본 연구는 수산화나트륨(NaOH)으로 활성화된 알칼리 활성화 슬래그 시멘트(alkali-activated slag cement; AASC)의 기초 특성에 관한 실험에 관한 연구이다. 물-결합재 비(W/B)를 0.4와 0.5로 하였다. 그리고 활성화제의 농도를 2M과 4M을 사용하였다. 각 W/B 비에 대해5가지의 배합을 고려하였다. N0는 KS L 5109의 방법이고 N1~N4는 배합시간, 배합 단계 그리고 잔골재의 투입시점을 다르게 변화시켰다. 시험결과 AASC의 플로우 값, 강도 그리고 건조수축은 잔골재의 투입시점에 영향을 받았다. 플로우 값은 잔골재의 투입시점이 늦춰짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 압축강도와 휨강도는 투입시점이 늦어짐에 따라 증가하였다. 더구나 XRD 분석은 이러한 결과들을뒷받침하고 있었다. 건조수축은 잔골재의 투입시점이 늦어지면 증가하였다. 본 연구에 고려된 실험요인들을 통해 배합을 조절한다면 AASC의 특성을 향상시킬 수 있을 것이다.

이 연구에서는 고로슬래그 미분말을 사용한 프리캐스트 보의 전단성능에 대하여 평가하였다. 실험체는 고로슬래그 미분말 치환율에 따라 총 4체의 실험체를 제작하였다. 모든 실험체는 전단경간비 2.5, 보의 폭 200mm, 유효깊이 300mm이며, 3점 가력을 받는 단순보로 계획하였다. 또한 이 연구에서는 실험체의 전단강도를 예측하기 위하여 기존 전단강도 예측식을 이용하여 실험결과와 비교하였으며, 총 89개의 기존 전단 실험결과를 이용하여 실험결과와 비교 분석하였다. 실험결과, 고로슬래그 미분말을 치환한 실험체는 포틀랜드 시멘트만을 사용한 실험체와 비교분석한 결과 유사한 전단성능을 나타내었다.

본 논문은 제철소의 제강과정에서 발생하는 부산물의 아스팔트 콘크리트 적용성을 평가하기 위한 실험 논문으로 천연 잔골재의 치환을 통한 실내 내구성능을 평가하였다. 실험에 적용된 제강 슬래그는 풍쇄 시스템으로 생산되어 형상이 구형을 나타내고 있다. 구형의 제강 슬래그를 기존 배합의 골재와 일정부분 치환함에 따라서 혼합성능, 아스팔트 함량, 실내 내구성능에 변화를 분석하였다. 분석결과, 구상의 제강슬래그의 친환율이 증가함에 따라서 아스팔트의 혼합성능은 향상되었으며, 이와 동반하여 최적의 아스팔트 함량도 감소하게되었다.

본 연구는 산업부산물을 아스팔트 혼합물 포장에 활용하고 천연골재를 대체하기 위한 연구로써 전기로 산화 슬래그를 이용한 아스팔트 혼합물의 물리적 성능과 내구성능을 분석하였으며, 현장 적용성을 분석하기 위하여 시험시공을 실시하였다. 아스팔트 혼합물의 내구성능을 평가하기 위해 아스팔트 혼합물의 최적 배합을 도출하여 평가하였다. 마샬안정도 등 실내시험결과 전기로 산화 슬래그 혼합물이 일반 혼합물보다 높은 강도를 나타내었다. 수분 민감도 실험에서도 일반 혼합물과 동등한 저항성을 나타냈다.시험시공을 통한 현장 적용성은 기존 천연골재 아스팔트 혼합물과 동일하였으며, 미끄럼저항성능이 더 우수한 것으로 확인되었다.

비소의 오염은 다양한 자연적 또는 인위적 원인들로 인하여 발생할 수 있다. 비소의 자연상 다양한 화학종 중 3가와 5가 형태로 대부분 존재하고, 비소의 거동은 Al, Fe, Mn 산화물 등에 의해 영향을 받는다. 이에 본 연구는 Mn, Si, Ca 등의 성분이 많이 포함된 망간슬래그를 이용한 비소 수착특성을 규명하기 위해 수행되어졌다. 망간슬래그의 수착제로서의 주요한 특성을 조사하고 평형론과 반응속도론 실험을 통해 비소 화학종별 수착양상을 고찰하였다. 망간슬래그의 비표면적은 4.04 m2/g, 전위차 적정법에 의해 측정된 영전하점(point of zero salt effect, PZSE)은 7.73으로 측정되었다. pH 4, 7, 10의 조건으로 두 비소 화학종의 수착반응에 대한 평형실험 결과 3가 비소보다 5가 비소가 수착량이 더 컸으며 망간슬래그와의 친화력이 더 높은 것으로 나타났다. 3가 비소는 pH 7에서, 5가 비소는 pH 4에서 수착량이 가장 높게 나타났는데 이는 pH에 따른 두 비소 화학종의 존재형태와 망간슬래그의 표면전하 간 상호작용에 기인한 것이다. 수착반응은 3가 비소와 5가 비소 모두 2시간 이내에 최대 수착량에 도달하였고, 반응속도 실험결과를 다양한 반응속도 모델들에 모사하였을 때, 유사이차(pseudo- second-order)와 포물선(parabolic) 모델이 가장 적합한 모델로 조사되었다.

