This study evaluated the standard consistency, setting time, hydration heat, and compressive strength of binary blended cement concrete (general and high strength) using air cooled ladle furnace slag (LFS) of 3, 5, 7, 10wt.% as an admixture for ordinary portland cement (OPC). Results showed that binary blended cements using the LFS of lower than 5wt.% shortened the setting time and reinforced the compressive strength of concrete (general and high-strength) compared to OPC concretes although binary blended cements needed more water to achieve the standard consistency. This indicated that LFS could be used as a useful admixture for manufacturing binary blended cement. Thus, we expected that the upcycling of LFS would be contributed to save energy consumption and reduce the greenhouse gas emission from the field of cement industry.

Reaction degree of ground granulated blast furnace slag(GGBFS) in cement paste was measured by water-binder ratio and GGBFS replacement ratio, curing temperature with ages using selective dissolution. In result of experimental, when water-binder ratio and curing temperature were high and replace ratio of GGBFS was low, reaction degree was estimated high.

This study investigated the effect of cement type and ground granulated blast furnace slag (GGBS) on the mechanical properties and workability of grout for offshore PSC structures. As the replacement ratio of GGBS increased, the flowability of the grout increased and both intial and final setting times of grout was delayed regardless of cement type. However, the effects of GGBS on the bleeding of grout were different according to the type of cement: as the ratio of GGBS increased, less bleeding was observed for the grout with typeⅠ cement whereas higher bleeding was generated for the grout with type Ⅲ cement. However, there was no significant difference in their compressive strength at 28 day according the different replacement ratio of GGBS from 0 to 40%.

본 연구는 환경부하 저감을 위해 슬래그 시멘트를 사용하고 플라스틱 섬유보강재(폴리프로필렌, 나일론, 유리섬유)를 혼입하여 고강도 간격재를 개발하고 현장적용성을 평가하는 연구이다. 이를 위해 예비실험을 통하여 4가지 섬유 복합재의 첨가량이 결정되었다. 또한 역학적 시험(압축, 휨, 인장) 및 내구성 시험(흡수율, 투수율, 길이변화율, 균열저항성, 탄산화, 동결융해)을 통하여 최적의 섬유재를 도출하였으며, 이를 이용한 고강도 섬유재 간격재의 배합 및 생산시스템을 개발하였다. 또한 현장적용성 평가를 통하여 개발된 간격재의 구체 콘크리트 일체성을 확인하였다.

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, 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.

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.

These researchers are studying on the hydration model suggestion of cement incorporating blast furnace slag in durability prediction of concrete using hydration model. So in this study it measured hydration heat according to replace ratio, water cement ratio using conduction calorimeter to acquire experiment data for experimental verification and verify hydration heat property when blast furnace slag is incorporated.

본 연구에서는 CaO-SiO2-Al2O3가 다량 함유된 산업폐기물과 산업부산물을 소성하여 개발한 분말형 속경성 분말을 초기강도의 향상을 위해 기능성 분쇄조제로 처리하여 분쇄한 속경성 미분말을 제조하였다. 이렇게 제조된 미분말을 BFS 분말과 일정비율로 혼합한 후, 시멘트에 첨가하여 모르타르 압축강도 실험을 실시하였다. 그 결과 BFS 조기강도 향상 실험 (Series I)에서는 클링커 분쇄시 기능성 분쇄조제가 첨가되어 분쇄된 속경재가 혼합된 BFS의 초기강도 발현이 우수하며 OPC 조기강도 향상 실험 (Series II)에서는 Clinker-C에 본 실험의 기능성 분쇄조제가 첨가되어 분쇄된 속경성의 분말형 자극제가 첨가된 경우에 가장 압축강도가 높은 사실을 알 수 있었다.