• 한국농공학회논문집
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• 제64권4호
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• pp.65-72
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• 2022

For sustainable development in the construction industry, blast furnace slag has been used as a substitute for cement in concrete. In contrast, ferronickel slag, which is the by-product generated during smelting to ferronickel used in the manufacturing of stainless steel and nickel alloys, has a limitation to use as a binder and an aggregate due to its expansive characteristics. Recently, stabilization technology of ferronickel slag has been improved and studies have been carried out to utilize ferronicke slag as fine aggregate in concrete. Therefore, in this study, basic mechanical properties of concrete used in ferronickel slag aggregate was evaluated. The compressive strength (24, 30, 40 MPa) and replacement rate of ferronickel slag aggregate (0, 10, 25, 50%) were considered as experimental variables. As a result of test, concrete replaced fine aggregate with 25% ferronickel slag aggregate showed superior performance in the compressive strength and flexural strength.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.319-323
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• 2018

페로니켈 슬래그는 페로니켈의 제련과정에서 발생하는 산업부산물로, 냉각 방법에 따라 서냉 페로니켈 슬래그와 수쇄 페로니켈 슬래그로 구분된다. 본 연구의 목적은 서냉 페로니켈 슬래그(air-cooled ferronickel slag, ACFNS) 잔골재를 이용한 콘크리트의 역학적 특성 및 동결융해 저항성을 평가하는 것이다. 이를 위하여 물-시멘트비 50%에 대해서 ACFNS 혼입률을 잔골재용적비로 7가지 수준(0%, 20%, 30%, 40%, 50%, 70%, 100%)으로 변화시켜 ACFNS 잔골재를 이용한 콘크리트를 제작하였다. 실험결과로부터, ACFNS 잔골재 콘크리트의 압축강도 및 정탄성계수는 ACFNS의 혼입률이 증가할수록 커지고, 동결융해 저항성은 동결융해 300 사이클 동안 상대동탄성계수가 90% 이상으로 나타난 기준 콘크리트와 유사한 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.9-14
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• 2022

기존의 페로니켈 슬래그에 관한 연구는 대부분 골재 및 잔골재로서의 가능성에 초점이 맞추어져 수행되었으나 본 연구는 페로니켈 슬래그 미분말의 콘크리트 혼화재로서의 가능성에 주목하여 수행하였다. Fly ash, 고로슬래그 및 FPS 등을 각각 10 %씩 혼입한 콘크리트에 대해 미국의 ASTM C 1260을 준용하여 반응성을 평가하였다. 그 결과, 대조군과 비교해 Fly ash는 8.43 %, 고로슬래그 미분말은 14.46 % 팽창률이 감소했지만, 페로니켈 슬래그 미분말은 49.40 %의 팽창률 감소세를 보였다. 골재의 반응성 억제 측면에서 충분히 Fly ash, 고로슬래그 등 기존의 혼화재를 대체할 수 있음을 확인하였으나, SEM 분석결과 수많은 에트린자이트(ettringite)가 생성되었고 이것이 콘크리트에 어떤 영향을 주는지에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.17-24
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• 2024

고로슬래그 미분말과 페로니켈슬래그 골재를 혼입한 저발열 콘크리트의 특성을 분석하고, 이 콘크리트의 LNG 저장탱크용 매스콘크리트에의 적용성을 검토하였다. 먼저 배합설계를 통해 콘크리트의 굳기 전 및 굳은 뒤 특성을 확인 하였으며, 단열온도 상승실험을 통해 단열곡선의 계수를 측정하였다. 측정된 계수를 이용해 LNG 저장탱크에 대한 수화열 해석을 진행하여 균열발생 가능성을 판단하였다. 실험 결과 적당한 유동성을 갖으면서도 28일까지 약 40 MPa의 압축강도를 확보할 수 있는 콘크리트 배합을 결정하였으며, 이 배합은 저열포틀랜드시멘트 콘크리트에 비해 최종 발열량은 낮고, 발열속도는 빨랐다. LNG 탱크의 여러 부재에 대한 수화열 해석 결과 균열 발생가능성은 낮음을 확인 하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.259-260
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• 2022

In this study, as part of a study to solve the problem of aggregate supply and demand, blast furnace slag fine aggregate and ferronickel slag fine aggregate were used as substitutes for natural fine aggregate, and a bioinspired polymer, a catechol-functionalized chitosan, was used instead of the mixing water.

