• Computers and Concrete
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• 제21권3호
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• pp.231-237
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• 2018

A strain-hardening highly ductile composite based on an alkali-activated slag binder and synthetic fibers is a promising construction material due to its excellent tensile behavior and owing to the ecofriendly characteristics of its binder. This study investigated the effect of different types of synthetic fibers and water-to-binder ratios on the compressive strength and tensile behavior of slag-based cementless composites. Alkali-activated slag was used as a binder and water-to-binder ratios of 0.35, 0.45, and 0.55 were considered. Three types of fibers, polypropylene fiber, polyethylene (PE) fiber, and polyparaphenylene-benzobisethiazole (PBO) fiber, were used as reinforcing fibers, and compression and uniaxial tension tests were performed. The test results showed that the PE fiber series composites exhibited superior tensile behavior in terms of the tensile strain capacity and crack patterns while PBO fiber series composites had high tensile strength levels and tight crack widths and spacing distances.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.613-616
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• 2008

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 플라이애시와 고로슬래그등을 사용하여 알칼리 용액으로 활성화시킨 시멘트 ZERO 콘크리트로서 CO$_2$ 가스를 저감하는데 효과적이다. 본 연구에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 고로슬래그를 100% 사용한 알칼리 활성 콘크리트를 개발할 목적으로 감수제, 알칼리 활성화제 및 양생조건이 모르타르의 시공성 및 압축강도에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, NaOH의 몰 농도가 증가함에 따라 유동성은 저하되나, 9M까지는 유동성 저하가 크지 않고, 대부분의 감수제는 유동성 향상에 기여하지 못하는 것으로 나타났다. 그리고 압축강도는 NaOH의 몰 농도가 증가함에 따라 향상되나, 9M이 가장 효율적인 것으로 나타났다. 또한 양생온도 및 양생조건은 고로슬래그 알칼리 활성 모르타르의 강도에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다.

• 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.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2020년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.77-78
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• 2020

An alkaline activator was synthesized by dissolving waste glass powder (WGP) in NaOH-4M solution to explore its effects on the Class-C fly ash (FA) and ground granulated blast furnace slag (GGBS) based alkali-activated material (AAM). The compressive strength and porosity were measured, and (SEM-EDX) were used to study the hydration mechanism and microstructure. Results indicated that the composition of alkali solutions was significant in enhancing the properties of the obtained AAM. As the amount of dissolved WGP increased in alkaline solution, the silicon concentration increased, causing the accelerated reactivity of FA/GGBS to develop Ca-based hydrate gel as the main reaction product in the system, thereby increasing the strength. Further increase in WGP dissolution led to strength loss, which were believed to be due to the excessive water demand of FA/GGBS composites to achieve optimum mixing consistency. Increasing the GGBS proportion in a composite also appeared to improve the strength which contributed to develop C-S-H-type hydration.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권2호
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• pp.523-529
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• 2023

Cemented uranium tailings backfill created from alkali-activated slag (CUTB) is an effective method of disposing of uranium tailings. Using some environmental functional minerals with ion exchange, adsorption, and solidification abilities as backfill modified materials may improve the leaching resistance of the CUTB. Natural zeolite, which has good ion exchange and adsorption characteristics, is selected as the backfill modified material, and it is added to the backfill materials with cementitious material proportions of 4%, 8%, 12%, and 16% to prepare CUTB mixtures with environmental functional minerals. After the addition of natural zeolite, the uniaxial compressive strength (UCS) of the CUTB decreases, but the leaching resistance of the CUTB increases. When the natural zeolite content is 12%, the UCS reaches the minimum value of 8.95 MPa, and the concentration of uranium in the leaching solution is 0.28-8.07 mg/L, the leaching rate R₄₂ is 9.61×10^-7 cm/d, and cumulative leaching fraction P₄₂ is 8.53×10^-4 cm, which shows that the alkali-activated slag cementitious material has a good curing effect on the CUTB, and the addition of environmental functional minerals helps to further improve the leaching resistance of the CUTB, but it reduces the UCS to an extent.

• Advances in concrete construction
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• 제11권1호
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• pp.11-18
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• 2021

The present study fabricated polyvinyl alcohol (PVA) fiber-reinforced alkali-activated slag/fly ash (AASF) composites with varying mixture ratios of slag and fly ash. The thermomechanical behaviors of the AASF composites exposed to 200, 400, 600, or 800℃ were evaluated by means of compressive strength test, visual observation, and fire resistance tests. X-ray diffractometry, mercury intrusion porosimetry, and thermogravimetry tests were performed to analyze the microstructure change of the AASF composites upon exposure to high temperatures. Specimens exhibited a gradual strength loss up to 600℃, while also showing a significant decrease in the strength above 600℃. The fire resistance test revealed the occurrence of an inflection point as indicated by an increase in the internal temperature at around 200℃. In addition, specimens showed the dehydration of C-S-H gel, the presence of åkermanite, gehlenite, and anorthite upon exposure to 800℃, which is associated with the formation of macropore population with pores having diameters of 1-3 ㎛ and 20-40 ㎛. Visual observation indicated that the PVA fibers mitigated the cracking and/or spalling of the specimens upon exposure to 800℃.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.58-63
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• 2015

