• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.253-259
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• 2021

플라스틱은 소비량 증가에 따라 생활계폐기물 중 폐플라스틱의 발생량도 급격히 증가하고 있으나, 분리, 선별 공정 비용 증가 등으로 재활용은 저조한 실정이다. 이에 본 연구는 생활계폐기물 발생 복합재질 폐플라스틱을 콘크리트용 골재로 재활용하기 위한 기초 연구로 고로슬래그 미분말을 충진한 복합재질 폐플라스틱 잔골재 및 굵은골재의 투입 비율 및 투입량이 콘크리트의 슬럼프 및 압축강도에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 복합재질 폐플라스틱 굵은골재는 부순 굵은골재 대비 조립률은 유사하나, 입자 크기가 작은 단입도 분포인 반면에, 복합재질 폐플라스틱 잔골재는 부순 잔골재 대비 조립률 및 입자 크기가 큰 단입도 분포인 것으로 나타났으며, 고로슬래그 미분말에 의한 밀도 및 공극 충진에 의한 흡수율 향상 효과는 복합재질 굵은골재 대비 복합재질 잔골재가 큰 것으로 나타났다. 복합재질 폐플라스틱 골재의 투입량이 증가할수록 콘크리트의 슬럼프와 압축강도는 감소하였다. 특히, 동일한 양의 복합재질 폐플라스틱 골재 투입 수준에서 복합재질 폐플라스틱 잔골재의 투입량이 많을수록 슬럼프와 압축강도는 작아지는 것으로 나타났으며, 이는 복합재질 폐플라스틱 잔골재 중 ROD 형상의 골재 하부에 공기가 갇히면서 형성된 공극에 의한 것으로 판단된다. 한편, 혼화제 투입 및 단위 시멘트량 증대는 복합재질 폐플라스틱 골재 투입 콘크리트의 압축강도 향상에는 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.687-693
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• 2006

8mm 이하의 석분으로부터 잔골재를 생산하기 위한 공정에서 부산되는 공정부산물인 석분슬러지는 평균 입자 크기 $7{\mu}m$, 함수율 $20{\sim}60%,\;SiO_2$ 함량 60% 이상의 케익상 슬러지이다. 석분슬러지는 수분을 많이 함유하고 있어 취급, 운반을 어렵게 할 뿐만 아니라 건조공정에 투입해야 하는 높은 에너지 비용 때문에 재활용할 때의 경제성이 낮기 때문에 그동안 실용화되지 못하고 있는 산업부산물이다. 본 연구는 건조하지 않고 석분슬러지가 배출되는 상태 그대로 재활용하기 위한 것으로, 적용 대상은 기포 콘크리트이며, 무기 분말 및 기포를 혼합한 슬러리를 제조한 후 CaO와 $SiO_2$의 수열반응을 유도하여 토버모라이트(tobermorite) 수화물을 형성시켜 경화시키는 방법을 사용하였다. 일반적인 기포 콘크리트는 CaO원으로 시멘트, $SiO_2$원으로 실리카 함량 90%의 고순도 규사를 사용하고 있으나 본 연구에서는 고순도 규사의 대체재료로 석분슬러지를 사용하였다. 기포 첨가율과, 석분슬러지 대체율을 실험 요인으로 하여 제조한 기포 콘크리트의 밀도 및 강도 특성을 검토 한 결과 석분슬러지를 사용한 경우에도 기포첨가율의 감소에 따라 기포 콘크리트의 밀도 및 강도가 증대하는 일반적인 경향은 동일하게 나타났으나, 석분슬러지를 사용한 경우는 규사를 사용한 것에 비하여 동일한 조건에서 높은 강도 및 밀도를 발현하며, 그 경향은 석분슬러지의 대체율의 증가에 따라 뚜렷한 것으로 나타났다. 또한 XRD 분석결과 석분슬러지는 수열반응을 통하여 tobermorite를 아주 잘 형성하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 석분슬러지의 $SiO_2$ 함량이 낮음에도 불구하고 이와 같은 현상을 보이는 것은 그 입도가 매우 작기 때문에 시멘트계 재료와의 수열반응이 좀 더 원활하게 이루어지기 때문에 나타난 것으로 사료되며, 본 연구 결과 실험 실적으로는 기포 콘크리트의 원료로 규사를 석분슬러지로 대체하여 사용하는 것이 가능할 것으로 나타났다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제8권5호
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• pp.171-176
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• 2009

