• 한국농공학회지
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• 제21권4호
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• pp.99-107
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• 1979

콘크리트 제품(製品)의 제조(製造)에 산업폐기물(産業廢棄物)과 연탄재의 이용(利用)에 관(關)한 연구(硏究)를 위하여 시멘트 모르터에 사용(使用)되는 잔골재 대용(代用)으로 연탄재를 사용(使用)하여 연탄재의 모르터를 만들었고 시멘트에는 카바이트 찌거지, Bottom-ash를 혼입(混入)하여 3종류(種類)의 모르터를 만들어 표준사(標準砂)를 사용(使用)한 모르터와 압축(壓縮), 인장(引張) 및 휨강도(强度)를 비교(比較) 시험(試驗)하였다. 본시험(本試驗) 이외(以外)에 경제성(經濟性)의 검토(檢討), 내구성시험(耐久性試驗)등 구명(究明)되어야할 문제(問題)가 남어 있으나 본시험(本試驗)에서 얻은 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 표준사(標準砂)를 사용(使用)한 모르터의 압축(壓縮), 인장(引張) 및 휨강도(强度)를 각각(各各) 100%로 했을 때 1:2에서 압축강도(壓縮强度)는 재령(材令) 7일(日)에서 시멘트 : 연탄재는 70%, (시멘트+카바이트 찌거기) : 연탄재는 61%, (시멘트+Bottom-ash) : 연탄재는 58%의 강도(强度)가 나타났으며 재령(材令) 28일(日)에서 시멘트 : 연탄재는 56%. (시멘트+카바이트 찌거기) : 연탄재는 49%, (시멘트+Bottom-ash) : 연탄재는 48%의 강도(强度)를 나타냈다. 2. 압축강도(壓縮强度)는 1:2의 재령(材令) 7일(日)에서 KS 규격치(規格値)에 대(對)하여 시멘트 : 연탄재는 84%, (시멘트+카바이트 찌거기) : 연탄재는 73%, (시멘트+Bottom-ash) : 연탄재는 70%의 강도(强度)를 나타내고 있고 재령(材令) 28일(日)에서 시멘트 : 연탄재는 85%, (시멘트+카바이트 찌거기) : 연탄재는 73%, (시멘트+Bottom-ash) : 연탄재도 73%의 강도(强度)를 나타내고 있다. 3. 인장강도(引張强度)에서는 1:2의 재령(材令) 7일(日)에서 시멘트 : 표준사(標準砂)에 비(比)해 시멘트 : 연탄재는 64%, (시멘트+카바이트 찌거기) : 연탄재는 36%, (시멘트+Bottom-ash) : 연탄재도 36%의 강도(强度)가 나타났으며 재령(材令)28일(日)에서 시멘트 : 연탄재는 70%, (시멘트+카바이트 찌거기) : 연탄재는 47%, (시멘트+Bottom-ash) : 연탄재는 36%의 강도(强度)를 나타내고 재령(材令) 7 및 28일(日)에서 시멘트 : 연탄재가 KS규격(規格) 이상이 었으며 기타(其他)는 재령(材令) 7일(日)에서 $61{\sim}62%$, 재령(材令) 28일(日)에서 $75{\sim}90%$이었다. 4. 휨강도(强度)에서는 1 : 2의 재령(材令) 7일(日)에서 시멘트 표준사(標準砂)에 비(比)해 시멘트 : 연탄재는 46%, (시멘트+카바이트 찌거기) : 연탄재는 53%, (시멘트+Bottom-ash) : 연탄재는 50%의 강도(强度)가 나타났으며 재령(材令) 28일(日)에서 시멘트 : 연탄재는 90%, (시멘트+카바이트 찌거기) : 연탄재는 77%, (시멘트+Bottom-ash) : 연탄재는 69%의 강도(强度)를 나타냈다. 5. 연탄재를 이용(利用)한 모르터는 시멘트 모르터에 비(比)해 낮은 강도(强度)를 나타내나 저강도(低强度)를 요(要)하는 시멘트 또는 콘크리트 이차제품(二次製品)에 이용(利用)이 가능(可能)하다고 보며 연탄재와 산업폐기물(産業廢棄物)을 건설재료(建設材料)로 이용(利用)하므로서 각종공해방지(各種公害防止)와 폐기물처리(廢棄物處理)의 세력절약(勢力節約)과 폐기물(廢棄物)의 유효이용으로 자원(資源)의 절약(節約)을 기(期)할 수 있을 것으로 사료(思料)된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제24권2호
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• pp.181-191
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• 2024

