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.

PURPOSES: This study investigates the mechanical performance of carbon-capturing concrete that mainly contains blast furnace slag. METHODS: The mixture variables were considered; these included Portland cement content, which was varied from 10% to 40% of the blast furnace slag by weight. The specimens were exposed to different conditions such as high N2 and O2 concentrations, laboratory conditions and high CO2 conditions. Mechanical performances, including compressive and flexural strengths and carbon-capturing depth, were evaluated. RESULTS : The slump, air content and unit weight were not affected significantly by the variation in cement content. The strength development when the specimens were exposed to high purity air was slightly greater than that when exposed to high CO2. As the cement content increased the compressive and flexural strength increased but not considerably. The carbon-capturing capacity decreased as the cement content increased. The specimens exposed in the field for 70 days had flexural strength greater than 3 MPa. CONCLUSIONS : The results indicate that cement content is not an important parameter in the development of compressive and flexural strengths. However, the carbon-capturing depth was higher for less cement content. Even after field exposure for 70 days, neither any significant damage on the surface nor any decrease in strength was observed.

본 연구에서는 중금속 오염토양 및 광미의 고형화 처리를 위한 보통 포틀랜드 시멘트의 혼화재로서 제강슬래그의 처리효과를 검토하였다. 대상시료는 충청남도 청양군 남양면 구룡리의 구봉광산 주변 하천퇴적토와 강원도 영월군 상동읍 내덕리의 상동광산에 위치한 광미를 채취하여 사용하였다. 경화제는 시멘트 95%에 제강슬래그 분말 5%를 혼합하여 제조하였으며, 하천퇴적토 및 광미오염토양에 5%, 10% 및 15%(w/w)의 경화제를 첨가하였다. 이때 이 결과들은 시멘트만을 사용한 것과 Ca 함량이 제강슬래그 보다 상대적으로 높은 굴폐각 분말을 사용하여 배합한 결과와 함께 비교하였다. 공시체는 지름 5cm, 높이 10 cm의 몰드를 이용하여 혼합토를 채워 넣은 후, 습윤양생기에서 1일간 양생시킨 다음 탈형 후, 수조에 수중양생을 실시하였다. 7일, 14일 및 28일 경과된 시료를 대상으로 강도시험 및 중금속 용출시험을 실시하여 처리효과를 비교·검토하였다. 광미시료의 경우, 시멘트, 제강슬래그 그리고 굴폐각 순으로 강도 개선의 효과가 큰 것으로 나타나 제강슬래그의 효과를 확인할 수 없었고, 하천퇴적토의 경우는 혼합비 15%에서 제강슬래그를 혼합한 경우에서 우수한 효과를 나타내 혼화재로서 적용을 기대할 수 있을 것으로 판단되었다. 폐기물용출시험 및 0.1 N 염산추출법 결과 경화제의 혼합비가 증가할수록 중금속 및 비소의 농도가 감소하는 경향이 나타났고 특히 비소에 있어서는 제강슬래그의 효과가 가장 좋게 나타났다. 산도가 가장 높은 1N 염산추출법의 결과에서는 광미의 경우 대조구 보다 제강슬래그로 처리한 시료에서 중금속 및 비소의 농도가 아주 낮게 나타났다. 그러나 하천퇴적토는 대조구와 큰 차이가 없이 중금속 및 비소가 용출되었다. 이는 하천퇴적토가 95%이상의 모래로 토양의 입경이 크기 때문에 상대적으로 중금속의 고정화율이 상대적으로 낮은 것으로 판단되었다.

