• 대한원격탐사학회지
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• 제35권6_3호
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• pp.1261-1271
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• 2019

국내 강원도에서 많이 산출되는 석회암은 다양한 분야에서 활용도가 매우 높다. 이러한 석회암 광상 개발을 위해서는 석회암에 대한 특징 파악이 중요하다. 따라서 이 연구에서는 대표적 탄산염암인 석회암 성분 중 방해석과 백운석의 분광 특성을 측정하여 두 광물을 구분하고자 한다. 연구지역은 강원도 강릉시 옥계면은 옥천변성대 지역으로 석회암, 백운암, 고품위 석회암이 많이 산출되는 지역이다. 분광 특성 측정은 ASD사(Analytical Spectral Device Inc.)의 FieldSpec® 3 스펙트로미터 장비를 사용하였으며 현장 및 실내에서 분광 특성을 측정하였다. 현장에서는 암석 표면을 측정하였으며 실내에서는 암석 표면, 연마면 및 파우더 상태에서 반사도를 측정하였다. 그 결과 2,330 nm를 전후로 방해석과 백운석의 흡수대 위치가 확연히 차이가 나는 것을 확인하였다. 특히 방해석에 비하여 백운석의 흡수 파장대 위치가 2,330 nm 파장 이전에 나타나는 것을 알 수 있었다. 이 연구는 향후 고품위의 방해석 산출에 기초 자료로 활용이 가능할 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.82-93
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• 2024

시멘트 산업은 클링커 생산 과정에서 약 60 % 이상의 CO₂가 발생하며 이러한 많은 양의 CO₂를 효율적으로 저감 시키기 위해 범세계적으로 시멘트 대체 재료가 활용되고 있다. 대표적으로 활용되는 시멘트 대체 재료는 고로슬래그와 플라이애시가 있으며, 이들은 시멘트 산업을 비롯한 콘크리트용 혼화재료, 지반 고화재 등 다양한 산업에서도 활용되고 있다. 하지만, 각 산업의 탄소중립 전략에 따라 향후 이들의 가용성은 낮아질 것으로 전망되고 있기 때문에 시멘트 산업의 보통포틀랜드시멘트 혼합재 함량 증대 목표를 달성하기 위해서는 새로운 시멘트 대체 재료를 활용해야 한다. 석회석은 이미 시멘트 산업에서 다량 보유하고 있는 재료로 가용성 측면에서 장점이 있으며 분쇄효율이 높아, 해외 선진국에서는 이미 포틀랜드 석회석 시멘트를 표준으로 제정하여 상용화하고 있다. 이와 같은 배경에서 본 연구에서는 국내 PLC의 활용 가능성을 평가하기 위해 석회석의 분말도와 치환율이 시멘트의 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하였으며, 탄소중립 관점에서 CO₂ 배출량을 분석하여 시멘트의 환경 영향 평가를 수행하였다.

• Advanced Composite Materials
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• 제18권2호
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• pp.187-195
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• 2009

Much attention has been paid to the processing of inorganic whisker, especially calcium carbonate whisker, which can be used as reinforcement materials of polymer composite due to its low price. Unfortunately, the present synthesis technique of calcium carbonate whisker starts from calcinations of limestone, which involves high energy consumption and furthermore is a highly environment polluting reaction. In this report, needle-like aragonite was synthesized with a reversible solution reaction from limestone without calcination. Optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) techniques were used to characterize the morphology and crystal structure of intermediates as well as that of the product, aragonite. GCC (grinding calcium carbonate) powder was dissolved in an aqueous solution of magnesium sulfate with reflux and air flush. EDTA titration was used to evaluate reaction rate of the dissolution. A kinetics equation of the dissolution reaction was constructed, which displayed second-order kinetics with respect to the concentration of magnesium sulfate. A rate constant of $0.0015\;l^{-3}{\cdot}mol^{-1}{\cdot}h^{-1}$ was obtained. The dissolution reaction gave fiber-like magnesium hydroxide sulfate and gypsum crystal. Then needle-like aragonite with a length of $9.13\;{\pm}\;1.02\;{\mu}m$ and an aspect ratio of $5.64\;{\pm}\;1.37$ was synthesized from the dissolution product with $CO_2$ bubbling at $70^{\circ}C$.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.133-134
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• 2021

Limestone-calcined clay-Cement (LC3) concrete provides a solution for sustainability, durability, and profitability of concrete industry. This study shows experimental studies of the macro properties (residual compressive strength), the meso properties (mesoscopic images), and micro properties (thermogravimetric (TG) analysis, X-ray powder diffraction (XRD), FTIR spectra, Raman spectra, Mercury intrusion porosimetry, and SEM) of LC3 paste with various mixtures and at high elevated temperatures (20 ℃, 300 ℃, 550 ℃ and 900 ℃). We find (1) Regarding to macro properties, LC3 cementitious materials are at a disadvantage in compressive strength when the temperature is higher than 300 ℃. (2) Regarding to meso properties, when the temperature reached 550 ℃, all samples generated more meso cracks. (3) Regarding to micro properties, first, as the substitution amount increases, its CH content decreases significantly; second, at 900 ℃, for samples with calcined clay, a large amount of gehlenite crystalline phase was found; third, at elevated temperatures (20 ℃, 300 ℃, 550 ℃ and 900 ℃), there is a linear relationship between the residual compressive strength and the cumulative pore volume; fourth, at 900 ℃, a large amount of dicalcium silicate was generated, and damage cracks were more pronounced. The experimental results of this study are valuable of material design of fire resistance of LC3 concrete.

