• 한국건축시공학회지
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• 제18권5호
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• pp.403-412
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• 2018

최근 순환골재의 활용에 관한 필요성이 증대되고 있으나, 순환골재의 강알칼리성으로 인해 다양한 문제들이 발생되고 있다. 순환골재의 강알칼리성은 대부분 골재 표면에 완전히 제거되지 못한 시멘트 페이스트에 의해 발현되는 것으로써 이를 해결하기 위해 이산화탄소를 활용하여 순환골재의 pH를 저감하기 위해 노력이 지속되어왔다. 그러나 기존의 이산화탄소를 이용한 처리 방법에 의해 중성화 처리된 순환골재는 시간이 지남에 따라 pH가 다시 회복된다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 반응성이 뛰어난 초임계이산화탄소의 활용을 제안하며, 이를 위해 초임계상의 이산화탄소와 수화된 시멘트 페이스트간의 반응 메커니즘을 분석하였다. 그 결과 입자 형태 및 $scCO_2$ 주입량에 따라 중성화 반응정도가 현저하게 달라지는 것으로 나타났다. 특히 powder 형태 시험체에서 $scCO_2$ 주입량이 많은 고온 고압 상태에서 중성화 반응은 활발하게 이루어졌다. 이때 시멘트의 높은 pH를 주도하는 portlandite가 대부분 calcite와 aragonite의 형태로 변환되었으며, ettringite, hemicarbonate 및 monocarbonate와 같은 calcium aluminate 수화물 또한 안정적으로 존재하지 못하고 분해된 것으로 나타났다. 반면, 10mm 크기의 수화된 시멘트 페이스트는 $scCO_2$가 시험체 내부깊이 침투하지 못하고 표면에서만 반응하여, 반응 후에도 내부에 portlandite와 calcium aluminate 수화물이 잔존한다. 이로 인해 시간이 경과할수록 내부의 portlandite가 점차 용출되어 pH가 다시 상승하는 것으로 나타났다.

• 산업기술연구
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• 제30권A호
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• pp.37-43
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• 2010

Polymeric materials in addition to Portland cement and hydrated limes were used to solidify heavy metal contaminated tailings from five abandoned metal mines in Korea. Mine tailings were mixed separately with Portland cement and hydrated lime at a concentration of 20-30 wt% and 6-9 wt%, respectively and Ethylene Vinyl Acetate(EVA) powder was added to each specimen at a ratio of 2.5 and 5.0 wt% to binders. Polymer-added and polymer-free solidified forms were evaluated for their appropriateness in accordance with the suggested test methods. Regardless of addition of polymeric materials, all solidified forms satisfy the uniaxial compressive strength(UCS) requirements(0.35MPa) for land reclamation and show remarkably reduced leaching concentrations of heavy metals such as As, Cd, Cu, Pb and Zn less than the toxicity criteria of Korean standard leaching test(KSLT). The addition of polymeric materials increased the UCS of solidified forms to improve a long-term stability of solidified mine tailings.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.465-474
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• 2022

폐콘크리트의 재활용에 대한 연구는 주로 고품질 순환골재 생산에 포커스를 맞춰 연구가 진행되어 왔으며, 그 결과 순환골재 국가표준을 제정하는 등 적극적으로 사용할 수 있는 환경이 조성되었다. 하지만 폐콘크리트 미분말의 경우, 그 활용에 대한 연구가 국내에서 많이 수행되었음에도 불구하고 상용화로 이어지는 획기적인 기술은 아직 발표되지 않은 실정이다. 최근 해외 주요 선진국에서는 폐콘크리트 미분말을 클링커나 시멘트의 원료로 사용하는 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이와 같은 배경에서 본 연구에서는 시멘트-콘크리트 산업의 탄소중립을 위한 폐콘크리트 미분말의 고부가가치 재활용 기술 및 상용화 동향에 대한 사례조사를 실시하였다. 폐콘크리트 미분말의 고부가가치 리싸이클을 위해서는 골재와 시멘트 페이스트의 완벽한 성분 분리가 필수적이며, 해외 주요국에서는 연구 개발 단계를 넘어 클링커의 원료 또는 시멘트의 혼합재로 사용하는 것에 대한 상용화 및 표준화가 진행 중이다. 따라서, 국내에서도 탄소중립의 관점에서 폐콘크리트의 재활용을 위한 연구 개발 및 표준화에 대한 논의가 시급하게 이루어져야 할 것이다.

• 한국세라믹학회지
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• 제53권1호
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• pp.7-12
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• 2016

In this paper, we have developed a simple, new and economical carbonation method to synthesize a pure form of aragonite needles using dolomite raw materials. The obtained aragonite Precipitated Calcium Carbonate (PCC) was characterized by XRD and SEM, for the measurement of morphology, particle size, and aspect ratio (ratio of length to diameter of the particles). The synthesis of aragonite PCC involves two steps. At first, after calcinated dolomite fine powder was dissolved in water for hydration, the hydrated solution was mixed with aqueous solution of magnesium chloride at $80^{\circ}C$, and then $CO_2$ was bubbled into the suspension for 3 h to produce aragonite PCC. Finally, aragonite type precipitated calcium carbonate can be synthesized from natural dolomite via a simple carbonation process, yielding product with average particle size of $30-40{\mu}m$.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2013년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.85-86
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• 2013

Weakness of fine powder of blast furnace slags includes the decrease of initial intensity and delay of setting time. To solve this problem, there has been research on the alkali activation to induce hardening using alkaline chemical. However, the use of chemicals is dangerous and not cost effective, which can be solved by using recycled aggregates, one of construction wastes. The role of alkali activator can be substituted by alkali of non-hydrated cement included in recycled aggregates. In this study, the alkaline value of recycled aggregates will be evaluated through the comparison of molarity of sodium hydroxide (NaOH).

