PURPOSES : This paper presents the experimental results of tests conducted on concrete produced with air-cooled (AS) and water-cooled (WS) ground blast-furnace slag exposed to multi-deterioration environments of carbonation and scaling. METHODS : Carbonated and uncarbonated concrete specimens were regularly monitored according to the ASTM C 672 standard to evaluate the durability of concrete exposed to both scaling and combined carbonation and scaling conditions. Additionally, mechanical properties, such as compressive strength, flexural strength, and surface electric resistivity, were analyzed. RESULTS : It was found that concrete specimens produced with AS and WS had a beneficial effect on the mechanical properties because of the latent hydraulic properties of the AS and WS mineral admixtures. Moreover, carbonated concrete showed good scaling resistance in comparison to uncarbonated concrete, particularly for concrete produced with AS and WS. CONCLUSIONS : The improved scaling resistance of carbonated concrete showed that AS is a suitable option for binders used in cement concrete pavements subjected to combined carbonation and scaling.

경기도 여주와 이천 지역에서 대량 발생되고 있는 도자기 폐기물은 별다른 활용방안 없이 매립되어지 거나 극히 소량만이 건축소재로서 타일이나 벽돌제조에 재활용되는 것으로 보고되고 있다. 폐도자기는 SiO2 성분이 다량 함유되어 있고 도자기 제조과정 중 가열에 의한 비정질 혹은 비결정 알루미나 실리게이 트 구조를 형성하고 있어 콘크리트에 활용할 경우 품질향상 및 산업폐기물의 자원재활용 측면에서 그 활 용가치가 클 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 도자기 폐기물을 미분말화하여 시멘트 대체재료로서 콘크리트 산업에 재활용하기 위한 기초적 시험과 분석에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서 폐도자기는 3종류의 분쇄장비를 이용하여 미분말화 하였으며 분말도와 화학성분 분석, 고 분해능X선 회절기와 전계방사형 주사현미경에 의한 시험분석을 수행하였다. 표 1은 폐도자기 미분말의 분말도와 화학성분 분석결과를 나타낸 것이다. 분말도 시험은 KS L 5106 브레인시험법에 의해 수행하였 으며, 화학성분 분석은 KS L ISO 26845에 의해 수행하였다. 시험결과 분말도는 목표분말도 6,000brain 을 상회하는 결과를 얻을 수 있었으며, 화학성분은 SiO2 성분과 Al2O3 성분이 주요 성분으로 나타났다. 그림 1은 고분해능 X선 회절기와 전계방사형 주사현미경에 의한 분석결과를 나타낸 것이다. 고분해능X선 회절기에 의한 분석결과 실리콘옥사이드 성분의 결정구조는 Hexagonal 형태의 구조를 나타내었고 소디 움알루미늄옥사이드 성분은 Orthorhombic 형태의 결정구조를 가지고 있는 것으로 나타났다. 또한 시험 결과에서 비결정질계의 성분도 일부 포함하고 있으나 그 양은 많지 않은 것으로 판단되었으며 대부분의 성분이 결정질의 구조를 가지고 있는 것으로 판단되었다. 전계방사형 주사현미경에 의한 시험결과에서는 폐도자기 미분말이 미세한 경우 입형은 길고 각이 져 있는 것으로 나타났으며 20㎛ 사이즈의 경우 둥근 형태를 나타내는 것으로 분석되었다. 상기 시험분석 결과로 판단할 때 폐도자기 미분말은 콘크리트 혼합재로서 도로포장이나 유지보수 재료 등 시멘트 대체재료로서 관련산업에 활용할 경우 잠재적인 활용가치가 클 것으로 판단되며 추후 다양한 실내시험을 통하여 품질개선 효과 등에 대한 연구를 수행할 예정이다.

폐유리는 화학성분 중 70% 이상이 실리카(SiO2) 성분으로 시멘트와의 반응시 포졸란 작용 및 기타 충전 재의 역할이 기대되기 때문에 폐유리를 콘크리트 품질개선을 위한 환경 친화적 혼화재로서 활용할 수 있는 방안에 대한 연구가 학계에서 일부 발표다. 따라서 본 연구에서는 자동차 폐부품인 폐유리의 재활용 방안을 모색하기 위하여 폐유리 미분말을 콘크리트 결합재의 20%까지 치환하여 대체율에 따른 모르타르와 콘크리 트의 기초물성 실험을 통해 도로 소구조물 및 콘크리트포장 활용성에 대한 기초자료를 제시하고자 한다. 본 연구에서는 폐유리 미분말 대체율에 따른 콘크리트의 기초 물성 실험으로 슬럼프, 공기량, 압축강도 를 수행하였고 역학적 특성 평가를 위해 탄성계수와 길이변화 시험을 수행하였다. 또한 내구성 평가를 위 해 탄산화, 염소이온침투저항성, 동결융해 저항성 시험을 수행하였다. 폐유리 미분말 활용을 위한 물성 시험결과, 대체율 10%까지는 슬럼프와 공기량은 증가하는 것으로 나타 났으며 폐유리 미분말 대체율에 따라 압축강도와 탄성계수가 저하하는 경향을 나타냈으나 탄성계수는 저하 폭이 상대적으로 작은 것으로 분석되었다. 또한 수축 특성은 폐유리미분말 대체율 변화에 따른 차이가 크지 않은 것으로 분석되었다. 압축강도 값은 대체율이 증가할수록 저하하는 경향을 나타내었다. 탄산화와 염소 이온침투저항 특성은 대체율이 증가함에 따라 감소 경향을 나타내었다. 동결융해저항성은 대체율 20%의 경 우에도 상대동탄성계수가 90%를 상회하므로 동결융해저항성에 미치는 영향은 크지 않을 것으로 판단된다. 폐유리 미분말 대체율에 따른 시험 결과를 종합할 때 폐유리미분말 5~10%를 치환할 경우 일반 시멘트를 사 용하는 경우와 유사한 성능을 나타내어 도로구조물 활용시 적용이 가능할 것으로 판단된다.