• 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.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권6호
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• pp.641-649
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• 2022

본 연구는 우리가 사용하고 있는 포틀랜드 시멘트와 골재로 사용되는 천연모래를 산업부산물로 전량 대체하여 비소성 시멘트 모르타르를 개발하고자 하였다. 포틀랜드 시멘트를 대체하기 위해 고로슬래그, 순환유동층 플라이애시, 미분탄 플라이애시를 사용하였으며 천연골재를 페로니켈 슬래그로 대체하였다. 페로니켈슬래그를 적용한 비소성 시멘트 모르타르의 특성을 파악하기 위해 입도 크기를 분류하여 실험을 실시하였다. 플로우 테스트를 통해 유동성 및 작업성을 확인하였으며, 휨 및 압축강도 시험은 재령 3, 7, 28일 실시하였다. 또한 염소이온 침투 시험을 통해 내구성을 파악하였다. 연구 결과, 시멘트와 골재를 산업부산물로 전량 대체한 결합재는 건설재료로 활용 가능성이 높은 것으로 판단된다. 특히 장기강도발현과 내구성확보에 유리한 것으로 확인하였다.

• 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.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.152-160
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• 2021

본 연구에서는 건설 산업의 고도화에 따라 대량 발생하는 철강 슬래그 및 페로니켈슬래그의 활용을 위해 모르타르 배합에 혼입하여 실험적 연구를 진행하였다. 물의 흡수율이 낮은 BOF와 표면이 매끄러운 성질을 가진 FNS를 시멘트에 치환하면, 희석효과(dilution effect) 작용으로 플로 값과 응결시간이 증가하였다. 다만, BOF를 표준사 대비 10% 초과하여 혼입할 경우 재료 분리 현상(segregation)이 발생하였고, 이에 다량의 혼입 배합은 실험에서 제외하였다. BOF 잔골재와 FNS 혼입 모르타르는 응결 지연으로 인한 수화열 감소로 종결이 완료된 후 길이변화가 발생하지 않았다. BOF 잔골재를 혼입한 모르타르의 압축강도는 표준사와 시멘트만을 혼입한 모르타르 강도 보다 감소되었지만 FNS와 함께 혼입한 배합의 경우 양생 일이 증가함에 따라 압축강도도 증가하였다. BOF 잔골재를 혼입한 B10F0 및 B10F20 모르타르에서는 수화가 진행되어 BOF 원재료 XRD에서 관찰할 수 있었던 larnite, mayenite, wuestite 클링커는 거의 관찰되지 않았지만, FNS의 낮은 수화 반응성으로 FNS의 클링커는 관찰되었다. 주사전자현미경 분석 결과 수화결정체로 존재하지 않고 수화가 진행 중인 FNS를 확인할 수 있었으며 이를 통해 FNS의 잠재수경성을 확인하였다. FNS를 첨가하지 않은 시편의 경우 BOF 골재가 겔이나 침상결정이 아닌 전체가 괴상으로 존재하였으며, 인산화칼슘(calcium phosphate) 형성을 확인하였다. 다만, 전로슬래그를 혼입할 경우 내부 공극은 밀실함이 다소 저하되었으며, 추후 BOF를 잔골재 또는 건설 재료로 활용할 경우 적정 배합비 선정이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.78-79
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• 2021

In this study, the fluidity and compressive strength properties of concrete according to the mixing ratio of mixed slag aggregates were compared as part of research to alleviate the aggregate supply problem and improve environmental pollution by utilizing industrial by-products.