본 연구는 원자력 시설 해체 시 발생되는 저준위 및 극저준위 폐토양, 점토와 산업부산물인 고로슬 래그를 이용하여 방사성 폐기물을 안전하게 담지할 수 있는 비소성 시멘트의 제조 가능성을 평가하고 광물· 형태학적 분석을 통하여 생성된 반응 물질에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서는 (1) 폐토양, 점토 및 고로슬 래그의 특성 분석, (2) 폐토양, 점토 및 고로슬래그를 고화재 및 성분조정제로 이용한 원전 해체 폐기물 담지를 위 한 비소성 시멘트 제조 및 최적의 배합 비율 도출, (3) 제조된 비소성 시멘트 고화체의 수화반응 생성물질에 대하여 광물·형태학적 분석 등을 수행하였다. 비소성 시멘트 고화체의 광물·형태학적 분석 결과, 폐토양과 점 토는 수화반응 생성물이 관측되지 않았으며, 고로슬래그의 경우 고화체의 강도를 발현시킬 수 있는 수화반응 생성물질인 calcium silicate hydrate (CSH), 에트링가이트(ettringite)가 생성되는 것을 확인하였다. 폐토양, 점 토를 고화재로 이용한 비소성 시멘트의 재령 28일 후 고화체는 최적의 배합 비율에서 약 3 MPa의 강도를 나 타내 처분장 인수기준 압축강도인 3.44MPa를 만족하지 못하는 것을 확인하였다. 그러나, 고로슬래그를 고화 재로 이용한 비소성 시멘트는 모든 실험 조건에서 처분장 인수기준 압축강도를 만족하며, 최적의 배합 비율 에서는 약 27 MPa로 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통하여 비소성 시멘트 고화재로 고로 슬래그, 방사성 핵종에 대한 흡착제 역할로 폐토양 및 점토를 이용한다면 방사성 폐기물 처분을 위한 최적의 비소성 시멘트를 제조할 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 nano-silica solution(NSS)을 배합수 중량치환방법을 사용한 OPC-slag cement의 특성에 관한 연구이다. 새로운 치환방법은 선행연구들보다 높은 NSS 치환율의 시멘트에 대한 거동을 연구하기 위한 기초 단계이다. NSS는 배합수 중량의 10%, 20%, 30%, 40%, 그리고 50% 치환하였다. 그 결과 역학적 및 미세구조적 특성이 향상되는 결과를 보였다. 이는 두 가지 원인으로 요약된다. 첫 번째는 NSS를 배합수 중량 치환하면 나노 실리카 입자의 균질한 분산작용이 향상된다. 이는 초기 수화작용을 촉진한다. 두 번째는 배합수 보다 밀도가 큰 NSS의 치 환은 w/b를 감소시킨다. 이는 치밀한 수화반응물질을 형성시킨다. 새로운 치환방법은 선행연구에서 밝혀진 분말형 나노 실리카 입자를 사용한 결과와 비교하여 역학적과 미세구조 특성의 저하가 나타나지 않았다. 따라서 본 연구에서 사용한 NSS를 배합수 중량 치환한 방법은 OPC-GGBFS cement의 배합에 적용 가능할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 페로니켈슬래그 시멘트를 활용한 FNS 혼합시멘트의 저발열 대류계수에 관한 실험 및 고찰 결과를 소개하 고자 한다. 일반적으로 혼합시멘트의 수화열 해석시에 열전도율, 비열등에 의한 열확산율의 개념은 현행 콘크리트 시방서에 서 열확산율 혹은 열전달률의 식으로 표기되어져 있고, 이와 연관된 외기 대류의 계수는 콘크리트 구조체를 둘러싼 외기환 경의 거푸집, 버블시트, 공기중 조건등에 대한 단순 실험상수가 연구논문 사례등을 기초로 하여 제시되는 수준이다. 본 연구 에서는 열확산율과 대류계수로의 연관성을 심층 고찰하면서 실험을 기반으로한 해석적 검증 연구를 수행하였다.

This paper presents the results of the long-term behavior of PC(Precast Concrete) culvert using ferronickel slag blended cement.

This study investigated the concentration of heavy metals in blast-furnace slag cement by changing the content ratio between blast-furnace slag and ordinary Portland cement for the safe recycling of blast-furnace slag in the cement industry. The analysis of the three main materials of the cement (ordinary Portland cement, blast-furnace slag, and the alternative raw materials), resulted in the ordinary Portland cement having the highest concentration of heavy metals. Also, it is concluded that the heavy metal content of blast-furnace slag cement is mainly attributed to the content of ordinary Portland cement. As the content of furnace slag during the manufacture of cement increases, the overall heavy metal content of the furnace slag cement becomes low. This was highly evaluated as a resource in the cement-production process, in respect of the effective recycling of resources and the safe management of hazardous materials.