현재까지 알칼리 활성화제를 사용한 무시멘트 콘크리트의 연구는 슬럼프, 강도 및 내구성 등 기본적인 재료성질에 대해서 주로 수행되어져 왔다. 그러나 알칼리 활성화제를 사용한 무시멘트 콘크리트의 구조부재에의 적용을 위해서는 탄성계수, 응력-변형률 관계 및 구조 부재 거동 등에 대한 연구가 필수적이다. 본 논문에서는 50MPa급 알칼리 활성 슬래그 콘크리트를 사용한 철근콘크리트 보시험체 6개를 제작한 후, 전단실험을 수행하였다. 실험과 해석에 의해 얻은 공칭전단강도는 전단철근이 배치되어 있는 시험체에서는 최대 18% 정도의 차이를 보이나, 전단철근이 없는 시험체에서는 최대 31% 정도의 차이를 보였으며 또한 알칼리 활성 슬래그 콘크리트의 설계전단강도에 비하여 전단강도 실험값이 22~57% 정도 크게 나타나 전단설계식이 상당히 안전측임을 알 수 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제27권2호
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• pp.38-47
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• 2018

석탄가스화 복합발전(IGCC)은 석탄을 합성가스로 전환시키는 친환경, 고효율 차세대 에너지 생산기술이다. IGCC 공정의 부산물은 대부분 슬래그 형태로 배출된다. IGCC 슬래그는 연간 약 14만톤이 발생되지만 재활용은 아직 초기단계이다. 본 연구에서는 국내 한 실증 설비에서 배출된 IGCC 슬래그의 알칼리 활성 시멘트로서의 가능성에 대해 평가하였다. IGCC 슬래그를 규산소다 수용액과 가성소다를 혼합한 알칼리 자극제로 양생한 시료는 평균 4.5 MPa의 압축강도를 나타내었으나 다소 팽창하였다. 에틸렌 글리콜법으로 검출되지 않을 정도의 미량의 유리석회(free CaO)가 원인일 것으로 추측되었다. 한편 IGCC 슬래그를 알루민산 소다와 가성소다를 혼합한 알칼리 자극제로 양생한 시료는 평균 10 MPa의 압축강도를 나타내었으며 수산화소달라이트와 $C_3AH_6$가 새로운 결정상으로 생성되었다. IGCC 슬래그는 알칼리 활성 시멘트로서 활용이 가능할 것으로 평가되지만 강도 성능의 향상과 팽창 문제를 완화시킬 수 있으며 최적의 배합비율을 도출 및 적절한 배합법을 포함하는 정량적인 접근이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.158-165
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• 2014

연구에서는 BP부산물을 혼입한 알칼리활성 무시멘트 지반개량재의 사면안정 및 침투류 수치해석을 통하여 원지반토와 비교하여 개량토의 지반개량 효과를 검토하고자 하였다. 그 결과 사면안정해석을 실시한 결과에서는 건기시, 우기시 모두 건설공사 비탈면 설계기준(국토해양부, 2006)의 기준안전율을 만족하는 것으로 확인되었으며, 우기시 쏘일네일링으로 기준안전율을 만족하지 못하는 사면이 개량토로 보강하여 기준치를 만족한 것으로 나타났다. 또한 침투류 해석을 실시한 결과 개량토의 투수계수가 작아지는 것으로 나타났으며, 원지반토에 비하여 개량토로 표면보강된 경우는 포화심도가 낮아진 것으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제18권2호
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• pp.39-50
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• 2009

포틀랜드 시멘트 제조 시 다량의 $CO_2$ 가스 배출로 많은 문제가 발생하고 있다. 그리고 화력발전소에서 발생하는 산업부산물인 플라이애시를 시멘트와 일부 대체하여 콘크리트에 재활용하고 있으나, 50% 이상을 해안 및 육상에 매립함으로써 환경적인 문제를 유발하고 있다. 최근 결합재로 시멘트를 사용하지 않은 알칼리 활성 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 알칼리 활성 콘크리트는 시멘트 대신에 Si와 Al이 풍부한 플라이애시를 사용하여 알칼리 용액으로 활성화시킨 시멘트 ZERO 콘크리트로서 $CO_2$ 가스를 저감하는데 효과적이다. 본 논문에서는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 결합재로서 플라이애시를 100% 사용한 알칼리 활성 콘크리트를 개발할 목적으로 알칼리 활성화제와 양생조건 등이 모르타르의 압축강도에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 그 결과, 9M NaOH과 쇼듐실리케이트(Sodium Silicate)를 1:1의 비율로 제조한 알칼리 활성화제를 사용하고, $60^{\circ}C$에서 48시간 동안 앙생을 한 다음 기건양생을 실시할 경우 재령 28일에서 압축강도 70MPa의 알칼리 활성 모르타르를 제조할 수 있는 것으로 나타났다.