• Advances in materials Research
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• 제11권2호
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• pp.147-164
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• 2022

This study aims to investigate the influence of scoria aggregate (SA) and silica fume (SF) as a replacement of conventional aggregate and ordinary Portland cement (OPC), respectively. Three types of concrete were prepared namely normal weight concrete (NWC) using limestone aggregate (LSA) and OPC (control specimen), lightweight concrete (LWC) using SA and OPC, and LWC using SA and partial SF (SLWC). The representative workability and compressive strength properties of the developed concrete were evaluated, and the results were correlated with non-destructive ultrasonic pulse velocity and Schmidt hammer tests. The LWC and SLWC yielded compressive strength of around 30 MPa and 33 MPa (i.e., 78-86% of control specimens), respectively. The findings indicate that scoria can be beneficially utilized in the development of structural lightweight concrete. Present renewable sources of aggregate will preserve the natural resources for next generation. The newly produced eco-friendly construction material is intended to break price barriers in all markets and draw attraction of incorporating scoria based light weight construction in Saudi Arabia and GCC countries. Findings of the SWOT analysis indicate that high logistics costs for distributing the aggregates across different regions in Saudi Arabia and clients' resistant to change are among the major obstacles to the commercialized production and utilization of lightweight concrete as green construction material. The findings further revealed that huge scoria deposits in Saudi Arabia, and the potential decrease in density self-weight of structural elements are the major drivers and enablers for promoting the adoption of lightweight concrete as alternative green construction material in the construction sector.

• 보존과학회지
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• 제32권4호
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• pp.471-490
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• 2016

조선시대 목리유적 회격묘의 재료학적 특성과 물성을 분석하여 석회의 제조기법 및 회격의 제작과정과 원료산지를 검토하였다. 회격의 건조밀도는 1호 회격묘 남벽이 $1.82g/cm^3$로 가장 높고, 공극률은 25.20%로 최저값을 보였다. 건조밀도와 공극률은 반비례 관계를 보이나, 일축압축강도는 2호 회격묘에서 $182.36kg/cm^2$로 최대강도를 보였으며 공극률 및 밀도와 상관관계는 보이지 않았다. 회격의 석회혼합물은 주로 황갈색 기질에 $200{\sim}600{\mu}m$의 석영, 장석 및 운모류와 방해석으로 이루어져 있다. 특히 회격에서는 하이드로탈사이트 및 포틀란다이트가 검출되나 토양에서는 고령석이 동정되었다. 회격의 모든 석회는 $600{\sim{800^{\circ}C$에서 탄산칼슘의 탈탄산반응에 기인한 대대적인 중량감소와 다양한 흡열피크가 나타났다. 회격의 산출상태와 광물조성 및 열분석 결과로 보아 석회의 조성온도는 $800^{\circ}C$ 내외로 추정된다. 회격묘는 삼물(석회, 세사, 황토)의 혼합조성으로 인해 넓은 주성분원소 범위를 보이며 작열감량 또한 22.5~33.6 wt.%로 나타났다. 회격의 석회와 골재의 함량이 불균질하고 부분적으로 양생이 충분히 이루어지지 않은 것으로 밝혀져 기술수준은 다소 낮았던 것으로 판단된다. 목리유적 일대에서는 석회의 원료인 석회암질암의 분포가 여러 곳에서 확인되며 상업적으로 석회를 생산한 예산 및 홍성지역의 석회석 광산과 근거리에 있다. 석회 원료는 목리유적 인근의 산지에서 공급되었을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제55권6호
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• pp.649-659
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• 2022

