• 자원리싸이클링
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• 제16권5호
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• pp.46-50
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• 2007

[ $Eu^{2+},\;Nd^{3+}$ ]로 도핑된 $CaAl_2O_4$ 청색 형광체를 고상반응법으로 제조하였다. 1 mol% $Eu^{2+}$로 doping된 형광체에 다양한 조성의 $Nd^{3+}$를 co-doping함에 따라 고휘도, 장잔광 특성을 보였다. 제조한 형광체에 대하여 XRD, SEM, TEM, 빛발광 특성을 조사하였다. $CaAl_2O_4:Eu^{2+}:Nd^{3+}$의 넓은 밴드의 UV로 여기된 빛발광 특성이 $Eu^{2+}$의 $4f^65d^1$에서 $4f^7$ 상태로 천이에 의해 기인된 청색영역(${\lambda}_{max}=440\;nm$)에서 관찰되었다. $Nd^{3+}$로 co-doping한 형광체는 여기광을 차단하였을 때 장잔광 발광 특성을 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.3-10
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• 2017

내 공용중인 고속도로의 60%는 콘크리트로 포장이 되어 있으며, 그중 50% 이상의 도로가 설계 수명 이상 사용으로 인해 포장 손상, 줄눈부 파손, 부분 탈락 등의 다양한 문제가 발생하고 있다. 하지만 기존 도로 구조물의 보수보강은 높은 비용과 그로인한 복잡한 유지관리가 발생하므로 경제적인 보수보강 재료의 개발이 시급하다. 본 연구에서는 도로보수재료로서 기초물성 평가를 위해 칼슘 알루미나 시멘트에 OPC를 무게 대비 0, 10, 20%로 혼입한 재료를 적용하여 응결시간, 압축강도, 휨강도를 측정하였다. 그 결과, 최소물성 기준 및 재료 단가 측면을 고려하였을 때 20% OPC의 경우가 최적배합임을 도출하였다. 또한 일반적인 보수재료들을 이용한 특정 도로의 공사비용 산정을 위해, 상용 프로그램(CA4PRS)을 사용하여 경제성 분석을 실시하였다. 그 결과 20% OPC의 경우 총 시공 및 이용자 비용으로 각각 40.52, 15.77억 원이 발생하였으며, 총합으로 비교 시 가장 경제성이 높은 재료로 판단되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권6호
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• pp.68-75
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• 2021

본 연구에서는 석회석, 임의의 산업부산물, 국내산 석탄재 및 시멘트 킬른더스트를 활용해 원료배합특성 및 소성조건에 따른 CCA 특수시멘트 제조특성을 조사하였다. 소성조건에 따른 CCA 특수시멘트 제조특성결과, 소성온도 1200℃에서 CCA 광물상(C₁₂A₇·CaCl₂) 합성량이 최대치를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 소성온도 1300℃에서는 CCA 광물상 합성량이 감소하는 것을 알 수 있었는데, 이는 염소성분 휘발에 의한 현상으로 보여지며, CCA 광물상 합성에 기여했던 CaO-Al₂O₃ 화합물은 SO₃와 결합하여 yeelimite가 형성된 것으로 판단된다. 소성유지시간에 따른 CCA 특수시멘트 제조특성 결과, 대체로 소성시간이 길어짐에 따라 CCA 합성량이 증가하는 경향을 나타내었으나 소성시간 30 min 이상에서는 클링커의 용융현상이 확인되며, 클링커링 공정을 위해서는 소성시간 20 min 이내가 적당한 것으로 사료된다. 이로 미루어볼 때 CCA 특수시멘트 제조를 위한 최적 소성조건은 승온속도 10℃/mim, 소성온도 1200℃, 유지시간 20 min으로 판단되며, 고염소 함유 시멘트 킬른 더스트를 활용한 CCA 특수시멘트 제조가 용이한 것을 알 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.112-119
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• 2023

