PURPOSES: In this study, alkali-activated blast-furnace slag (AABFS) was investigated to determine its capacity to absorb carbon dioxide and to demonstrate the feasibility of its use as an alternative to ordinary Portland cement (OPC). In addition, this study was performed to evaluate the influence of the alkali-activator concentration on the absorption capacity and physicochemical characteristics.
METHODS: To determine the characteristics of the AABFS as a function of the activator concentration, blast-furnace slag was activated by using calcium hydroxide at mass ratios ranging from 6 to 24%. The AABFS pastes were used to evaluate the carbon dioxide absorption capacity and rate, while the OPC paste was tested under the same conditions for comparison. The changes in the surface morphology and chemical composition before and after the carbon dioxide absorption were analyzed by using SEM and XRF.
RESULTS: At an activator concentration of 24%, the AABFS absorbed approximately 42g of carbon dioxide per mass of paste. Meanwhile, the amount of carbon dioxide absorbed onto the OPC was minimal at the same activator concentration, indicating that the AABFS actively absorbed carbon dioxide as a result of the carbonation reaction on its surface. However, the carbon dioxide absorption capacity and rate decreased as the activator concentration increased, because a high concentration of the activator promoted a hydration reaction and formed a dense internal structure, which was confirmed by SEM analysis. The results of the XRF analyses showed that the CaO ratio increased after the carbon dioxide absorption.
CONCLUSIONS : The experimental results confirmed that the AABFS was capable of absorbing large amounts of carbon dioxide, suggesting that it can be used as a dry absorbent for carbon capture and sequestration and as a feasible alternative to OPC. In the formation of AABFS, the activator concentration affected the hydration reaction and changed the surface and internal structure, resulting in changes to the carbon dioxide absorption capacity and rate. Accordingly, the activator ratio should be carefully selected to enhance not only the carbon capture capacity but also the physicochemical characteristics of the geopolymer.
용도의 다양화로 수요가 증가하고 있는 검정콩의 우량 품종육성을 위한 유전자원으로 활용코자 수집 선발한 재래검정콩 28계통의 종실크기에 따른 형태, 수분흡수성 및 알칼리 붕괴도의 특성을 조사하였던 바 그 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 종실의 크기별 수분흡수는 5, 20℃ 의 낮은 온도에서는 소립종에서 낮았고 40, 60℃ 의 높은 온도에서는 소립, 중립, 대립종간 차이가 없었다. 2. 검정콩의 수분흡수는 종실 크기에 따른 차이는 없었으며, 침지온도 20℃ 이하에서는 10시간 이후에, 40℃ 에서는 10시간, 60℃ 에서는 4시간 정도에서 평형상태에 도달하였다. 3. 100립중은 종실의 길이, 폭, 두께와는 각각 고도의 유의한 정의 상관을 나타내었으며, 그 중 종실폭과 상관이 가장 높았다. 4. 알칼리 붕괴도는 입중이 무거울수록 높았으며, 100립중, 종실길이, 종실폭, 종실두께, 종실배꼽 길이와는 각각 고도의 유의한 정의 상관을 나타내었다. 5. 알칼리 붕괴도는 녹색 자염계통이 황색 자엽계통보다 높았다.
쌀알의 알칼리붕괴도와 호화온도 및 수분흡수율간의 관계를 밝히기 위하여 50품종의 쌀을 이용하여 4농도의 알칼리용액에서 쌀알의 붕괴반응을 조사하였으며 알칼리붕괴반응에 근거하여 선발한 24품종에 대하여는 알칼리용액에서의 침지시간에 따른 쌀알의 붕괴정도, 가열온도 및 시간에 따른 쌀알의 완전호화율 그리고 21℃ 및 77℃ 의 물에 쌀을 침지했을 때의 흡수율 등을 조사하였다. 1. 자포니카형 및 통일형품종들의 알칼리붕괴도의 차이는 KOH 1.2%농도에서 가장 확실히 나타났지만 각 품종의 알칼리붕괴반응을 정확히 알기위해서는 KOH 1.2% 및 1.4%에서 쌀알의 붕괴도를 검정하는 것이 좋았다. 2. 4개수준의 알칼리농도에서 조사한 붕괴도에 근거하여 공시품종을 3품종군으로 나눌 수 있었는데 알칼리용액에 쌀알을 침지한 후 경과시간에 따른 붕괴반응에도 품종간 차이가 있었다. 3. 알칼리 붕괴반응이 크게 다른 품종군간에는 가열온도 및 시간에 따른 호화립비율의 차이가 분명하여 알칼리붕괴도가 낮은 품종의 쌀이 높은 쌀에 비하여 완전호화에 필요한 온도가 높았고 호화소요시간도 길었으나 동일한 품종군내에서도 품종간 차이가 있었다. 4. 알칼리붕괴도가 아주 낮았던 품종군의 쌀은 알칼리붕괴도가 중간 또는 높은 품종군에 비하여 상온(21℃ ) 및 가열(77℃ )흡수율이 아주 낮았고 알칼리붕괴도가 중간인 품종군은 높은 품종군에 비하여 상온에서의 초기 수분흡수속도가 느렸다.