석탄재, 슬래그와 같은 부산물의 발생량이 지속적으로 증가하고 있어 이에 대한 재활용방법으로 육상, 해안, 간척지 등의 매립재로 활용하고 있다. 그러나 이러한 부산물을 매립하거나 도로 기층재로 활용할 경우 토양, 지하수, 하천수 등에 영향을 우려하고 있어 이에 대한 과학적인 접근방법이 필요하게 되었다. 분석방법은 한국폐기물공정시험기준과 일본의 토양용출시험방법(JLT-46)으로 연속회분식 용출실험을 수행하였다. 일본토양용출시험방법은 우리나라의 폐기물공정시험기준과 비교해보면 시료(입경 2 mm 이하)를 정제수(pH 5.8 ~ 6.3)로 용출시키는 과정까지는 큰 차이는 없으나 마지막 단계에서 0.45 μm의 멤브레인필터로 여과하는 것으로 완성되고 따로 용출액의 산처리를 진행하지 않는다는 점이 다르다. 우리나라 폐기물공정시험기준은 시료의 용출과정을 거친 후, 용출액에 산을 첨가하여 가열･농축･냉각하는 산처리과정이 있다. 연속회분식용출실험을 수행하였다. 조사항목은 카드뮴, 크롬, 납, 비소, 나트륨, 칼륨과 pH, 전기전도도, 불소이온 농도 등 11종을 분석 비교하였다. 또한 시간에 따른 용출량 변화를 보기 위해 0, 1, 2, 4, 8, 16, 32일 동안 용출실험을 계속 진행하여 각각의 시료에 대한 용출농도 특성을 해석하였고, 입자의 크기에 따른 용출농도도 함께 실험하였다. 따라서 본 연구에서는 철강, 구리, 페로-니켈슬래그를 우리나라의 폐기물공정시험기준과 일본의 토양용출시험방법으로 시료를 용출한 결과를 비교‧분석하고, 분석항목별 용출특성을 파악하여 부산물의 재활용 지역에 대한 환경기준을 마련하는데 필요한 기초자료를 확보하고자 수행하였다.

최근 화력발전소나 철강 산업에서 발생하는 산업폐기물의 재활용 방법 및 사용처에 대한 연구가 주목을 받고 있다. 기존의 산업폐기물의 경우 해안 및 육상 매립에 의해 처리되고 있어서 매립지 확보에 어려움이 있고, 매립 시 발생하는 침출수 및 분진이 많은 환경문제를 유발하여 환경적・경제적 부담이 되고 있다. 이에 산업폐기물을 자원으로써 재활용하려는 방안에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있다. 현재 산업폐기물은 주로 시멘트 대체물로써 사용되고 있으며, 이는 최근에 국제적으로 주목을 받고 있는 이산화탄소 방출량을 감소하기 위한 방안 중 하나로 주목받고 있다. 일반적으로 1 ton의 시멘트를 생산할 때 0.8 ton의 이산화탄소가 발생하는 것으로 기존의 연구들을 통해 알려진 바 있다. 국내외에서 시멘트를 대신할 수 있는 재료로써 화력 발전소에서 대량으로 발생하는 플라이애쉬나 철강 산업에서 발생하는 고로슬래그와 같은 폐자원 활용을 통한 연구가 진행되고 있다. 현재 발생하는 석탄회 중 58% 정도를 시멘트 대체물 혹은 콘크리트용 혼화재 등으로 재활용하고 있고, 고로슬래그의 경우는 발생하는 양의 대부분을 재활용하고 있다. 본 연구에서는 산업폐기물을 시멘트 대용으로 적용한 알칼리 활성 시멘트에 대한 활용가능성을 확인하였으며, 실제 현장에서 시멘트 대체용으로 사용할 수 있도록 이산화탄소 흡수능과 압축강도를 동시에 확보하고자 하였다. 이에 콘크리트 제조 시에 첨가되는 시멘트를 고로슬래그 및 플라이애쉬로 대체함으로써, 시멘트 사용량 저감을 통해 간접적으로 이산화탄소의 배출을 줄이고, 활성화시킨 고로슬래그를 활용하여 직접적으로 이산화탄소를 포집하고자 하였다. 알칼리 흡수제를 제작함에 있어 바인더로써는 고로슬래그 및 플라이애쉬를 적용하였고, 활성화제로써 수산화칼슘 및 규산나트륨을 투입하였다. 제조된 알칼리 시멘트의 이산화탄소 흡수제로써의 효능을 확인하기 위하여 실험실 규모의 column test를 통해 CO₂ 흡착능을 평가하였다. 또한 시멘트 대체용으로써의 적용 가능성을 확인하기 위해 알칼리시멘트를 사용한 페이스트와 모르타르의 배합실험을 진행하고 60℃의 고온 양생과 항온 양생의 두 조건에서 양생시키고 3일 후의 압축강도를 측정하였다. 플라이애쉬의 경우 20 mg-CO₂/㎏-흡수제 이상, 고로슬래그의 경우 27 mg-CO₂/㎏-흡수제 이상의 이산화탄소 흡착능을 보였다. 플라이애쉬의 경우 양생 조건에 상관없이 약간의 외력에도 변형이 생기는 정도로 경화가 진행되지 않아서 강도 발현이 불가하였으나, 고로슬래그의 경우 두 양생 조건에서 모두 15 ~ 17 MPa의 압축강도를 나타내었다. 실제 구조물로써 사용하기 위해서는 최소 20 MPa 이상의 압축강도가 요구되어지므로 향후 CO₂ 흡착능을 증대시키고 동시에 보다 높은 압축강도를 확보할 수 있도록 배합수 비율, 활성화제 종류, 배합비율에 관한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다.