본 연구에서는 고로슬래그 미분말-제올라이트로 구성된 지오폴리머 페이스트의 알칼리계 활성화제(Ca(OH)₂, CSA)의 종류 및 첨가량에 따른 압축강도 및 화학적 조성의 변화와 CO₂ 포집량을 비교평가 하였다. 지오폴리머 페이스트에 첨가되는 알칼리계 활성화제의 첨가량이 증가할수록 굳기 전 페이스트의 유동성은 감소하였으며, 압축강도가 증가하였다. 활성화제 종류에 따른 평가 결과, CSA보다 Ca(OH)₂를 첨가하는 것이 압축강도 향상 효과가 큰 것으로 확인되었다. CO₂ 양생에 따른 화학적특성의 변화를 비교평가 한 결과, 모든 실험 수준에서 알칼리계 활성화제의 첨가량이 증가할수록 탄산화 전 C-S-H, C-A-S-H gel의 생성량이 증가하였으며, 탄산화 이후 CaCO₃ 생성량이 증가하였다. 알칼리계 활성화제 첨가로 인하여 고로슬래그 미분말과 제올라이트의 반응성이 증가하였으며, 첨가량이 증가할수록 반응성도 증가하는 경향이 나타났다. 열중량 분석결과, 알칼리계 활성화제의 첨가량이 증가할수록 CO₂ 양생에 따른 CaCO₃ 분해구간 에서의 질량감소율이 증가하였으며, 10 % 첨가 시 Ca(OH)₂의 경우 10.3 wt%, CSA의 첨가 시 8.77 w%의 CO₂ uptake가 발생하였으며, 활성화제를 첨가하지 않은 경우보다 각 4.21배, 3.88배 증가한 것으로 확인되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.371-379
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• 2013

이 논문에서는 100 MPa 수축보상된 초고강도 변형경화형 시멘트 복합체 및 보통 콘크리트를 사용한 인장부재의 단조 및 반복재하시 인장강성 및 균열특성을 비교 평가하였다. 재하단계별 인장부재의 전체 변형률 및 표면균열 특성은 인장부재의 양측에 설치된 두 개의 변위계와 50배율 확대 가능한 계측기에 의해 측정되었다. 시멘트 복합체의 특성에 따른 인장부재의 인장 강성 및 균열특성을 평가하기 위하여 보통 콘크리트, 수축보상 변형경화형 시멘트 복합체 및 보통 변형경화형 시멘트 복합체 등 세 종류의 시멘트 복합체가 사용되었다. 실험 결과, 초고강도 변형경화형 시멘트 복합체의 시멘트 중량의 10%를 팽창재로 대체 시 초기 수축량은 현저하게 감소되었으며 인장부재의 초기균열강도도 증가되는 경향을 보였다. 수축보상된 초고강도 변형경화형 시멘트 복합체를 사용한 인장부재는 재하 단계별로 균열이 부재길이 전면에 확산되고 균열폭이 감소되어 인장강성 특성을 개선하였다. 반복재하시 인장부재의 인장거동 특성은 단조재하시와 큰 차이를 보이지 않았다.

• 한국광물학회지
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• 제16권1호
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• pp.75-90
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• 2003

