본 연구는 ‘암기조생’ 감귤 과실의 표면온도와 일사량 간의 상관관계를 분석하여 일소가 유발되는 과실 표면온도를 예측 하고 일소 발생을 경감시키고자 수행하였다. 이를 위해 기온 이 31℃일 때 30분 간격으로 5분 미세살수와 1% 탄산칼슘, 4% 카올린 용액을 10일 간격으로 3회 엽면살포하여 일소과 발생과 과실 품질을 조사하였다. 과실 표면온도는 일사량과 R = 0.788(p < 0.01)로 유의한 정의 상관관계를 나타냈으며 한 낮에는 기온보다 최고 16℃가 높았다. 과실 표면온도를 추정 하는 회귀식 y = 0.099 × (대기온도) + 0.018 × (일사량) + 20.779(R = 0.687, p < 0.01)을 도출하였다. 30분 간격으로 5 분 미세살수시 수관 내부 온도가 무처리보다 5.1℃ 낮았다. 일 소과 발생률은 미세살수구가 2.1%로 무처리구보다 2배 이상 낮았고 통계적으로 유의성을 나타냈으나, 과실 품질은 처리 간에 비슷하였다. 햇빛을 반사하거나 미세살수를 실시하여 과실 표면온도를 낮추면 일소 발생을 줄일 수 있을 것으로 보 인다.

본 논문에서는 지오폴리머의 상변화를 관찰하기 위하여 나노인덴테이션 데이터를 가우시안 믹스쳐 모델로 분석하는 방법을 제시 하였다. 지오폴리머는 일반 시멘트 대비 CO2 발생량을 줄일 수 있어 시멘트 대체 재료로써 많은 연구가 이루어지고 있다. 기존 연구들 로부터 최적의 실리콘/알루미늄 비율을 찾았으나 1.8 초과에서 압축강도 저하의 원인은 아직 불분명하다. 본 연구에서는 실리콘/알루 미늄 비율이 재료에 미치는 영향을 조사하고자 나노인덴테이션 실험을 수행하였다. 실험 결과를 가우시안 믹스쳐 모델로 상분석하였 고, 실리콘/알루미늄 비율이 증가할수록 재료가 균질거동을 하는 것을 관찰할 수 있었다. 본 연구결과는 강도저하를 규명하는데 직접 적인 근거로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 디스크 링 형태에 패터닝된 박막을 적층시킨 모듈의 분리특성을 규명하고자 투과실험을 수행하였다. 먼저, 본 연구에서 자체 제작한 5가지 형태의 디스크 필터의 순수 투과도를 측정하였으며 그 값은 0.25 내지 2.24L/m2·hr·bar이었다. 0.1 wt% 카올린 수용액을 투과시키면 순수 투과율이 가장 높은 모듈의 투과유속이 가장 높았고, 순수 투과율이 가장 낮았던 모듈의 카올린 투과유속이 가장 낮게 나타났다. 그러나 모든 모듈의 카올린 투과유속이 순수 투과율에 비례하지는 않았다. 또한 0.1 wt% 수용액으로 장시간 운전하기 위하여 디스크 필터 모듈 1에 주기적으로 역세척을 실시하였으며 가장 효율적인 운전조건은 투과시간 8분, 역세척 2분 주기임을 확인하였다.

국내산 kaolinite를 소성한 다음 실리카를 선택적으로 추출하여 중기공성 γ-Al2O3를 제조하였다. 1000˚C에서 24시간 소성된 kaolinite는 소량의 무정형 실리카와 γ-Al2O3으로 이루어진 스피넬 상의 미세구조로 전이되었음을 확인하였다. 다공성 γ-Al2O3는 25~90˚C의 반응온도, 0.5~4h의 추출시간 및 1~8M의 KOH 농도범위에서 무정형 실리카를 선택적으로 용해하여 제조할 수 있었다. 90˚C, 1시간 및 4M의 KOH 농도조건에서 얻어진 γ-Al2O3는 약 40~80Å 정도의 매우 좁은 하나의 기공크기 분포를 가지고 있었으며, mesopore의 기공이 많이 생성되었다. 비표면적은 250m2/g이고, 총 기공부피는 0.654cm3/g로 나타났다.