석회석은 시멘트의 주원료로써 90% 이상을 사용하고 있으며, 고온 소성 과정에서 및 석회석의 탈탄산 반응으로 많은 양의 CO₂를 배출한다. 이에 석회석 사용량 저감을 위해 원료를 대체할 수 있는 부산물에 관한 연구들이 진행 중이다. 또한 광물 탄산화는 기체인 CO₂를 탄산염 광물로 전환하는 기술로 산업시설에서 배출되는 CO₂를 포집하여 광물로 저장 및 자원화할 수 있다. 한편, 건설폐기물은 계속적으로 증가하는 추세로, 폐콘크리트는 많은 부분을 차지하고 있다. 폐콘크리트는 파쇄 및 분쇄를 통해 순환골재로써 활용되고 있으나 이때 발생하는 폐콘크리트 미분말은 유효하게 재이용 되지 못하고 대부분 폐기 또는 매립되는 실정이다. 이에 본 연구에서는 폐콘크리트를 석회석 대체재로써 활용하여 광물 탄산화 기술을 적용할 수 있는 이산화탄소 반응경화 시멘트 제조 가능성을 확인하고자 한다. 폐콘크리트 미분말 치환율 및 이산화탄소 반응 경화 시멘트의 주요 광물이 생성되는 조건인 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비에 따른 광물 분석 결과, 폐콘크리트 미분말 치환율과 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비가 높을수록 주요 광물인 Pseudowollastonite와 Rankinite 생성량이 증가하였다. 또한 세 가지 SiO₂/(CaO+SiO₂) 몰비에서 공통적으로 폐콘크리트 미분말을 50% 치환한 경우 Gehlenite가 생성되었으며, 생성량 또한 유사하였다. 이는 콘크리트 미분말에 함유하고 있는 Al₂O₃ 성분이 CaO와 SiO₂와 반응하여 Gehlenite가 합성된 것으로 판단된다. Gehlenite의 경우 Pseudowollastonite와 Rankinite와 같이 광물 탄산화를 통해 탄산염 광물인 CaCO₃를 생성하는 산화물로써 이는 Al₂O₃가 함유된 산업부산물을 원료로 사용하는 경우 이산화탄소 반응경화 시멘트의 광물로써 활용이 가능할 것으로 기대한다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제2권2호
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• pp.161-167
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• 2008

Optimization of concrete mixing system is very important for the production of quality mixture of concrete and requires very complicated, specialized knowledge as there are a variety of variables that influence the result. One of the methods of optimizing the concrete mixing system is to minimize the volume of cement paste which, in turn, means maximizing the volume of aggregate. The purpose of this study is to determine the minimum volume of cement paste used in the design of concrete mixture and to design the optimum concrete mixing system based on the fluidity of mortar and concrete. In determining the minimum volume of cement paste, experiments of mortar and concrete were performed based on their workability, material segregation and bleeding. Type of aggregate, granularity distribution and sand percentage were used as test parameters and measurements were taken of the distribution of granularity, usage of HRWRA, minimum volume of paste and drying shrinkage and compressive strength of concrete.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권3호
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• pp.37-42
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• 2018

The use of fly ash in construction materials is increasing worldwide due the various advantages of using it, such as to produce durable concrete, or to use less cement and thus lower carbon dioxide emissions. The quality of fly ash is often determined by loss on ignition value (LOI), where an upper limit of LOI is set in each country for quality control purpose. However, due to many reasons, production of high LOI fly ash is increasing that cannot be utilized in concrete, ending up in landfill. In this study, the effect of fly ash use in cementitious materials on nitrogen oxides adsorption is examined. In particular, the effect of using high LOI, and thus high carbon content fly ash on nitrogen oxides adsorption is investigated. The results suggest that the higher carbon content fly ash is related to higher nitrogen dioxide adsorption, although normal fly ash was also more effective in nitrogen dioxide adsorption than ordinary portland cement. Also, higher replacement rate of up to 40% of fly ash is beneficial for nitrogen dioxide adsorption. These results demonstrate that high carbon fly ash can be used as construction materials in an environmentally friendly way where strength requirement is low and where nitrogen oxides emissions are high.

• Advances in concrete construction
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• 제11권1호
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• pp.59-71
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• 2021

This research aims to study the utilization of olive waste ash (OWA) in the production of concrete as a partial substitute for cement. Effects of using OWA on the physical and mechanical properties of concrete mixtures have been investigated. This is done by carrying out tests involving the addition of various percentages of OWA to cement (0%, 5%, 10% and 15%). For each percentage, tests were performed on both fresh and hardened concrete; these included slump test, unit weight test and compressive strength test after 7, 28 and 90 days. Durability tests were investigated in solutions containing 5% NaOH and MgSO4 by weight of water. In addition, resistance to high temperatures was tested by subjecting the cubes to high temperatures of up to 170℃. The results of this research indicate that a higher percentage of OWA gives a lower compressive strength and lower workability but higher performance in terms of durability against both different weather conditions and high temperatures.

• Advances in concrete construction
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• 제11권5호
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• pp.367-374
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• 2021

The present study investigated the effect of the combined carbonation and steam curing on the physicochemical properties and CO₂ uptake of the Portland cement concrete. Four different curing regimes were adopted during the initial 10 h of curing to evaluate the potential of carbonation curing as an alternative to conventional steam curing in the precast concrete industry from environmental and practical viewpoints. Four combinations of carbonation and steam curing conditions were applied as curing regimes to the samples at an early age. The test results indicated that the samples treated with the combined carbonation and steam curing exhibited higher early strength development compared to the other samples, signifying that carbonation curing can reduce the production time of precast concrete. Furthermore, the CO₂ uptake capacity of the samples was calculated and found to be as high as 18% with respect to the mass of the paste samples. Hence, the simultaneous utilization of steam and CO₂ for the fabrication of precast concrete members has the potential to make precast concrete greener and more cost-effective.