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.277-282
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• 2015

본 연구는 고품질의 재생골재 제조시 발생하는 폐콘크리트 미분말을 콘크리트용 혼화재료로 활용하기 위한 연구이며, 분말도는 $928cm^2/g$인 폐콘크리트 미분말에 대하여 검토하였다. 폐콘크리트 분말의 주요 특징은 시멘트와 유사한 각진 입형을 나타내고 있었으나 입자 표면에 수화생성물들이 부착되어 있었다. 또한 시멘트와 비교하여 폐콘크리트 분말의 입자 크기는 크게 나타났으며, 화학성분은 $SiO_2$ 함량이 높게 나타났다. 한편, 도로포장은 대부분이 표층에 불투수층인 아스팔트 및 시멘트 콘크리트를 사용한 포장으로 노상과 표층이 차단됨에 따라 노상의 흙은 점진적으로 산성화가 진행되어 영양물질이 부족하여 미생물이 서식하지 못하게 될 뿐만 아니라 토양의 건조화가 진행되어 여러 가지 환경문제가 발생하고 있다. 연구 결과 개발된 Road Compound 및 New Road Compound로써 표층흙을 고화시킬 목적으로 사용할 경우 압축강도를 5MPa에서 최대 29MPa정도까지 발현시킬 수 있으므로 흙포장 도로의 사용목적에 따라 즉 압축강도가 12~15MPa 범위에서는 보도 및 자전거도로용, 15~18MPa 범위에서는 경교통로 및 주차장용, 18~25MPa 범위에서는 일반도로용으로 사용이 가능할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, Road Compound 및 New Road Compound의 혼합률을 조정하면 지반개량공사에 있어 연약지반 개량 및 안정처리용 등으로 폭 넓게 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.255-262
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• 2020

순환유동층 보일러는 낮은 온도에서 연소되기 때문에 플라이 애시와 바텀애시내에 Fe₂O₃, free-CaO, SO₃ 등의 함유량이 높아 시멘트 수화반응시 고온과 이상응결 등이 발생하고, 입자가 크기 때문에 콘크리트에서의 활용도가 제한적이다. 본 연구에서는 고로슬래그와 바텀애시를 혼합 분쇄하여 미분말을 석고대체제 자극제로 활용하고, 볼밀로 혼합분쇄시 폐철은 분리함으로서 재활용율을 높이고자 하였다. 원상태와 소량의 수분으로 기수화시킨 바텀애시를 슬래그와 혼합분쇄하여 자극제로서 시멘트강도에 미치는 영향을 분석하였으며, 기수화된 바텀애시를 사용한 경우 초기강도에 효과적인 것으로 나타났다. 혼합시멘트의 초기강도 향상을 위한 고로슬래그와 바텀애시 혼합비를 5:95와 10:90으로 혼합한 자극제를 혼합시멘트에 6% 정도 첨가하였으며, 석고와 유사한 초기 강도를 발현하는 것으로 분석되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.88-94
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• 2012

본 연구는 고품질의 재생골재 제조시 발생하는 폐콘크리트 미분말을 콘크리트용 혼화재료로 활용하기 위한 연구이며, 분말도는 928 및 $1,360cm^2/g$인 두 종류의 폐콘크리트 미분말에 대하여 검토하였다. 폐콘크리트 미분말의 주요 특징은 시멘트와 유사한 각진 입형을 나타내고 있었으나 입자 표면에 수화생성물들이 부착되어 있었다. 또한 시멘트와 비교하여 폐콘크리트 미분말의 입자 크기는 크게 나타났으며, 화학성분은 $SiO_2$ 함량이 높게 나타났다. 폐콘크리트 미분말을 혼합한 페이스트의 점도는 시멘트만을 사용한 페이스와 비교하여 최대 62% 감소하였고, 종결시간은 2시간 지연되었다. 모르타르는 시멘트만을 사용한 경우와 비교하여 폐콘크리트 미분말의 혼합률이 증가함에 따라서 플로우 값이 최대 30% 감소하였고, 흡수계수는 70% 증가 하였다. 모르타르의 압축 강도는 폐콘크리트 미분말의 혼합률이 증가함에 따라서 최대 73% 감소하였다. 이러한 실험 결과를 통하여 폐콘크리트 미분말은 시멘트와 적절히 혼합(15% 이내)하여 사용하는 것이 바람직할것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제45권11호
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• pp.734-738
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• 2008

Ettringite$(3CaO{\cdot}Al_2O_3{\cdot}3CaSO_4{\cdot}32H_2O)$, one of the hydrated phase of Portland cement is usually formed in the early stage of hydration by the reaction of tricalciumaluminate$(C_3A)$ and gypsum. The rapid and strong crystal growth of separated rod-shaped ettringite have been utilized for the preparation of special cements of rapid setting, high strength and non-shrinking properties. The ettringite also has been noticed as a promising materials for the immobilization of various waste ions because of its unique crystal structure which has abundant channels and exchangeable ionic compounds. In this study, the formation and growth behavior of the ettringite was investigated in the system $C_3A-CaSO_4-H_2O$ using $C_3A$ clinker and gypsum to obtain a microporous body for waste ion immobilization. Ettringite was revealed to form by the dissolution-precipitation mechanism and the bulk body was by the entangled growth of rod-shaped ettringite crystals. The hardened body was composed of nearly pure rod-shaped ettringite interlocked each other with adequate mechanical strength. The homogeneity of structure, pore size, specific surface area and porosity of the hardened body were influenced by reaction temperature, water/powder ratio and the curing time. The hardened body prepared with water/powder ratio of 1 at $24^{\circ}C$ for one day showed excellent morphological properties for the purposed materials.