카올린을 용해시킨 황산용액을 에탄올에 주입함으로써 알루미늄황산염의 침전물, AI2(SO4)3·18H2O을 제조하고, 그것의 열분해거동을 검토하였다. 합성된 고순도의 침전물은 약 2μm크기의 판상형태의 입자들로 구성되어져 있었다. 에탄올속으로 카올린을 용해시킨 황산용액의 주입속도를 증가시킴에 따라서 생성된 침전물의 결정사 크기는 감소하였다. 침전물의 탄수 및 탄황산에 대한 겉보기 활성화에너지는 각각 11.9Kcal mol-1 과 48.2kcal mol-1 이었다.

카올린에서 추출된 황산알루미늄 용액으로부터 촉매담체용 r-AI2O3분말 합성에 대하여 연구하였다. 황산알루미늄 용액을 교반중의 에탄올(ethanol)에 적하하여 단일상(single phase)의 AI2(So4)3 18H2O석출물을 제조하고 이 석출물의 하소로부터 r-AI2O3분말을 합성하였다. 이 분말을 1000˚C에서 2시간 하소하였을 때 열적안정성을 보였으나, 1200˚C-2시간 하소에서 α-AI2O3 로 전이하였다. r-AI2O3의 열적안정성에 미치는 BaO 첨가의 영향을 조사 연구하였다. 첨가량은 r-AI2O3에 대해서 1.0-6.0wt%로 하였다. BaO를 4.0wt%첨가한 시료는 AI2O3-BaO.6AI2O3(hexa-aluminate)혼합상생성으로 인하여 1200˚C에서 r-AI2O3의 전이를 방지하는데 효과적이었다. BaO를 4.0wt%첨가한 시료와 BaO를 첨가하지 않은 시료에 대하여 r-AI2O3→ α-AI2O3전이에 따른 비표면적을 조사하여 보았다. 1200˚C-2시간에서 BaO 4.0wt% 첨가한 시료와 BaO를 첨가하지 않은 시료의 비표면적은 각각 95m2/g과 50m2/g을 유지하였다.

본 연구에서는 메타카올린을 혼입한 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트의 압축, 휨, 부착강도, 수밀성, 염화물 이온 침투 저항성,탄산화 깊이 및 동결융해 저항성에 미치는 폴리머-결합재비 및 메타카올린 첨가량의 영향에 대하여 검토하였다. 그 결과, 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트의 휨, 압축 및 부착강도는 폴리머-결합재비의 증가에 따라 증가하는 경향을 보였다. 폴리머-결합재비에 관계없이, 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트의 강도는 메타카올린 첨가량의 증가에 따라 증가하였으며, 메타카올린 첨가량 5%에서 최고 값을 나타내었다. 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트의 흡수율, 탄산화 깊이 및 염화물이온 침투저항성은 폴리머-결합재비의 증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 초속경 폴리머 시멘트 콘크리트의 동결융해 저항성의 개선은 폴리머 에멀젼의 혼입에 의해 시멘트 수화물과 골재간의 접착성이 개선되기 때문이라 판단된다.

This paper presents the findings of the study conducted to evaluate workability and compressive strength characteristics of rapid-setting concrete containing metakaolin. The experimental variable selected was the rate of cement replacement with metakaolin at 0, 5, 10, and 15 percent. The findings are summarized as follows: compared with the control specimens with no replacement rate, the workability and compressive strength of the concrete with 5% of cement replaced with metakaolin were comparable to those of control specimens at 4hours; however, at 72 hours, the compressive strength of the concrete with the same replacement rate was larger than the strength of the control specimens by 4.1%, while no increase in strength was observed at higher replacement rates, implying that the optimum replacement rate of cement with metakaolin is 5%.