일부 기존 콘크리트 내에서 발견되는 에트린자이트(ettringite)와 사우마사이트(thaumasite)에 대하여 산출상태 및 화학성분을 조사하고, $Na_2SO_4$ 용액을 이용한 인공적인 변질 실험을 수행하여, 이들 광물의 특정 환경 조건하에서의 안정도와 콘크리트의 성능저하에 미치는 영향을 연구하였다. 에트린자이트와 사우마사이트의 형태 관찰과 성분분석을 위하여 전자현미경(SEM)을 통한 EDAX분석을 실시하였다. 에트린자이트는 시멘트 페이스트의 공간을 충진하거나, 시멘트 페이스트를 치환한 형태로 나타나며, 미세 균열이 에트린자이트로부터 시멘트 페이스트 내부로 전파되고 있음이 잘 관찰되었다. 에트린자이트는 특정 환경 조건하에서 사우마사이트와 트리클로로알루민산염(trichloroaluminate)으로 쉽게 전이되거나 분해되었다. 사우마사이트는 탈백운석화작용을 수반하는 탄산염 골재를 사용한 콘크리트와 탄산화가 진행된 해안지역의 콘크리트에서 에트린자이트와 수반되어 나타난다. 사우마사이트의 형성 조건은 에트린자이트와 유사한 조건에서 형성되는 것으로 생각되나, 에트린자이트가 먼저 형성된 후 치환작용에 의하여 에트린자이트/사우마사이트 고용체를 형성하는 것으로 생각된다. 콘크리트내의 에트린자이트는 염화물이 공급될 경우 염소가 에트린자이트의 황산염을 부분 또는 완전한 치환하여 에트린자이트와 유사한 결정구조를 가지는 트리클로로알루민산염으로 전이되며, 또한, 트리클로로알루민산염은 황산염이 다시 공급될 경우, 치환반응에 의하여 다시 에트린자이트로 전이되었다. 두 광물의 치환반응의 반응 경로는 용액내의 염소이온과 황산이온의 농도에 따르는 것으로 생각된다. 이상과 같이, 에트린자이트는 콘크리트 내에서 다양한 내외부적인 화학작용 따라 특징적인 산출 양상을 보이며, 주변 환경 조건에 따라 다른 광물로 전이되는 나타내었다. 이러한 연구결과, 에트린자이트의 생성에 따른 콘크리트의 성능저하는 그 광물학적 특성과 분포양상에 관련성을 가지는 것으로 나타났다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권5호
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• pp.438-445
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• 2002

본 연구에서는 $PbO-TiO_2-SiO_2-BaO-ZnO-Al_2O_3-CaO-B_2O_3-Bi_2O_3-MgO$계의 유리를 $1,400{\circ}C$에서 용융시킨 후, 급랭, 분쇄하여 glass frit을 제조하였다. Glass frit 분말을 일축가압성형한 후 $750~1,000{\circ}C$의 온도범위에서 2시간 동안 소성 및 결정화 하였다. Glass frit의 결정화는 $750{\circ}$ 전후의 온도에서 시작되었고, 저온에서의 주된 결정상은 $Al_2O_3$와 hexagonal celsian($BaAl_2Si_2O_8$)이었다. 소성온도가 높아지면서 monoclinic celsian, $ZnAl_2O_4,\;Zn_2SiO_4,\;CaTi(SiO_4)O,\;TiO_24 등이 주된 결정상으로 나타났고, 특히 celsian은 hexagonal에서 monoclinic으로 상전이가 발생하였다. 그리고 15wt%의 PbO를 첨가한 glass frit에만 $PbTiO_3-CaTiO_3$ 고용체가 나타났다. 1MHz 대역에서 유전특성을 살펴본 결과 유전상수는 11~16이었고, 유전손실은 0.020 미만이었다. 그러나 15wt%의 PbO를 첨가한 glass frit의 경우는 $PbTiO_3-CaTiO_3$ 고용체 결정상의 존재로 유전상수가 17~26으로 높았고, 유전손실은 0.010~0.015로서 다른 조성들에 비하여 우수한 특성을 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.633-640
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• 2010