• Advances in concrete construction
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• 제12권6호
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• pp.499-505
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• 2021

Geopolymer binders fascinate the attention of researchers as a replacement to cement binder in conventional concrete. One-ton production of cement releases one ton of carbon-dioxide in the atmosphere. In the replacement of cement by geopolymer material, there are two advantages: one is the reduction of CO₂ in the atmosphere, second is the utilization of Fly ash and Ground granulated blast furnace slag (GGBFS) are by-products from coal and steel industries. This paper focuses on the mechanical properties of steel fiber reinforced geopolymer concrete. The framework considered in this research work is geopolymer source (Fly ash, GGBFS and crimped steel fibre) and alkaline activator which consists of NaOH and Na₂SiO₃ of molarity 8M. Here the Na₂SiO₃ / NaOH ratio was taken as 2.5. The variables considered in this experimental work include Binder content (360,420 and 450 kg/m³), the proportion of Fly ash and GGBS (70-30, 60-40 and 50-50) for three different grades of Geopolymer concrete (GPC) GPC 20, GPC 40 and GPC 60. The percentage of crimped steel fibres was varied as 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4% and 0.5%. Generally, the inclusion of steel fibres increases the flexural and split tensile strength of Geopolymer concrete. The optimum dosage of steel fibres was found to be 0.4% (by volume fraction).

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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• pp.33-34
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• 2023

Currently, research on construction materials using industrial by-products is being conducted in the Inhan construction industry due to CO₂ emissions during the cement production process and a shortage of aggregates. Among these, research has been conducted to use steel furnace slag as an aggregate by reducing the reactivity of free-CaO, which has the characteristic of expanding through open storage, aging, and rapid cooling. However, research on the use of powder as a cement admixture or substitute is insufficient. Therefore, this study aims to analyze the properties of fresh mortar using steel furnace slag powder. The mixing ratio of steel furnace slag powder was divided into three levels: 0, 20, and 40 (%), and the test items were flow and unit weight. The experimental results showed that as the mixing ratio of steel furnace slag powder increased, flow and unit weight tended to increase. Therefore, it is expected to have a positive effect on improving workability or strength as a cement admixture.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.180-188
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• 2020

국내 화력 발전소에서는 연간 900만 ton 이상의 석탄회가 발생되고 있으며, 약 30%는 재활용되지 못하고 매립되고 있다. 현재 국내 매립장은 대부분이 만지 상태에 이르렀고, 해양 환경오염 발생이 우려되어 대량의 재활용 방안이 필요할 실정이다. 한편, 환경부는 그동안 시멘트 점토질 원료로 사용되는 일본산 석탄회의 수입 규제를 추진하고 있어 대체재의 개발이 시급한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 국내 매립 석탄회의 화학성분을 분석하고, 일본산 석탄회와 비교를 통해 시멘트 원료로의 활용 가능성을 검토하였다. 그 결과를 요약하면 SiO2는 전체적으로 다소 낮은 값을 나타내 규산질 원료의 사용량을 증가시킬 필요가 있다. Al2O3는 특별한 경향은 없으나, 일부 낮은 값을 나타내는 경우는 점토질 물질이 부족할 수 있어 매립 석탄회의 사용량 증대를 검토해야 한다. Fe2O3는 전체적으로 다소 높은 값을 나타내 철질 원료의 사용량 감소가 가능할 것으로 판단된다. 국내 매립 석탄회는 전체적으로 염화물을 포함하고 있으며, 염소 제거공정을 통해 상당부분 제거될 것으로 판단되나, 시멘트 품질 및 장비의 유지관리 측면을 고려하면 담수 이송 및 표층부 매립 석탄회가 사용에 유리하다. 따라서 국내 매립 석탄회는 시멘트 광물 구성을 위한 시멘트 원료의 배합비 조정과 염소 제거공정을 통해 일본산 석탄회의 대체가 가능할 것으로 분석된다.

• Advances in concrete construction
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• 제13권1호
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• pp.25-34
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• 2022

The production of geopolymer is considered as a cleaner process due to much lower CO₂ emission than that from the production of Portland cement. This paper presents a study of the potential use of recycled steel fibre (RSF) coming from the recycling process of the old tires in geopolymer mortars. Ground expanded perlite (EP) is used as a source of alumino-silicate and sodium hydroxide (NaOH=5, 10, 15, and 20M) is used as alkaline medium for geopolymer synthesis. RSFs were added to the mortar mixtures in four different volume fractions (0, 0.5, 1.0, and 1.5% of the total volume of mortar). The unit weight, ultrasound pulse velocity, flexural and compressive strength of expanded perlite based geopolymer mortar (EPGM) mixtures were determined. The microstructures of selected EPGMs were examined by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) analyses. The optimum molarity of sodium hydroxide solution was found to be 15M for geopolymer synthesis by EP. The test results revealed that RSFs can be successfully used for fibre-reinforced geopolymer production.