Recycling of incineration ash generated from domestic waste incinerators is important from environmental and energy conversation aspects. The main components of bottom ash are CaO, Al2O3, SiO2, P2O5, MgO, and Fe2O3, similar to geological components. However, it also contains heavy metal ions such as Cu2+, Pb2+, and Cr6+. The ash material was sintered at 1100 ~ 1150oC by adding pink kaolin to stabilize those heavy metals. The study analyzed the crystal phase and absorption rates of the sintered material for application as a sub-base layer material for roads and conducted tests for the requirements for sub-base layer materials for roads, such as CBR test, quantity of abrasion, and liquid limit. Considering the plasticity, water absorption, and compressive strength of the road base, the mixture with 76wt% bottom ash and 24wt% pink kaolin after sintering at 1,120oC, showed CBR test result of 33.0, quantity of abrasion of 30.3, and liquid limit of NP (no plasticity). These result indicated the possibility of using bottom ash as a sub-base layer material, which satisfied requirements of the standard specification for road construction.

Environmental problems caused by the occurrence of carbon dioxide are recognized as a critical issue throughout the world. As a result, a measure for the use of cement and improvement of its quality must be sought out. In order to reduce the occurrence of carbon dioxide during the manufacturing process of cement, this study creates an alkali-activated slag cement that utilizes ground granulated blast furnace slag, an industrial by-product, and substitutes metakaolin as an alternative for silica fume to improve the process of manufacturing high-strength concrete and its quality. The study discerns the mechanical characteristics by measuring the flexibility and compressive strength through the mortar matrix and discerns the durability by conducting an acid resistance test and chloride ion penetration resistance test. Also, the study discerns the hydration products through an XRD test. Based on the results of such tests, it is anticipated that it may be used as a secondary product for concrete or buildings that require superior long-term strength and durability compared to regular Portland cement. However, as no clear results were found in this study regarding the substitution of metakaolin, it displayed mixed results in comparison to previous studies. Nevertheless, it is expected that metakaolin will become a more superior admixture if its issues are improved through continuous research studies.

In this study, as a fundamental study for the remediation of the radionuclides-contaminated soil, the adsorption of cobalt, strontium, and cesium on natural soil and kaolin were experimently investigated and adsorption characteristics were evaluated by using several adsorption kinetic and isotherm models. The pseudo-first-order kinetic model (PFOM), pseudo-second-order kinetic model (PSOM), one-site mass transfer model (OSMTM), and two compartment first-order kinetic model (TCFOKM) were used to evaluate the kinetic data and the pseudo-second-order kinetic model was the best with good correlation. The adsorption equilibria of cobalt, strontium, and cesium on natural soil were fitted successfully by Redlich-Peterson and Sips models. For kaolin, the adsorption equilibria of cobalt, strontium, and cesium were fitted well by Redlich-Peterson, Freundlich, and Sips models, respectively. The amount of adsorbed radionuclides on natural soil and kaolin was in the order of cesium > strontium > cobalt. It is considered that these results could be useful to predicting the adsorption behaviors of radionuclides such as cobalt, strontium, and cesium in soil environments.

본 연구에서는 콘크리트 구조물의 강도 향상을 위하여 혼입하고 있는 메타카올린의 내구성능 향상 효과를 규명하기 위하여 염화물이온 확산계수 및 단열온도상승량을 측정하였다. 그 결과, 메타카올린의 혼입으로 인하여 염화물이온 확산계수가 작아짐이 확인되었으며 플라이 애쉬의 첨가를 통하여 유동성의 저하를 억제할 수 있었다. 따라서 염분침투저항성을 확보하면서 물결합재비를 크게 하는 것이 가능하므로 메타카올린의 혼입으로 발생되는 단열온도상승량을 억제할 수 있어 콘크리트의 내구성능이 향상될 수 있음을 확인하였다.

