를 적용하였다. 그 결과, 알칼리 활성화 슬래그 결합재는 알칼리 활성에 의해 calcium silicate hydrate(C-S-H)를 촉진하는데 4~5% 농도의 알칼리가 필요한 것으로 나타났으며, $SO_3$ 함량이 높아질수록 누적 발열량이 작아지면서 전반적으로 발열이 지연되는 것으로 나타났다. 또한, 응결 지연제로서 hydrated sodium borate를 사용하였을 경우 발열을 억제하여 지연된 효과를 나타내며, 전체적인 누적 발열을 지연시키는 효과를 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권1호
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• pp.18-23
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• 2016

The development of a binder system with a lower carbon footprint as an alternative to Portland cement has been intensely researched. In the present study, alkali-activated fly ash exposed to carbon dioxide at an early age was characterized in compressive strength tests and by MIP, XRD and FT-IR analyses. The compressive strength of carbonated specimens experienced a dramatic increase in comparison to uncarbonated specimens. The microstructural densification of the carbonated specimens was evidenced by MIP. The XRD pattern showed peaks assigned to nahcolite, indicating that the pH was lower in the carbonated specimens. Under the carbon dioxide-rich environment, the aluminosilicate gel reached a more Si-rich state, which improved the mechanical properties of the alkali-activated fly ash.

• 산업기술연구
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• 제20권A호
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• pp.39-44
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• 2000

Highly viscous biopolymer from alkali-tolerant Bacillus sp. was purified and its solution properties were investigated. The intrinsic viscosities for crude biopolymer and biopolymers purified by dialysis or CPC(cetylpyridinium chloride) treatment were 58.24, 73.60 and 42.18 dL/g, respectively. The intrinsic viscosity of biopolymer showed the maximum value at the neutral pH but it was decreased remarkably at the alkaline or acidic pH. Biopolymer exhibited the property of polyelectrolyte, showing the sharp decrease of intrinsic viscosity by the addition of NaCl. Intrinsic viscosity of dilute solution at the low NaCl concentration was exponentially dependent on temperature and its temperature dependency was increased with NaCl concentrations. The chain stiffness, coil overlap parameter, and critical concentration were 0.09, 5.25 and 0.07g/dL, respectively. Temperature dependency on intrinsic viscosity of biopolymer solution was different each other at $45^{\circ}C$. Flow activation energies at temperatures above $45^{\circ}C$ were constant, while those at temperatures below $45^{\circ}C$ increased with increase of added NaCl concentration.

• Computers and Concrete
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• 제20권1호
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• pp.77-84
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• 2017

Shirasu, a pyroclastic flow deposit, showed considerable performance as aluminosilicate source in geopolymer, based on past research. However, the polymerization reactivity was somewhat lower compared to the traditional fly ash based geopolymer even though the long-term strength was fairly good. The present study concentrates on the development of higher initial strength performance of Shirasu based geopolymer by utilizing ground granulated blast furnace slag as an admixture. Mortars with various mix proportions were adopted to study the effect of parametric changes on strength development along with the addition of slag in different percentages. A combination of sodium hydroxide and sodium silicate was used as alkaline activators considering parameters like molar ratios of alkali to geopolymer water and silica to alkali molar ratio. The mortars were cured at elevated temperatures under different curing conditions to analyze the effect on strength development. Compressive strength test, mercury intrusion porosimetry and X-ray powder diffraction were carried out to assess the strength performance and microstructure of slag-Shirasu based geopolymer. Based on the experimental study, it was observed that the initial and long-term strength development of Slag-Shirasu geopolymer were improved by the addition of slag.