The purpose of this study was to verify safe and environmentally-sound recycling of blast-furnace slag in the cement industry. This was accomplished by analyzing the heavy metal contents of three kinds of raw materials: blast-furnace slag, Portland cement, and the substitutes, which were mainly input into the manufacture of cement. The research revealed that, in the five samples tested, the heavy metal level in the blast-furnace slag cements (5.90 ~ 8.38 mg/kg for Cr6+) is lower than the ordinary Portland cement (11.04 ~ 14.92 mg/kg for Cr6+). This suggests that both raw materials have low heavy metal contents compared with the 20 mg/kg limit enforced by the autonomic convention in Korea. As for the substitutes, there was no decisive effect on the overall heavy metal content because of the low input ratio of 2.5%. Therefore, it is of high utility value to recycle the blast-furnace slag in the cement industry, considering slag can dilute the overall heavy metal contents in the cement products.

본 연구에서는 탄소 포집 물질인 γ-C2S를 함유하고 있는 Stainless Steel Slag AOD를 포함한 시멘트 페이스트의 역학적 및 미세구조 변화를 연구하였다. γ-C2S는 비수경성이며 그러므로 물과 반응하지 않는다. 그러나 γ-C2S는 물에 의한 탄산화 양생조건에서 반응성을 가지고 있다. 그 반응은 페이스트 안의 공극을 치밀하게 형성하기 때문에 STS-A를 사용한 시멘트 페이스트의 공극구조는 탄산화 (CO2 농도는 약 5%)후에 수은압입시험에 의해 측정될 수 있다. 또한 Fractal 특성은 시멘트 페이스트의 미세구조변화는 탄산화 영향에 대하여 연구하였다. 그 결과로부터 STS-A를 포함하는 탄산화 시멘트 페이스트는 강도가 증가하였고 공극구조는 더 치밀해졌다.

In this paper, the mechanical properties of fresh concrete were evaluated by using electric arc furnace oxidizing slag(EOS) aggregate. Water-Cement(W/C) ratio was selected as 0.45 and 0.30, and the mixing amount of EOS aggregate as 0%, 50%, 100%. Experimental items of fresh concrete were slump, flow, air content, unit volume weight. As a results, As the mixing amount of EOS aggregate increased, the slump and flow increased but the air content decreased.

In this paper, the mechanical properties of hardened concrete were evaluated by using electric arc furnace oxidizing slag(EOS) aggregate. Water-Cement(W/C) ratio was selected as 0.45 and 0.30, and the mixing amount of EOS aggregate as 0%, 50%, 100%. Experiments were carried out to compare the unit volume weights by concrete mixing, and the compressive strength test was carried out at 28 days of age. The unit volume weight and compressive strength of the EOS aggregate increased as the amount of the mixture increased. It also shows the difference according to the W/C ratio.

This research presents the results of the strength and drying shrinkage properties to study the effect of ground granulated blast furnace slag(GGBFS), fly ash(FA) and calcium sulfoaluminate(CSA) for activated ternary blended slag cement. The activated ternary blended cement(ATBC) mortar were prepared having a constant water-cementitious materials ratios of 0.4. The GGBFS contents ratios of 100%, 80%, 70% and 60%, FA replacement ratios of 10%, 20%, 30% and 40%, CSA ratios of 0%, 10%, 20% and 30% were designed. The superplasticizer of polycarboxylate type were used. The activator was used of 10% sodium hydroxide(NaOH) + 10% sodium silicate(Na2SiO3) by weight of binder. Test were conducted for mini slump, setting time, V-funnel, water absorption, compressive strength and drying shrinkage. According to the experimental results, the contents of superplasticizer, V-funnel and compressive strength increases with an increase in CSA contents for all mixtures. Moreover, the setting time, water absorption ratios and drying shrinkage ratio decrease with and increase in CSA. One of the major reason for the increase of strength and decrease of drying shrinkage is the accelerated reactivity of GGBFS with alkali activator and CSA. The CSA contents is the main parameter to explain the strength development and decreased drying shrinkage in the ATBC.