2011년 일본 큐슈 키리시마 지역의 신모에타케 화산 분화 및 2010년 아이슬란드 남부의 화산폭발은 각 지역에 큰 피해를 야기하였으며, 우리나라에서도 2002년 백두산 지역의 강진에 의한 지표면 팽창이 관찰되어 근시일내 백두산의 분화가능성이 지적되고 있다. 이에 따라, 국내에서도 화산폭발에 대한 대응책이 정부 및 학계를 중심으로 논의되기 시작하였다. 화산폭발이 발생하면 화산재가 각종 기반시설을 덮음으로 인해 물류 및 교통에 다대한 영향을 미치게 되어 화산재의 조속한 처리 및 처분이 필요하며, 이 과정에서 화산재의 유효 활용방안 개발이 요구된다. 본 연구에서는 화산재를 친환경 건설재료로서 수질정화 등의 목적으로 활용하기 위해 백두산 및 한라산의 화산재, 다공성의 제올라이트 및 일반 자갈에 시멘트 및 메타카올린을 첨가한 블럭에 대한 유용미생물(EM)의 시간경과(0일, 7일)에 따른 생장 특성을 분석하였다. 실험 결과, 일반 자갈 블럭에 비해 화산재 블럭의 유용미생물 개체수 증가가 탁월한 것으로 나타나, 화산재의 수질정화용 블럭에의 적용성이 높은 것으로 나타났다.

최근들어 백두산 지역의 지표면 팽창현상이 관찰되면서, 백두산의 분화 위험성이 증대되고 있다. 화산이 분화하는 경우, 무수한 화산재의 비산으로 항공, 교통, 물류, 정밀기계 산업 등이 큰 타격을 입게 될 뿐만 아니라, 화산재의 처리 및 처분에도 막대한 국가적 손실이 발생하므로 화산재 처리 및 활용방안의 개발이 절실히 요구된다. 본 연구에서는 화산재를 건설재료로 활용하기 위하여 백두산, 한라산의 화산재 및 다공성의 제올라이트에 시멘트 및 메타카올린을 첨가한 공시체에 대한 재령 0일 및 7일의 배합비별 압축강도 특성을 분석하였다. 실험 결과, 재령 7일에 대하여 혼합재(화산재 및 제오라이트), 시멘트 및 메타카올린의 비율을 3.5：1：0.1로 배합한 경우 최대의 압축강도를 나타내었으며, 재령 및 단위시멘트량의 증가, 메타카올린의 첨가가 압축강도 특성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

2010년 아이슬란드 남부의 화산폭발은 유럽지역에 항공대란을 야기하였으며, 국내에서도 2002년 백두산 지역을 중심으로 강진에 의한 지표면 팽창현상이 관찰되면서 백두산의 화산폭발 위험성이 점증하고 있다. 화산폭발이 발생하는 경우, 화산재의 처리 및 처분에 따른 막대한 국가적 손실이 유발되므로, 화산재 처리 및 활용방안의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 화산재를 건설재료로 활용하기 위하여 백두산, 한라산의 화산재 및 다공성의 제올라이트에 시멘트 및 메타카올린을 첨가한 블럭에 대한 재령 0일 및 7일의 배합비별 휨강도 특성을 분석하였다. 실험 결과, 재령 7일에 대하여 혼합재(화산재 및 제오라이트), 시멘트 및 메타카올린의 비율을 3.5：1：0.1로 배합한 경우 최대의 휨강도를 나타내었으며, 재령 및 단위시멘트량의 증가, 메타카올린의 첨가가 휨강도 특성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

2002년에 백두산 지역을 중심으로 강진에 의한 지표면 팽창현상이 관찰되면서, 백두산의 화산폭발 가능성이 높아지고 있다. 이에 따라, 그동안 국내에서 재난유형으로 별도의 분류가 없던 화산폭발에 대한 대책이 정부차원에서 논의되기 시작하였다. 화산폭발이 발생하면 무수한 화산재가 각종 사회기반시설을 덮게 되며, 비산에 의해 항공, 물류, 정밀기계산업 등에 타격이 발생하게 된다. 본 연구에서는 화산재를 건설재료로 활용하기 위하여 백두산, 한라산의 화산재 및 다공성의 제올라이트에 시멘트 및 메타카올린을 첨가한 재령 7일의 공시체에 대한 배합비별 동결융해 저항성을 분석하였다. 실험 결과, 재령 7일에 대하여 혼합재(화산재 및 제오라이트), 시멘트 및 메타카올린의 비율을 3.5：1：0.1로 배합한 경우 동결융해 저항성이 가장 우수한 것으로 나타나, 재령 및 단위시멘트량의 증가, 메타카올린의 첨가가 동결융해 저항성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