산업 부산물인 고로슬래그 미분말은 잠재 수경성을 가지고 있어 Non-CO₂ 시멘트를 대표하는 물질로 평가받고 있다. 콘크리트 구조물의 균열은 콘크리트 자체의 자기수축 및 건조 수축에 기인한다. 이러한 균열은 수분과 공극의 이동 통로로 작용하여 콘크리트의 내구성을 저하시키는 주요 요인으로 작용한다. 본 연구는 2, 3종 고로 슬래그 미분말을 활용하여 공극 구조를 개선하고자 한 것으로 분말도 4,000 cm²/g과, 7,000 cm²/g을 사용하여 페이스트를 제작하고 이에 따른 공극 비교를 실시하였다. 슬래그 미분말의 치환량은 20, 40, 70%를 실시하였다. 팽창에 의한 수축 보상을 위하여 CSA를 일정 부분 치환하여 실험을 실시하였으며, 슬래그 분말도 증가에 따라 비표면적이 증가하고 이에 따른 작업성이 변동도 하기 때문에 이를 고유동화제를 사용하여 동일한 물배합비를 유지하였다. 슬래그 미분말 증가에 따른 총 공극량은 동일한 수준을 유지하였으나 0.02 ㎛ 이하의 공긍량은 증가하는 것으로 나타났으며 특히, 0.05~0.1 ㎛ 이하의 공극감소가 치환량 70%에서 높은 것을 알 수 있었다. 결과적으로 시멘트 페이스트 경화체 조직이 치밀해져 수밀한 콘크리트의 제조가 가능할 것으로 판단되었다.

In this study, it was developed eco-friendly zero cement fiber reinforced concrete using ground granulated blast furnace slag and alkali activator(water glass, sodium hydroxides). Also, it was evaluated the flexure capacity of the RC beams using zero cement concrete. The eco-friendly concrete using zero cement encouraged alkali activation reaction has rapid hardening speed and showed possibility as a high strength concrete. Also, the RC beams applied this showed similar movement and destroy tendency with RC used previous cement.

In this study, manufactured of cement mortar using high early strength cement(10 ~ 50 wt%) and blast furnace slag powder(50 ~ 90 wt%), according to compressive strength and flexural strength of hardened cement mortar. XRD and SEM were evaluated utilizing the initial cement hydration properties.

Blast furnace slag is recycled as high value-added material, while steel slag is difficult to recycle or is recycled as low value-added one relatively due to its expansion collapsability. It's property is caused by the high content of Free-CaO and unstable steel oxides. Currently, a technique to subdivide the process refining is introduced, can be divided into the electric furnace steel slag and reducing steel slag. In this study, Free-CaO in the electric arc furnace slag by the ethylene glycol method for the quantitative evaluation for the expansion to proceed with construction materials, electric arc furnace slag oxidation is to use.

Comparing with using ordinary Portland cement, using blast furnace slag as binder in concrete shows low resistance for carbonation phenomenon. In this research, we focus on carbonation of high volume blast furnace-blended concrete, analysis the reason and find a more efficient method which comparing with using ordinary Portland cement, using FC shows better effort on concrete carbonate resistant.

Recently, field applications and researches for concrete using by-products, fly-ash, GGBS, etc, have been conducted. In case of GGBS, however, quality control and replacement amount is limited because of some disadvantages. In this study, high early strength concrete using GGBS was evaluated applicability for concrete structural material. In order to evaluate, compressive strength and shrinkage test were conducted.