이 연구에서는 숏크리트에 적용하기 위한 고분말도 시멘트의 기본 특성을 검토하고자 하였다. 고분말 시멘트의 주요특성을 연구하기 위하여 입도분포, 응결시간, 압축강도를 측정하였으며, SEM 관찰, DSC 열분석, X선 회절분석을 실시하였다. 고분말도 시멘트는 일반 포틀랜드 시멘트와 비교하여 응결시간이 크게 단축되었으며 압축강도가 개선되었다. 기기분석 결과 고분말도 시멘트는 초기수화물이 보다 미세하고 광범위하게 분포하는 것으로 확인되었으며, 이러한 결과는 시멘트의 분말도가 상승함에 따라 시멘트 입자와 물과의 접촉면이 증가하기 때문이다. SEM 관찰, DSC 열분석, X선 회절분석 결과 알루미네이트계 급결제는 칼슘알루미늄 수화물의 생성을 촉진하고, 알칼리프리계 급결제는 에트린자이트와 모노설페이트의 생성을 증진하는 것으로 나타났다. 페이스트 응결시간 측정으로부터 알루미네이트계 급결제와 알칼리프리계 급결제가 응결시간을 단축시키는 것으로 확인되었으며, 고분말도 시멘트는 압축강도가 크게 향상 되는 것으로 나타났다. 특히 알루미네이트계 급결제는 응결시간 단축에 효과적이며, 알칼리프리계 급결제는 7일 이후의 강도증진에 효과적인 것으로 확인되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.70-77
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• 2012

제강슬래그 중 15~20%를 차지하는 환원슬래그는 건설재료로서의 유익한 화학적 조성을 함유하고 있음에도 불구하고, 특별한 활용처가 없이 매립되어지고 있기 때문에 용도개발이 시급하다. 본 연구는 제강 환원슬래그를 고효율 재활용 용도 개발을 위한 연구로, 사전 연구결과 급냉을 통하여 분화가 없는 안정된 골재상 제조가 가능하고, 이를 분쇄하여 수화시 급결 특성과 자체 수화특성을 갖는 것을 확인하였다. 한편, 철강 제조 공정에서 부산되는 환원슬래그일지라도 생산 제품에 따라 슬래그의 특성도 큰 차이를 보이기 때문에, 각 생산 제품에 따른 10군데 플랜트에서 배출되는 환원슬래그를 채취하여 그 화학적 특성을 평가하였다. 분석된 화학적 특성을 바탕으로, 급냉 시 생성되어지는 광물을 예측하여 사전연구 되었던 급냉 환원슬래그와 같이 급결성 및 강도발현특성을 갖는 무기결합재로의 제조 가능성을 확인하고자 하였다. 그 결과 특수강 및 열연 제품 생산공정에서 배출되는 환원슬래그일수록 높은 $Al_2O_3$ 함량을 가짐에 따라, 급결성 광물인 $C_{12}A_7$을 다량 함유하고, 이로써 급냉을 통하여 특수용 무기결합재로서 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.533-544
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• 2015

해양환경에 노출된 콘크리트는 육상에서 건설되는 콘크리트와 달리 해풍, 조력, 파도, 파랑 등에 의한 물리적 작용과 해수의 $SO_4{^{2-}}$, $Cl^-$ 및 $Mg^{2+}$ 이온 등에 의한 화학적 침식작용 및 동결융해 등 가혹한 환경에 노출되어 콘크리트의 내구성을 크게 저하시킨다. 해중 콘크리트의 대규모 시공은 콘크리트의 강도손실은 물론 알칼리(pH) 및 중금속 등 환경유해물질이 용출될 수 있어 이에 대한 충분한 검토와 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 전기로 환원슬래그로부터 CSA 자극제를 개발하고 전기로 산화슬래그를 콘크리트용 골재로 활용하여 인공리프용 친환경콘크리트를 개발하였다. 초기강도는 Normal concrete보다 낮게 나타나 친환경콘크리트의 초기강도 품질향상을 위한 추가적인 연구가 필요하였으며, 친환경콘크리트의 해수저항성은 양생일 1년 대비 평균 강도손실이 8~9% 발생하였다. 고함량 고로슬래그 미분말과 고비중 전기로 산화슬래그 골재를 사용한 친환경콘크리트를 동결융해저항성 재료로써 충분히 활용할 수 있는 가능성을 확인하였다. 친환경콘크리트의 중금속 용출특성은 콘크리트의 수화반응을 통한 경화과정에서 중금속 성분은 화학적 결합을 통해 고정화되기 때문에 환경유해성 기준 이하이거나 검출되지 않아 유해물질 용출에 안전하다는 것을 확인하였다.