• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.159-167
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• 2022

본 연구에서는 보통 포틀랜드시멘트를 사용한 콘크리트와 광물질 혼화재료 및 알칼리활성화제를 첨가한 4종류의 배합으로 시편을 제작한 후 X선 회절분석, 미세구조분석, 압축강도, 동결융해저항성 및 SEM Image 분석을 실시하여 각 배합별 강도발현, 상대동탄성계수, 중량변화 등을 측정하여 기초물성 평가를 진행하였다. 페로니켈슬래그 혼입 삼성분계 시멘트는 보통포틀랜드 시멘트 배합(OPC)과 비슷한 수화물을 생성하는 경향을 보였으며, MgO 성분으로 인한 팽창성 수화물은 확인되지 않았다. 페로니켈슬래그를 혼입 시 3성분계 시멘트(30SP20FN)의 경우 OPC와 비교 시 공극률이 커지는 경향을 보였지만, 알칼리활성화제를 첨가할 경우 공극 분포가 변화하는 경향을 보였다. 또한, 알칼리활성화제의 첨가는 30SP20FN의 장기강도발현을 앞당기는 효과를 보였으며, 18~26 % 가량 강도가 증가함을 확인하였다. 30SP20FN의 경우 dilution effect로 인한 낮은 수화도의 영향으로 동결융해저항성이 떨어졌지만, 알칼리활성화제를 첨가할 경우 높은 상대동탄성계수를 유지하였으며, 동결융해 저항성이 우수한 것을 알 수 있었는데, 이는 변화된 공극 분포 때문인 것으로 사료된다. 본 연구에서 실시한 상대동탄성계수 측정 실험에 사용된 콘크리트 시편 모두 300 사이클에서 상대동탄성계수가 60 % 이상으로 우수한 동결융해 저항성을 나타내었다. 동결융해 작용을 받은 콘크리트의 미세구조를 분석한 결과, OPC 및 30SP20FN 콘크리트의 경우 비정질의 수화물이 서로 결합되어 있지 않고, 미세 균열이 발생함을 확인한 반면, 알칼리 활성화제를 혼입한 배합의 경우 균질한 내부 구조를 유지하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.309-310
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• 2023

Slag and ash generally have a higher powder degree than portland cement, so workability may deteriorate under the same unit quantity condition, and strength and durability decrease when the unit quantity is increased. At this time, if an aggregate having a low water absorption and an appropriate particle size is used to recover the loss of strength, it can contribute to reducing the unit quantity of the binder. Therefore, for the purpose of improving the workability and strength of non-sintered cement mortar using slag and ash, ferro nikel slag whose particle size was adjusted was used as an aggregate and its applicability was identified. In this experimental condition, it was confirmed that non-sintered cement mortar tends to improve workability and secure strength when ferro nikel slag having various particle size distributions is used as an aggregate. This can be analyzed as the effect of ferro nikel slag material properties including glassy properties and mixing conditions with a wide particle size distribution.

• 한국물환경학회지
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• 제34권3호
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• pp.316-327
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• 2018

Liquid fertilizers made from livestock manure contain high concentrations of nitrogen and phosphorus and thus are used as a fertilizer. However, excessive use of liquid fertilizer causes eutrophication of agricultural land and nonpoint source pollution. In this study, as a means of lowering the nutrient concentrations, struvite ($MgNH_4PO_4{\cdot}6H_2O$) production from the liquid fertilizer was investigated. When liquid fertilizers produced in Gyeonggido were analyzed, its characteristics differed by region and season, but the phosphorus concentration was commonly lower than that of nitrogen. When $K_2HPO_4$ and $MgCl_2$ were added to the liquid fertilizers, the optimal pH for struvite formation was pH 9.5. For environmentally friendly sources of magnesium and phosphate, ferronickel slag (FNS) and sewage sludge ash (SSA) were suspended in deionized water and extracted by sulfuric acid with various mass ratios. The optimum conditions for extracting FNS and SSA were 4.0 M sulfuric acid and 0.35 mass ratio of sulfuric acid to sewage sludge ash, respectively. For forming struvite, 0.233 L of SSA leachate (SSAL) was added into 0.3 L of liquid fertilizer containing 2,586 mg/L of ammonia and 110 mg/L of phosphate, pH was then adjusted to pH 9.5 using 10 M of NaOH. Afterwards 0.333 L of FNS leachate (FNSL) was added to this mixed solution. After a reaction for 1 hr at room temperature, the remaining concentrations of magnesium, ammonium, and phosphate were less than 50 mg/L, 500 mg/L and 150 mg/L, respectively, and 30 g of precipitates were obtained, most of which were struvite.