The chloride threshold level (CTL) in mixed concrete containing, ordinary Portland cement (OPC), pulverized fuel ash (PFA) ground granulated blast furnace slag (GGBS), and silica fume (SF) is important for study on corrosion of reinforced concrete structures. The CTL is defined as a critical content of chloride at the steel depth of the steel which causes the breakdown of the passive film. The criterion of the CTL represented by total chloride content has been used due to convenience and practicality. In order to demonstrate a relationship between the CTL by total chloride content and the CTL by free chloride content, corrosion test and chloride binding capacity test were carried out. In corrosion test, Mortar specimens were cast using OPC, PFA, GGBS and SF, chlorides were admixed ranging 0.0, 0.2, 0.4, 0.8, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0% by weight of binder. All specimens were cured 28 days, and then the corrosion rate was measured by the Tafel's extrapolation method. In chloride binding capacity, paste specimens were casting using OPC, PFA, GGBS and SF, chlorides were admixed ranging 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 and 3.0% by weight of binders. At 28days, solution mixed with the powder of ground specimens was used to measure binding capacity. All specimens of both experiments were wrapped in polythene film to avoid leaching out of chloride and hydroxyl ions. As a result, the CTL by total chloride content ranged from 0.36-1.44% by weight of binders and the CTL by free chloride content ranged from 0.14-0.96%. Accordingly, the difference was ranging, from 0.22 to 0.48% by weight of binder. The order of difference for binder is OPC > 10% SF > 30% PFA > 60% GGBS.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.89-94
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• 2012

본 연구에서는 ALC의 물리적 특성에 영향을 줄 수 있는 다양한 인자 중 규석 종류를 검토하였으며, 이때 회수슬러리를 재활용하였다. 규석은 문경 및 금평 규석을 사용하였으며, 규석 분말 입수분도 실험하였다. 규석의 XRD 분석과 광물상 분석을 통해 문경 규석의 주요 광물은 석영과 운모로, 금평 규석은 석영으로 구성되어 있음을 확인하였다. 더불어 금평 규석에 존재하는 석영의 결정성이 좀 더 양호하다는 것도 알 수 있었다. ALC의 밀도와 기공특성은 규석별 차이가 관찰되지 않았으나, 압축강도 및 A-수는 문경 규석보다 금평 규석 사용시에 양호한 특성을 발현하였다. 이러한 현상은 규석에 존재하는 주요 광물 결정종의 차이, 석영입자 결정성 및 미량성분 함량 차이 등의 영향으로 추정되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.112-119
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• 2020

본 연구에서는 메틸 셀룰로오스를 기반으로 제작한 박테리아 펠렛을 모르타르에 혼입하였으며, 펠렛 혼입에 따른 모르타르 내부 생존률과 강도, 정수위 투수실험에 의한 균열 치유율을 조사하였다. 펠렛은 복합 배양한 박테리아 포자 분말과 메틸셀룰로오스, PVA 영양소 2종과 물로 이루어져 있으며, 유압 프레스를 통해 압출되어 지름 2mm~길이 3~4mm의 형상을 갖는다. 셀룰로오스 펠렛은 중성 pH에서 팽창하여 박테리아와 영양소를 방출하고, 염기성 환경에서 반응하지 않는 성질을 띄어 시멘트 모르타르 내부 박테리아의 장기 생존률이 증대하는 효과가 있다. 또한 펠렛 혼입 모르타르는 정수위 투수실험을 통한 균열 자기치유 성능이 대조군 모르타르에 비해 현저히 상승하였다. 셀룰로오스 기반 펠렛은 새로운 종류의 박테리아 담체 시스템으로 추후 펠렛 개량 및 최적화로 자기치유 콘크리트 개발에 도움을 줄 것이다.

• 한국융합학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.157-162
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• 2017

제지슬러지 소각재, 용광로 슬래그 미세분말 생석회, 무수석고 및 프라이애쉬 등을 혼합하여 무기계고화재를 제조하였다. 슬러지 처리용으로 개발된 고화재의 주성분은 SiO, $Al_2O_3$, $TiO_2$, $Fe_2O_3$, $Mn_2O_3$, CaO, MgO, $Na_2O$, $K_2O$, $P_2O$, $SO_3$이었다. 시멘트와 달리, 개발된 고화재에는 발암물질로 알려진 $Cr^{6+}$가 함유되지 않았다. 중금속 및 기름 오염토를 고화재와 혼합한 후 7일간 양생하여 빗물용출실험을 시행한 결과 중금속이 미미하였다. 하수슬러지 케이크 및 음식물쓰레기와 고화재를 각각 혼합하여 7일 양생 후 토양성분실험을 한 결과 중금속 함량이 환경기준치 이하로 나타났다. 슬러지, 고화재 및 첨가제 혼합시료를 비이커에 혼합한 후 암모니아 농도를 측정한 결과 3일 후 0이 되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.25-31
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• 2009