본 연구는 충주-괴산일대에 분포하는 기반암 중 화강암, 규암, 천매암, 편암, 편마암의 골재자원으로서의 활용도를 고찰하였다. 연구지역에 분포하는 화강암류는 쥬라기 흑운모 화강암이 주를 이루고, 규암층은 계명산층과 향산리 돌로마이트 석회암 상부에 분포하는 대향산규암층으로 이루어져 있다. 또한 천매암은 옥천대 황강리층을 구성하는 함력천매암질암이고, 편암은 옥천대 문주리층인 녹니석편암, 편마암은 서창리층 상부에 해당하는 반상변정편마암으로 이루어져 있다. 본 기반암들의 골재품질 평가요소로는 조립률, 흡수율, 단위용적질량, 절대건조밀도, 실적률, 공극률, 마모율, 안정성 등이 고려되었다. 본 기반암들의 골재품질 평가 결과 대부분이 기본 골재품질기준을 만족하는 것으로 나타났으며, 암종별 물성특성 분포범위는 다르게 나타났다. 화강암의 경우, 단위용적질량, 실적률, 공극률, 마모율에서 일부 만족하지 못하는 것으로 나타났으며, 편마암은 마모율에서, 편암은 공극률과 실적률에서 기준치를 벗어났다. 전반적인 골재자원으로서의 품질은 규암, 편마암 및 천매암이 우수한 품질을 보이는 것으로 분석되었다. 골재품질시험은 암석별로 개략적으로 이루어지지만 같은 암석이라도 광물의 형상(morphology)에 다라 달라질수있다. 따라서 골재자원의 품질평가를분석, 활용 할 때 암석-광물학적 연구를 병행한다면 더욱 효율적으로 활용이 가능 할 것이다.

• 한국광물학회지
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• 제16권4호
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• pp.333-339
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• 2003

강원도 정선군의 동남광산에서 란시아이트(rancieite)의 Zn­단종인 신종광물이 발견되어 이 광물에 대하여 '치무석'(Chimooite)으로 명명하고 그 광물학적 특성을 보고하고자 한다. 치무석은 캄브리아기의 풍촌석회암층을 남북 내지는 북동 방향으로 관입한 능망간석과 황화광물로 형성된 열수광맥의 표층산화대의 산화망간 광물 중에서 발견되었다. 주로 미립의 판상 또는 침상 결정의 집합체로 산출되며, 큰 것은 약 0.2 mm까지 달하나 대부분 0.05 mm이하의 미세 결정체로 산출된다. 한 입자 내에서 중심부의 치무석에서 외각부의 란시아이트로 화학조성이 점이적으로 변한다. 치무석은 푸른빛을 띠는 흑색의 구상 또는 괴상의 집합체로 무광이며 흑갈색의 조흔색을 보인다. 한 방향의 뚜렷한 벽개를 가지며, 경도는 2.5∼4이다. 반사현미경 하에서 치무석은 이방성이며 복굴절을 보여 적갈색의 내부반사색을 보인다. 치무석의 전자현미분석 시 분석위치에 따라 다양한 CaO와 ZnO의 분석값을 보이는데 이로 미루어 치무석과 란시아이트는 양이온 치환에 의한 완전고용체임을 알 수 있다. 치무석의 실험식은 7 $\AA$ 층상구조형 산화망간광물의 일반식인 $R_2_{x}$ $_Mn^{4+}$ $_{9­x}$ $O_{18}$ $.$n$H_2O$(x=0.81∼1.28, 평균 1.0)에 따라 계산하면(Z $n_{0.78}$$Na_{0.15}$C $a_{0.08}$M $g_{0.01}$ $K_{0.01}$)($Mn^{4+}$ $_{3.98}$F $e^{3+}$ $_{0.02}$)$_{4.00}$ $O_{9}$ $.$3.85$H_2O$가 되며, 이상적으로는(Zn,Ca)$Mn^{4+}$ $_4$ $O_{9}$ $.$3.85$H_2O$로 나타낼 수 있다. 이는 통상적인 스토이키오메트리 조성식인 $_Mn_4^{4+}$ $O_{9}$ $.$4$H_2O$와 잘 일치함을 알 수 있다. 치무석은 육방정계이고 단위포는 a=2.840 $\AA$, c=7.486 $\AA$이며 a：c = 1：2.636이다. 시차열분석에 의하면 65, 180, 690 and 102$0^{\circ}C$에서 흡열반응을 보인다. 적외선 흡수분광분석에 의하면 445, 500, 1630 and 3400 $cm^{1}$의 파장에서 흡수대가 나타난다.다.서 흡수대가 나타난다.다.다.