알칼리 활성 고로슬래그 미분말 모르터의 알칼리-실리카 반응에 관한 실험적 연구

김영수,문동일,이동운 한국건축시공학회 2011 한국건축시공학회지 Vol.11 No.4

The purpose of this study was to investigate the expansion of alkali-activated mortar based on ground granulated blast furnace slag containing reactive aggregate due to alkali-silica reaction. In addition, this study was particularly concerned with the behavior of these alkaline materials in the presence of reactive aggregates. The experimental program included expansion measurement of the mortar bar specimens, as well as the determination of the morphology and composition of the alkali-silica reaction products by using scanning electron microscopy(SEM), and energy dispersive x-ray(EDX). The experiment showed that while alkali-activated ground granulated blast furnace slag mortars showed expansion due to the alkali-silica reaction, the expansion was 0.1% at Curing Day 14, showing that it is safe. After the accelerated test, SEM and BEM analysis showed the presence of alkali-silica gel and rim around the aggregate and cement paste. According to the EDX, the reaction products decreased markedly as alkali-activated ground granulated blast furnace slag was used. In addition, for the substitutive materials of mineral admixture, a further study on improving the quality of alkali-activated ground granulated blast furnace slag is needed to assure of the durability properties of concrete. 연구의 목적은 반응성 골재를 함유한 알칼리 활성화 고로슬래그 미분말의 알칼리-골재반응으로 인한 팽창을 조사하기 위한 것이다. 또한 이 연구는 현재 존재하고 있는 반응성 골재와 알칼리 재료들의 거동과 관련하여 특별히 관여되어 지고 있다. 실험 방법은 EDS, SEM을 통하여 알칼리-실리카 반응 생성물의 구성이나 미세구조를 관찰하였으며알칼리-실리카 반응에 의한 모르터 바의 팽창정도를 측정하였다. 실험 결과에 따르면 알칼리-활성화된 모르터는 알칼리실리카 반응 때문에 팽창이 되었지만 14일 재령에서 0.1%의 팽창률을 나타내어 알칼리-실리카반응에 대하여 안전한것으로 나타났다. 그리고 촉진 실험 후 SEM과 BEM분석한결과 골재 주변과 시멘트 페이스트에 알칼리-실리카 겔 및띠 모양의 생성물이 나타난 것을 볼 수 있었다. EDX에 따르면 반응생성물이 알칼리 활성화 고로슬래그를 사용하였을경우 현격히 감소한 것을 볼 수 있다. 추가적으로 광물학적혼화재료의 대체 재료로써 콘크리트 내구성의 특성을 보증하기 위하여 알칼리 활성화 고로슬래그의 품질을 향상시키는 연구가 필요하다.

알칼리장석-일라이트가 육용오리의 생산성 및 육질에 미치는 영향

국길,김정은,정진형,김재필,선상수,김광현,정완태,정광화,안종남,이병석,정일병,양철주,양재은,Kook K.,Kim J. E.,Jeong J. H.,Kim J. P.,Sun S. S.,Kim K. H.,Jeong Y. T.,Jeong K. H.,Ahn J. N.,Lee B. S.,Jeong I. B.,Yang C. J.,Yang J. E. 한국가금학회 2005 韓國家禽學會誌 Vol.32 No.4

본 연구는 3주령의 육용오린 사료에 알칼리장석-일라이트를 0, 0+ 항생제, 0.5, 1.0 및 $1.5\%$ 첨가한 5처리구에 3반복으로 각각 12수씩 배치하여 43일간 급여하여 생산성 및 육질에 미치는 영향을 알아보고자 실행하였다. 육성오리의 일당 증체량은 알칼리장석-일라이트 1.0와 $1.5\%$ 첨가구에서 약간 증가하였다(p>0.05). 사료섭취 량은 알칼리장석-일라이트 첨가구에서 증가하는 경향이었다(p>0.05). 혈중 글루코스 농도는 알칼리장석-일라이트 $0.5\%$ 처리구에서 약간 감소한 반면에(p>0.05) 혈중 요소태 질소 함량은 알칼리장석-일라이트 $0.5\%$ 첨가구에서 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 콜레스테롤 함량은 알칼리장석-일라이트 $0.5\%$ 첨가구에서 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 도체중과 도체율은 알칼리장석-일라이트 첨가수준에 따라 증가하는 경향이었다(p>0.05). 알칼리 장석-일라이트 급여에 의한 육용오리 가슴육의 조지방 함량은 알칼리장석-일라이트 $1.5\%$ 첨가구에서는 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 육색의 명도와 황색도는 알칼리장석-일라이트에서 높게 나타났으며(p>0.05), 콜레스테롤 함량은 알칼리장석-일라이트 첨가구에서 감소하였다(p>0.05). 지방산 패도는 알칼리장석-일라이트 첨가구에서 약간 감소하였다(p>0.05). 알칼리장석-일라이트 첨가에 의한 포화지방산 비율이 약간감소하는 경향인 반면에 불포화지방산 비율이 약간 증가하는 경향을 나타내었으나 유의적인 차이는 없었다(p>0.05). 알칼리장석-일라이트 첨가에 의한 육성오리 간의 중금속 함량은 납 축적량이 비교적 높게 나타났다(p>0.05). 관능 평가(appearance)에서 알칼리장석-일라이트 1.0와 $1.5\%$ 첨가구에서 외관의 유의적인 개선 효과를 나타내었다 (p<0.05). 이상의 결과를 종합해 볼 때 육성오리에 대한 알칼리장석-일라이트 급여는 증체량의 개선효과와 더불어 가슴육의 조지방 함량의 감소 그리고 관능평가에서 외관의 개선 효과가 있음을 알 수 있었다. This experiment was conducted to investigate the effect of the supplemental alkali feldspar-ilite(feldspar) on growth performance and meat quality in broiler ducks for 43 days. One hundred eighty broiler ducks were divided into 5 groups of 12ducks. Dietary levels of feldspar 0, 0+antibiotics, 0.5, 1.0 and $1.5\%$ were added to experimental diets of each of the groups. Daily weight gain was slightly increased in 1.0 and $1.5\%$ feldspar treatments. Feed intake was slightly increased at all feldspar treatments. Glucose concentration of serum profile was decreased whereas BUN concentration was significantly increased (p<0.05) at $0.5\%$ feldspar. Cholesterol concentration was decreased at all feldspar treatments, this difference was especially observed in supplemental levels of $0.5\%$ feldspar(p<0.05). Carcass weight was increased at all feldspar treatments. Moisture and crude fat contents of proximate chemical composition in duck meat were decreased at all feldspar treatment, this difference especially was observed in supplemental levels of $1.5\%$ feldspar(p<0.05) on crude fat content. Lightness and yellowness was increased at all feldspar treatment. Cholesterol contents and TBA in meat were decreased, but this parameters were not difference by feldspar treatment. The composition of saturated fatty acids(SFA) was decreased, whereas unsaturated fatty acids(USFA) was slightly increased by feldspar treatment. The Pb content of heavy metal concentrations was increased with compared control, but not difference. The appearance of sensory evaluation was improved by supplemental feldspar, especially in supplemental feldspar, 1.0 and $1.5\%$(p<0.05). The results of this study indicate that the supplemental alkali feldspar may improve the production and meat quality of broiler ducks.