This study was carried out to evaluate effects of curing method and age on compressive behavior of steel fiber reinforced Alkali-Activated Slag(AAS) concrete. AAS and Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC) material with specific compressive strength of 30MPa was reinforced with 0% to 1% steel fibers at the volume fraction. Two types of curing methods were used: water curing and exposed curing. Curing time is 3, 7, 28 day. Experimental results indicated that compressive strength, elastic modulus, compression index.

The purpose of this study is to estimate basic mechanical properties of steel fiber reinforced Alkali-Activated Slag(AAS) concrete. Principle variable is the fiber volume fraction: 0, 0.5, 1%. Two type cement composites were used: Steel Fiber Reinforced Concrete(SFRC) and AAS. Mechanical properties of AAS concrete and SFRC, including compressive strength, elastic modulus, flexural strength, splitting tension.

The objective of this study is to investigated the compressive characteristics properties used cement paste containing 30% blast furnace slag with curing days.

In this work, the effect of CaO and Fe2O3 on the geopolymer made from mine tailing and melting slag has been studied. Geopolymer was made from mine tailing, melting slag and blast furnace slag. The mechanical property of geopolymer prepared was affected by raw material used. Compressive strength of the geopolymer using blast furnace slag was higher than the geopolymer using melting slag. Because CaO and Fe2O3 content of two-type geopolymers was different. Therefore, the content of these controled to find out how to affect the property of geopolymer. According to the result of FT-IR(Fourier transform infrared spectroscopy), the compressive strength of geopolymer increased by activation of CS- H gel with increasing CaO content. In contrast, the compressive strength of geopolymer decreased by inhibition of geopolymerization with increasing Fe2O3 content. According to the result of XRD(X-ray diffraction), the geopolymerization was weakened by formation of olivine, goethite.

The objective of this study was to evaluate the leaching characteristics of heavy metals (Cu, Pb, Zn and Cd) in an abandoned mine soil stabilized by applying both soluble phosphates and steel slag. Leaching characteristics of heavy metals in the contaminated soils was evaluated by toxicity characteristics leaching procedure (TCLP) and Column test. After leaching batch (TCLP) and column, Pb was found that the most greatly reduced by immobilized. Among the tested three phosphates (Na2HPO4·12H2O, Ca(H2PO4)2·H2O, (NH4)2HPO4), the leaching concentration of Ca(H2PO4)2·H2O and (NH4)2HPO4 decreased more than those of Na2HPO4·12H2O. The rate constant (k1) value was found to be about 1.5 ~ 2.0 times higher than ever before, it could be fast immobilized. The rate constant (k1) of Zn was the highest as 0.1629 ~ 0.1991/ day, it was followed by Zn > Pb > Cd > Cu. Especially, Cu increased more than 2.0 times with the steel slag added, so it was very effective. Total leaching amount of heavy metal was the most TCLP test due to differences in the leaching conditions. Added with the slag, TCLP, Column and Exchangeable form (F1) more decreased. Phosphorus (P) leaching, stabilized by phosphate only, increased than the contaminated soil. But Leaching of P decreased considerably when it was processed in combination with slag. In particular Ca(H2PO4)2·H2O of phosphates showed to be the least leaching, it was expected made of metal-phosphate immobilized.

In this study, “Recycling of ladle furnace slag (LFS) in the electric furnace process to produce ultra rapid harding cement” is the target technology. Environmental and economic efficiencies of target technology are analyzed and ecoefficiency is assessed based on these results. The methodologies to analyze environmental and economic efficiencies are LCA (Life Cycle Assessment) and market price which is calculated based on LCC (Life Cycle Costing), respectively. Global warming potential (GWP) and abiotic resource depletion (ARD) are selected as indicator of environmental analysis. The reference flow of this study is considered 1kg of ultra rapid harding cement which made from the LFS. As a result of that, target process has environmental efficiency of 13.1 for global warming and 5.93 for abiotic resource depletion and has economic efficiency of 4.86. Eco-efficiencies are derived from this study can be applied to slag recycling policy formulation and effect analysis in the future. This can be also applied to improve process’s environmental and economic performances.

Recently, the amount of the mineral admixture including fly ash and ground granulated blast-furnace slag was increased for the purpose of CO2 gas emission reduction in the concrete industry. However, in the case of korea, estimation model of strength development in concrete structural design code was prescribed a constant value according to cement type and curing method about the portland cement. therefore, the properties of strength development according to time of concrete using fly ash and ground granulated blast-furnace slag does not reflected estimation model of strength development. Accordingly, this paper was evaluated strength according to time on the concrete strength range using fly ash and ground granulated blast-furnace Slag and the strength development constant Bsc of concrete according to the kind of the mineral admixture and mixing ratio was proposed