일상생활에서 사용되고 있는 도자기는 점토 등을 원료로 사용하여 제조되며 이를 제조하는 공장이나 사용하는 가정에서 버려지고 폐기처분되는 폐기물량은 공장에서만 연간 6천여톤으로 보고되고 있으며 가 정에서 버려지는 생활도자기를 합산하면 상당량이 폐기물로 처리 되는 것으로 추산된다. 이처럼 폐기 처 리되는 도자기는 주로 매립되어지거나 일부 제한적으로 골재를 대체하여 사용되는 것으로 보고되고 있다. 이러한 폐도자기는『건설폐기물 재활용 촉진에 관한 법률 시행령, 시행규칙』이 개정되면서 건설폐기물로 폐기처리됨으로서 처분이 용이하게 되었으며 환경보전 및 자원재활용 측면에서 적극적인 재활용 방안이 모색되어야 할 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 도자기 폐기물을 효율적으로 재활용하는 방안으로 폐도자기를 미분말화하여 대기온도가 낮은 초봄이나 늦가을 초기강도 발현이 요구되며, 초기균열 방지와 알칼리골재반응이 방지되는 콘크리트 도로포장에 활용성을 검토하고자 하였다. 기존의 연구된 자료에 의하면 이화영 등(2008, 2010)은 폐도자기분말의 혼입에 따른 시멘트 모르타르의 특성, 시멘트 혼합재로 활용하기 위한 폐도자기분말의 연구, 폐도자기 분말의 PHC 파일에 시멘트 혼합재 로서 적용성 검토 등을 수행하였다. 이 연구에 의하면 국내에서 수급된 폐도자기의 화학적 특성을 분석한 결과는 표 1과 같으며 주요 화학적 조성성분은 SiO2성분이 65%, Al2O3와 CaO가 각각 19% 및 5.66%인 것 으로 분석되었다. 또한 폐도자기분말을 시멘트 혼화재료로 사용할 경우 작업성의 개선, 시멘트의 절감효 과, 초기강도개선 효과를 나타내는 것으로 연구되었으며, 혼화재료로서의 성능은 고로슬래그를 사용한 것 보다 우수한 것으로 연구되었다. 뿐만아니라 제반 품질규정이 만족되고 제조원가 절감 등 자원재활용적인 측면에서 효용가치가 있는 것으로 연구되어 콘크리트나 모르터르에 활용 가능성을 확인하였다.

기존의 생활 및 사업장 폐기물 등으로 발생하는 병유리를 파쇄 및 재활용 시 불가피하게 섞이게 되는 자기분은 도자기 자체의 강도를 늘리며 기면을 광택이 나도록 하는 유약성분이 포함되어 있다. 이러한 유 약성분을 함유하고 있는 도자기를 성분 분석한 결과, 공통적으로 P2O5라고 하는 오산화인이 상당부분 포함되어 있었으며, 시멘트 대체재료로 활용시 콘크리트의 응결시간을 지연한다는 연구결과가 발표되었다. 따라서 본연구에서는 향후 폐유리 미분말을 이용하여 콘크리트를 제작할 시 발생할 수 있는 응결지연 문제를 방지하기 위해 품질관리 범위를 도출하고자 한다. 이를 위하여 자기분 유약 성분의 초결 지연에 따른 강도 발현에 미치는 영향을 각 재료별로 비교 및 검토하였다. 본 시험은 KS L 5108에 따라 수행되었으며, 사용된 변수는 표 1과 같다. 이 표에서 OPC는 시멘트만을 사용한 페이스트이고, WG는 폐유리 미분말이며, WP는 폐자기 미분말이다. 분석결과, 폐자기를 시멘트 대비 5% 혼입한 페이스트의 경우, OPC (일반 페이스트)의 응결시간보다 지연되는 현상이 발생하였다. 초결은 15초정도 지연되었고, 종결은 10초정도 지연되는 결과가 도출되었다. 또한 폐유리 미분말과 폐자기 미분말을 각각 9:1 및 8:2로 혼입한 페이스트의 경우, 폐자기를 단독으로 사용한 페이스트에 비해 상당히 빠른 응결시간이 측정되었다. 따라서 이러한 시험 결과를 바탕으로 향후 폐자기 혼입에 대한 품질관리 방안을 마련할 시, 폐유리 미분말을 이용한 콘크리트의 시장성은 더욱 넓혀질 것으로 기대된다.