• 자원리싸이클링
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• 제30권6호
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• pp.61-67
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• 2021

이리듐이 함유된 염산 침출액으로부터 시멘테이션법을 이용한 이리듐 회수 연구를 실시하였다. 환원제로는 아연을 사용하였으며, 환원제 투입량, 이리듐 초기 농도, 초기 pH, 반응 시간 변화 및 초음파 처리에 따른 이리듐 회수율 특성 실험을 실시하였다. 교반기만 사용한 조건에서는 아연 투입량 증가에 따라 이리듐의 회수율이 지속적으로 증가하였으나, 아연 당량이 40 조건에서 70% 수준의 이리듐 회수율을 나타냈다. 초음파 처리에 따른 시멘테이션 조건에서는 아연 투입량이 20 당량 이하 조건에서 이리듐의 회수율이 감소하였고, 40 당량 조건에서는 이리듐 회수율이 급격히 증가하는 특성을 나타났다. 이는 초음파 처리에 따른 아연의 이온화 및 이리듐 재용해되어 나타난 결과로 판단된다. 초음파 장치를 교반기와 함께 사용한 조건에서 교반기만 사용한 동일 조건에 비해 27% 이상 이리듐 회수율이 증가함을 확인하였고, 99%의 이리듐 회수가 가능하였다(아연 40 당량, 초기 pH 0.01, 100 ml, 이리듐 초기 농도 1770 ppm, 60 min.).

• 한국분말재료학회지
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• 제12권2호
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• pp.136-145
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• 2005

Graphite-Ni composite powders were synthesized by mechanical alloying(MA) and spray drying(SD). Fabricated powders as well as commercial graphite-Ni powders were thermally sprayed on mild steel substrates using high velocity oxygen fuel (HVOF) thermal spray process and flame thermal spray process. The effects of several process parameters on related properties in thermally sprayed coatings have been investigated and correlated with microstructures in this study. The results indicated that the desired properties can be obtained when commercial powders were applied using HVOF process, while coating properties in case of MA powder application were inferior to those in HVOF process in so far. However, it is suggested that property enhancement can be obtained if the fraction of hexagonal graphite phase can be increased in mechanically alloyed powders.

• Computers and Concrete
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• 제29권3호
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• pp.187-199
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• 2022

The usability of waste materials as raw materials is necessary for sustainable production. This study investigates the effects of different powder materials used to replace cement (0%, 5% and 10%) and standard sand (0%, 20% and 30%) (basalt, limestone, and dolomite) on the compressive strength (f_c), flexural strength (f_r), and ultrasonic pulse velocity (UPV) of mortars exposed to freeze-thaw cycles (56, 86, 126, 186 and 226 cycles). Furthermore, the usability of artificial intelligence models is compared, and the prediction accuracy of the outputs is examined according to the inputs (powder type, replacement ratio, and the number of cycles). The results show that the variability of the outputs was significantly high under the freeze-thaw effect in mortars produced with waste powder instead of those produced with cement and with standard sand. The highest prediction accuracy for all outputs was obtained using the adaptive-network-based fuzzy inference system model. The significantly high prediction accuracy was obtained for the UPV, f_c, and f_r of mortars produced using waste powders instead of standard sand (R² of UPV, f_c and f_f is 0.931, 0.759 and 0.825 respectively), when under the freeze-thaw effect. However, for the mortars produced using waste powders instead of cement, the prediction accuracy of UPV was significantly high (R²=0.889) but the prediction accuracy of f_c and f_r was low (R²f_c=0.612 and R²f_f=0.334).

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2007년도 춘계학술논문 발표대회
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• pp.47-50
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• 2007

This study investigates the properties of light weight foamed concrete (LWC) designed with various content of fine grains (FG). Test showed that LWC containing diverse powder materials with addition, more than 15% of FG, tended to decrease the fluidity of fresh concrete. 10% of FG content in LWC exhibited 4mm in sinking depth, which is the lowest value. This value dramatically increased at more than 15% of addition. However the concrete incorporating LSP proportionally increased the sinking depth in overall. As for the strength, the values of all specimens were under standardization of KS, except for the concrete adding 5 and 10% of FG. Apparent density of LWC showed the lowest value when used 10% of FG which was satisfied the 0.5 grade in KS. For the thermal conductivity, it was also indicated at 0.5 grade in KS, which is under $0.160W/(m{\cdot}k)$. In conclusion, it is demonstrated that adding 10% of FG in LWC was effective in the aspects of recycling of materials, cost effectiveness and quality.

• Advances in concrete construction
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• 제10권6호
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• pp.515-526
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• 2020

Cold-mixed asphalt mixture is a widely recommended asphalt pavement materials with potentially economic and environmental benefits. Due to the reduction of natural non-renewable mineral resources, powder minerals with similar properties are considered as new mineral fillers in asphalt mixtures. This study explored the feasibility of using cement to replace natural limestone powder (LP) in emulsified asphalt concrete modified by styrene-butadiene styrene copolymer. The experimental tests, including compressive strength, Marshall stability as well as moisture susceptibility test, were used to investigate the mechanical properties, the Marshall stability, flow value, as well as the moisture damage. In addition, the influence of material composition on the performance of asphalt concrete is explained by the microstructure evolution of the pore structure, the interface transition zone (ITZ), and the micromorphology. Due to mineralogical reactivity of cement, its replacement part of LP improved the mechanical properties, Marshall stability, but it will reduce the moisture susceptibility and flow value. This is because with the increase of the cement substitution rate, the pore structure of the asphalt concrete is refined, the width of ITZ becomes smaller, and the microstructure is more compact. In addition, asphalt concrete with a larger nominal particle size (AC-16) has relatively better performance.

• 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.