가혹한 환경에 노출되는 콘크리트 교량바닥판에 대한 피해가 증가하면서 콘크리트 교량바닥판의 내구성 향상에 대한 요구가 증가하고 있다. 이에 따라 고성능 콘크리트에 대한 관심이 높아지고 있다. 최근, 새로운 광물질 혼화재로써 실리카흄과 같은 수준의 강도와 내구성 확보가 가능한 메타카올린이 높게 평가되고 있다. 이에 비해 국내의 메타카올린에 대한 연구 및 대체사용은 미진한 수준이며, 메타카올린 콘크리트를 교량바닥판에 적용하기 위한 검토도 매우 부족한 실정이다. 따라서 메타카올린 콘크리트를 교량바닥판에 적용하기 위해서는 장기적인 역학적 특성 및 교량바닥판에 요구되는 내구성에 대한 다양한 자료가 필요하다. 본 연구는 메타카올린 콘크리트를 적용한 교량바닥판의 장기적인 역학적 특성 및 내구성을 양생 재령에 따라 검토하는데 목적을 두었다. 역학적 특성은 압축강도 및 휨강도가 측정되었으며, 내구성의 경우는 건조수축, 염화물 저항성, 스케일링, 동결융해 저항성을 양생 재령에 따라 비교 평가하였다. 연구결과에 따르면, 메타카올린의 대체는 압축강도 및 휨강도 발현이 초기 및 장기 재령에서 우수하였다. 또한, 내구성 측면에서도 염화물 침투 저항성과 동결융해 저항성을 향상시켰다. 또한, 건조수축을 저감시키는 것으로 나타났다.

메타카올린은 고령토나 카올린으로 알려진 카올린 광물의 풍화물로, 도자기 산업에 주로 사용되는 원료로, 일반적으로 메타카올린의 입자 크기는 시멘트보다는 작지만, 마이크로 실리카퓸보다는 크다. 본 연구에서는 콘크리트용 혼화재로 메타카올린을사용한 콘크리트의 압축강도와 염소이온 투과저항 특성에 관한 영향에 관해 조사하였다. 메타카올린과 실리카퓸의 혼입률이 압축강도와 염소이온 투과저항에 주는 영향을 비교하기 위해 물-결합재비를 30%로 고정하고 각각 0, 5, 10, 15, 20%인 배합수준을 설정하여 비교하였다. 연구결과 메타카올린을 혼입한 콘크리트는 실리카퓸을 혼입한 콘크리트와 유사한 강도특성을 보였지만, 염소이온 투과저항성은 다소 불리한 것으로 나타났다. 따라서, 강도와 염소이온 투과저항 성능을 동시에 만족하기 위한메타카올린의 혼입률은 10% 정도인 것으로 나타났다.

본 연구에서는 고비용의 실리카흄의 대체재로서 인산부산석고와 카올린을 활용한 시멘트매트릭스의 화학적, 기계적 성질에 대하여 분석하였다. 실험을 위하여 인산부산석고는 이수석고 형태인 건조석고, 반수석고, Ⅲ형 무수석고, Ⅱ형 무수석고로 실험용시료를 제조하였으며, 900℃에서 소성된 카올린은 서냉과 급냉의 형태로 제조된 메타카올린의 형태로 제조하였다. 또한 이재료를 활용하여 혼합시멘트를 제조하였으며, 제조된 시멘트를 사용하여 실리카 흄을 혼입한 시멘트 매트릭스와 재료적 성능을 비교 평가하였다. 실험결과 급냉제조된 메타카올린이 다른 재료에 비하여 성능이 우수한 것으로 분석되었다.