PURPOSES : This study is to investigate the fundamental properties of limestone added cement concrete for application of pavement. METHODS : As the production of Portland cement causes environmental problems, engineers have sought more environment-friendly concrete construction materials. Limestone powder can be used for concrete as a partial replacement of Portland cement. One of the great applications of limestone powder added cement concrete might be a cement concrete pavement since the concrete pavement consumes massive quantity of Portland cement. Experimental variables were different replacement level of limestone powder by 0% to 25% with 5% increment. Before hardening of fresh concrete, setting time and plastic shrinkage characteristics were investigated in addition to other basic properties. Properties of hardened concrete included compressive, tensile and flexural strength as well as drying shrinkage. RESULTS : The addition of limestone powder did not significantly affect the properties of fresh concrete. Strength deceased as the replacement ratio increased and when the replacement ratio was greater than 10% decrease rate increased. CONCLUSIONS : It was found that the partial replacement of the limestone powder to cement in pavement materials can be positively considered as its mechanical properties show comparable performance to those normal concrete.

본 연구는 고성능콘크리트의 강도조절과 수화열 저감을 위하여 쇄석 쇄사 생산시 발생되는 쇄석미분말을 사용하여 고성능콘리트의 강도, 유동성 내구성능 및 건조수축 특성을 검토한 것이다. 실험결과 쇄석미분말은 치환율 10% 증가시마다 무치환시의 압축강도를 약 10~15%씩 감소시키며, 변형계수와 물구속비를 감소시켜 고성능콘크리트의 유동성 향상에 효과적이다. 또한, 고성능콘크리트에서 쇄식미분말 10% 치환시 마다 단위시멘트량 감소에 따른 최고 단열온도상승량을 약 4℃씩 감소시켰다. 반면 건조수축랑은 10% 치환시마다 약 5% 증가시키는 것으로 나타났다. 한편 고성능콘크리트의 내구성은 단위분체량과 유동성향상에 따른 조직의 치밀화로 쇄석미분말의 치환에 관계없이 상대동탄성계수 100%이상으로 우수하게 나타났다. 이와 같이 문제로서 쇄석미분말의 사용은 치환량에 따른 고성능콘크리트의 강도조절이 가능하며 수차 발열량을 저감시킬 수 있다.

Ni-GDC (gadolinia-doped ceria) composite powders, the anode material for the application of solid oxide fuel cells, were prepared by a solution reduction method using hydrazine. The distribution of Ni particles in the composite powders was homogeneous. The Ni-GDC powders were sintered at 1400˚C for 2 h and then reduced at 800˚C for 24 h in 3% H2. The percolation limit of Ni of the sintered composite was 20 vol%, which was significantly lower than these values in the literature (30-35 vol%). The marked decrease of percolation limit is attributed to the small size of the Ni particles and the high degree of dispersion. The hydrazine method suggests a facile chemical route to prepare well-dispersed Ni-GDC composite powders.

건설폐기물의 처리는 국가 사회적 문제로 제기되고 있으며 순환골재의 생산과정에서 발생하는 미분말은 전량 폐기 매립되고 있다. 미분말의 유해성을 분석한 결과 세포독성을 함유하고 있어 토양 및 지하수오염 등 2차 오염을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 미분말을 재활용하기 위한 방법으로 콘크리트의 혼화재로 활용하고자 시멘트 대신 미분말을 혼입한 콘크리트의 역학적 특성과 작업성을 비교 분석하였다. 콘크리트의 실험 결과에서, 혼화제를 적절히 사용하면 미분말을 시멘트 대신 20% 이하 치환한 경우 콘크리트에 적용 가능할 것으로 판단된다. 또한 고강도 콘크리트에서도 적용할 수 있다.

ZnO nanopowders were synthesized by the sol-gel method using hydrazine reduction, and their gas responses to 6 gases (200 ppm of C2H5OH, CH3COCH3, H2, C3H8, 100 ppm of CO, and 5 ppm of NO2) were measured at 300 ~ 400˚C. The prepared ZnO nanopowders showed high gas responses to C2H5OH and CH3COCH3 at 400˚C. The sensing materials prepared at the compositions of [ZnCl2]:[N2H4]:[NaOH] = 1:1:1 and 1:2:2 showed particularly high gas responses (S = Ra/Rg, Ra : resistance in air, Rg : resistance in gas) to 200 ppm of C2H5OH(S = 102.8~160.7) and 200 ppm of CH3COCH3(S = 72.6~166.2), while they showed low gas responses to H2, C3H8, CO, and NO2. The reason for high sensitivity to these 2 gases was discussed in relation to the reaction mechanism, oxidation state, surface area, and particle morphology of the sensing materials.