본 연구의 목적은 기존 흙 포장의 문제점인 장기적인 내구성 결여 및 균열발생을 보완한 친환경적 흙포장재를 개발하기 위한 것이다. 액상형태의 혼합이 용이한 무기질 결합재와 화강풍화토를 첨가량별로 배합하여 일축압축시험 및 투수시험을 실시하였다. 시험결과에 따라 적정 배합비를 산정하고 6가크롬($Cr^{6+}$)검출시험, 재령별 SEM촬영, 동결융해시험을 실시하여 적정성을 검증하였다. 연구 결과, 분말형 무기계 결합재의 배합비는 시멘트:플라이애시:석고의 비율이 각각 50:33:7이 가장 적합한 것으로 판단되었다. 그리고 6가크롬($Cr^{6+}$) 검출시험결과 6가크롬($Cr^{6+}$)의 발생량이 미미하였고, SEM촬영 결과 재령 3일에 에트린자이트 형성이 확인되어 재료가 화학적으로 조기강도 발현이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제26권8호
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• pp.449-453
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• 2016

$HA(hydroxyapatite)/{\beta}-TCP$ (tricalcium phosphate) biomaterial (BCP; biphasic calcium phosphate) is widely used as bone cement or scaffolds material due to its superior biocompatibility. Furthermore, $NH_4HCO_3$ as a space holder (SH) has been used to evaluate feasibility assessment of porous structured BCP as bone scaffolds. In this study, using a spark plasma sintering (SPS) process at 393K and 1373K under 20MPa load, porous $HA/{\beta}-TCP$ biomaterials were successfully fabricated using $HA/{\beta}-TCP$ powders with 10~30 wt% SH, TiH2 as a foaming agent, and MgO powder as a binder. The effect of SH content on the pore size and distribution of the BCP biomaterial was observed by scanning electron microscopy (SEM) and a microfocus X-ray computer tomography system (SMX-225CT). The microstructure observations revealed that the volume fraction of the pores increased with increasing SH content and that rough pores were successfully fabricated by adding SH. Accordingly, the cell viabilities of BCP biomaterials were improved with increasing SH content. And, good biological properties were shown after assessment using Hanks balanced salt solution (HBSS).

• 한국재료학회지
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• 제22권9호
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• pp.494-498
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• 2012

Geopolymer cements and geopolymer resins are newly advanced mineral binders that are used in order to reduce the carbon dioxide generation that accompanies cement production. The effect of additives on the compressive strength of geopolymerized class-F fly ash was investigated. Blast furnace slag, calcium hydroxide($Ca(OH)_2$), and silica fume powders were added to fly ash. A geopolymeric reaction was initiated by adding a solution of water glass and sodium hydroxide(NaOH) to the powder mixtures. The compressive strength of pure fly ash cured at room temperature for 28 days was found to be as low as 291 $kgf/cm^{-2}$, which was not a suitable value for use in engineering materials. On the contrary, addition of 20 wt% and 40 wt% of blast furnace slag powders to fly ash increased the compressive strength to 458 $kgf/cm^{-2}$ and 750 $kgf/cm^{-2}$, respectively. 5 wt% addition of $Ca(OH)_2$ increased the compressive strength up to 640 $kgf/cm^{-2}$; further addition of $Ca(OH)_2$ further increased the compressive strength. When 2 wt% of silica fume was added, the compressive strength increased to 577 $kgf/cm^{-2}$; the maximum strength was obtained at 6 wt% addition of silica fume. It was confirmed that the addition of CaO and $SiO_2$ to the fly ash powders was effective at increasing the compressive strength of geopolymerized fly ash.

• 보존과학회지
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• 제26권3호
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• pp.325-334
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• 2010

이 연구에서는 석조문화재 강화제의 처리 효과를 정량적으로 규명하기 위해 화강석분과 포틀랜드시멘트를 이용하여 강도가 낮은 인공 다공질 시료를 제작하고, 여기에 4종의 알콕시실란계 강화제와 아크릴수지, 에폭시수지 등 상업화 된 6종의 강화제를 적용하여 처리 전과 후의 특성을 비교 분석하였다. 실험 결과, Silres BS OH 100은 밀도 및 표면 경도 향상에 효과적이며, 발수성의 SS-101과 친수성의 Site SX-RO는 염풍화에 대해 향상된 내구성을 보였다. Araldite 2020은 물리적 기능 향상에 가장 효과적이나, Syton HT-50 및 Paraloid B72는 낮은 침투율로 인해 표면 일부에 처리효과가 집중되어 전체적으로는 풍화에 취약한 것으로 나타났다.