시멘트 산업에서는 폐자원의 재활용과 비용절감 및 생산 효율성을 증가시키기 위하여 고로슬래그, 석탄재, 폐수처리오니, 폐타이어, 폐합성수지 등 다양한 폐기물이 보조연료 및 대체원료로 사용되고 있다. 그러나 이로 인하여 시멘트 제품의 유해성, 주변 환경 영향 등에 대한 논란을 유발하고 있다. 이에 따라 시멘트 제품의 품질의 안전성과 환경 유해성에 대한 사회적 논란을 해소하기 위해서 시멘트 중 육가크롬을 20 mg/kg으로 관리 중이며, 육가크롬을 포함하여 6개 중금속(Cr6+, As, Cu, Cd, Pb, Hg)에 대하여 매월 모니터링 중이다. 모니터링에 분석되는 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트를 대상으로 함에 따라 다른 종류의 시멘트에 대한 중금속 함유량을 파악할 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 고로슬래그를 이용한 고로슬래그 시멘트에 대한 중금속 함유특성을 파악하고자 하였다. 그 결과 고로슬래그 시멘트의 경우 대부분 고로슬래그와 보통 포틀랜드 시멘트가 50 % : 50 %로 혼합하여 생산되고 있었으며, 고로슬래그가 혼합됨에 따라 중금속 함유량이 낮아지는 것을 파악하였다. 또한, 공사현장에서 초기 강도가 낮은 단점이 있으나 자원 재활용 및 유해물질 안전관리 측면에서 볼 때 고로슬래그 시멘트의 사용은 부가가치 및 환경성이 높다고 평가된다.

본 연구는 규산나트륨(Na2SiO3)으로 활성화된 고유동 대량치환슬래그 시멘트의 기초특성에 관한 연구이다. 고로슬래그 미분말 (GGBFS)은 보통포틀랜드 시멘트(OPC)의 40%에서 80%까지 질량치환하고 칼슘설포알루미네이트(CSA)는 2.5%와 5.0% 치환하였다. 규산나 트륨(Na2SiO3)은 전체 결합재(OPC+GGBFS+CSA) 질량의 2%와 4% 추가하였다. 모든 배합의 물-결합재 비(w/b)는 0.35이다. 본 연구에서는 미니슬럼프, V-funnel, 응결시간, 압축강도와 건조수축을 측정하였다. 실험결과 유동화제 양, V-funnel, 응결시간과 건조수축은 CSA와 Na2SiO3가 증가함에 따라 감소하였다. 그러나 압축강도는 CSA와 Na2SiO3가 증가함에 따라 증가하였다. 이러한 원인 중 하나는 CSA와 Na2SiO3가 GGBFS의 활성화를 촉진하였기 때문이다. 최고의 성능을 나타낸 배합은 CSA 5.0% + Na2SiO3 4%를 혼합한 시험체이다.

The study investigated the fluidity and compressive strength properties of cement paste containing Ferro-Nickel slag powder by different curing conditions to estimate the applicability of Ferro-Nickel slag powder for cement replacement materials.

Recently, a method of using blast furnace slag to reduce the amount of cement which generates a large amount of carbon dioxide during the manufacturing process has been studied. Blast furnace slag is a latent hydraulic property material and requires the use of alkali activator. However, alkali activator is expensive and have problems in use. Therefore, in this study, an alkali aqueous solution was used instead of an alkali activator. The alkaline aqueous solution used in this study was obtained by electrolysis of pure water and has strong alkalinity of pH12. As a result, we found that the use of alkali aqueous solution is effective in improving the reactivity of blast furnace slag.

In the study, we review the resistance to freezing of alkali-activated slag-red mud cement according to the red mud content. The purpose of the paper is improved durability and application for alkali-activated slag-red mud cement.

Even though high performance concrete was developed according to becoming bigger and higher of reinforced concrete building, the rheological evaluation is not enough to use as input data to accomplish the numerical analysis of construction design. Consistency curves were measured by the viscometer as hydration reaction time passed. There are a sudden change of viscosity and yield stress around initial setting in case of low W/B. The increase of workability by the change of free water in cement paste was offset by the coating effect of impermeable layer in case of W/B 40%.