• 한국환경농학회지
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• 제33권3호
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• pp.169-177
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• 2014

본 연구는 철강산업에서 배출되는 산업폐기물의 일종인 페로니켈슬래그와 제강급랭슬래그의 인공습지나 여과시스템에서 인을 효과적으로 흡착 처리하기 위해 페로니켈슬래그와 제강급랭슬래그를 입경별(유효입경: 0.5 mm, 2.5 mm)로 구분하여 Freundlich 및 Langmuir 등온흡착실험을 통해 인에 대한 흡착특성을 조사하였다. Freundlich 등온흡착식에 의한 페로니켈슬래그(FNS)와 제강급랭슬래그(RCS)의 인 흡착능(K)은 RCS 0.5(0.5105) > RCS 2.5(0.3571) > FNS 2.5(0.0545) ${\fallingdotseq}$ FNS 0.5(0.0400) 순이었으며, 본 실험에 사용된 모든 슬래그의 흡착강도(1/n) 값이 0.19954-0.3657범위로 1보다 작으므로 모두 L형의 등온흡착식으로 판단 할 수 있었다. Langmuir 등온흡착식에 의한 인의 최대흡착능(a)은 FNS 0.5, FNS 2.5, RCS 0.5, RCS 2.5가 각각 320, 187, 3,582 및 2,983 mg/kg이었다. 슬래그의 실제 흡착량과 Freundlich와 Langmuir 등온흡착 일반식을 적용한 결과 실제 인의 흡착량은 전반적으로 Langmuir 등온흡착식이 Freundlich 등온흡착식에 비해서 잘 일치하였다. 이상의 결과를 미루어 볼 때, Freundlich와 Langmuir 등온흡착식을 이용한 슬래그의 인 흡착능력은 제강급랭슬래그(RCS)가 페로니켈슬래그(FNS)보다 높았으며, 고로급랭슬래그는 인공습지나 여과시스템에서 인 흡착을 위한 여재로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.243-252
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• 2019

최근 지하공간의 활용도가 높아짐에 따라 지하굴착의 수요가 증가하는 추세에 있다. 본 연구에서는 기존의 주열식 흙막이 말뚝공법의 문제점을 크게 개선하면서 향후 도심지에서 30m 이상의 대심도 지반 굴착시 발생 가능한 지반함몰 및 주변지반의 영향을 최소화할 수 있는 흙막이 CS-H 벽체의 개발 및 안정성 평가를 위하여 지반 신소재를 이용한 콘크리트 배합을 실시하였다. 지반신소재 벽체 재료로는 강섬유, 합성섬유, 유리섬유의 섬유보강재 배합과 풍쇄슬래그, 페로니켈의 잔골재 대체재를 선택하여 배합시험을 실시하였다. 또한 각 배합별 적절한 배합비를 선정하기 위하여 슬럼프시험, 압축강도 및 탄성계수, 휨강도, 할렬인장강도, 삼축투수 시험을 수행하였다. 시험결과 개발하고자 하는 CS-H 벽체에서 강섬유 배합조건의 시험값이 다른 기준값에 비해 매우 우수한 결과를 나타내어 가장 적합한 것으로 평가되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.145-151
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• 2019

급속공사 현장에 사용되는 속경성 보수모르타르의 내구성능 증진을 위해 사용재료의 물리적 성능을 평가하였다. 이를 위해 염화물 확산 억제 성능을 보유한 페로니켈 수쇄슬래그 잔골재와 급결제, EVA계 폴리머를 모르타르에 치환시켜 급결성능과 기초적 성능을 평가하였다. 그 결과 FNS잔골재 및 RS잔골재 사용에 따른 압축강도, 휨강도, 부착강도가 증가되었다. 속경성 폴리머 모르타르의 염화물 이온 촉진시험의 결과 FNS를 50%이하 사용 시 재령 7일에서 재령 28일간 염화물 억제 성능이 유지되었으며, FNS잔골재 및 RS잔골재 사용에 따른 내구성 저하는 발견되지 않았으나, 건축 및 토목용 대체골재로 사용하는데 경제성 및 장기 내구성에 대한 추가 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권6호
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• pp.607-618
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• 2022

본 연구는 황토와 무기질 결합재의 수화반응을 이용하여 빗물저류조용 황토투수블록을 개발한 연구로서 제조과정의 산업부산물인 고로슬래그 미분말과 페로니켈슬래그 순환자원을 골재로 활용하고 황토투수블럭을 제작하여 물성분석을 하였다. 도심지 내 투수성 포장을 확대하고 공극이 막혀 투수기능 상실을 방지하여 우수유출저감용 빗물관리시설에 사용하기 위한 것으로써 도시지역에서 열섬현상과 도심 집중강우에 따른 도로침수 포장체 파손 등이 대한 방안으로 활용이 가능하다.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권2호
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• pp.105-112
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• 2019

페로니켈슬래그 잔골재는 천연 잔골재와 유사한 특성이 있어 국내 외적으로 콘크리트 구조물에 사용되고 있으나 그 용도와 연구의 영역이 한정적이다. 이에 본 연구에서는 FNS의 활용성 확대와 모르타르제품의 성능개선을 목적으로 바닥용 건조모르타르에 대한 FNS의 적용성을 검토하고자 하였다. 실험 결과, FNS는 흡수율이 낮고 구형의 입형이며 표면이 유리질 피막의 특성이 있어 모르타르의 플로을 향상시켰다. 또한 골재 자체의 높은 강성은 몰탈 압축강도의 향상 및 수축저감 효과를 나타내어 균열저감 등의 품질향상에 기여할 것으로 판단된다. 뿐만 아니라 천연 잔골재를 사용한 모르타르와 비교하여 FNS를 적용하는 경우 동등수준 이상의 충격음 차단성능을 확보할 수 있었다.