G-09 : 산 침지법을 이용한 폐콘크리트 순환골재의 알칼리 용출특성 저감

신택수,윤철,정선기,연익준,김광렬 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2013 No.-

국내 건설폐기물 발생량과 이의 처리비용은 매년 증가 추세에 있다. 건설폐기물중 60%를 차지하는 폐콘크리트는 파쇄, 선별 등 중간처리를 거쳐 순환골재로 생산, 재활용되나, 순환골재의 60% 이상이 성·복토용으로 단순 재활용되고 있어, 다양한 고부가가치로의 재활용 방안 연구가 요구된다. 현재까지 순환골재의 물리·구조적 특성을 활용하는 방안으로 도로기층용이나 콘크리트용 골재로 재활용 하는 방안이 연구되고 고품질 순환골재 제조 방법으로 가열방법, 코팅방법, 산처리방법 등이 시도되었다. 또 순환골재의 화학적 특성을 이용하는 방법으로 산성수 중화 및 중금속 흡착에 관한 연구도 보고되었다. 그러나, 순환골재는 사용 용도나 환경에 따라 알칼리 용출 등 환경에 악영향을 줄 수 있기 때문에, 재활용 기술개발에 선행하여 순환골재의 화학적 특성이 환경에 미치는 영향을 규명하고, 이에 따른 품질기준 마련과 영향 저감을 위한 기술개발이 시급한 실정이다. 본 연구는 페콘크리트 순환골재를 대상으로 알칼리 용출특성과 산성중화능력 등 순환골재의 화학적 특성을 규명하고 환경에 미치는 영향 정도를 예측하며, 여러 가지 산으로 침지법을 이용하여 이의 저감방안을 모색함으로써, 순환골재의 고부가가치 재활용을 위한 기술 개발과 사용 용도에 맞는 품질 기준 설정을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 폐콘크리트 순환골재는 D사에서 25 mm 이하로 도로보조기층용 순환골재 기준에 맞게 생산한 것을 입도별로 세분하여 실험하였고, 천연골재와 비교하였다. 순환골재의 알칼리 용츨 특성 조사를 위해, 순환골재 구성 화학성분을 XRF로 분석하였고, 물과 접촉하여 발생하는 수산화기 농도를 측정하였다. 또한 적정법으로 알칼리도를 측정하였으며, 순환골재에서 용출되는 알칼리 성분을 산을 연속적으로 투입하여 중화하면서 소비된 산의 양으로 산 중화능력을 직접 측정하였다. 순환골재의 중금속 용출특성은 폐기물공정시험방법(KLT)과 EPA의 폐기물 용출시험방법(TCLP)에 따라 비교 실험하였다. 이를 바탕으로 순환골재의 알칼리 용출특성 저감을 위해 순환골재 크기별로 황산, 질산, 아세트산 등 여러 가지 산용액에 산의 농도(0.2 N, 2 N)와 접촉 시간(12 hr, 48 hr)을 달리하면서 침지 처리하여 순환골재에 포함되어 있는 알칼리 성분을 중화함으로써 알칼리용출량 저감 효과를 분석하였다. 연구결과 순환골재 구성성분중 알칼리 용출 특성과 관련이 큰 CaO 성분은 순환골재 크기가 작을수록 함량이 높았으며, 대체로 25.3 ~ 50.4% 범위였다. 순환골재를 증류수와 접촉시키면 pH가 빠르게 상승하며, 순환골재에서 용출되는 알칼리도 유발물질은 대부분 수산화물(OH-)에서 기인하였다. 순환골재의 산성중화능력은 연속식 반응기에서 누적 발생 총알칼리도를 측정하는 방법에 비해 회분식 반응기에서 알칼리도를 중화하는데 소요되는 산의 양을 측정하는 방법이 순환골재에서 용출되는 알칼리 양이 더 높게 평가되었으며, 단위 질량(g)당 발생하는 알칼리도는 최대 90.83 mg 정도였다. 중금속 용출은 TCLP법이 더 높은 용출농도를 나타내었고, 입경이 작을수록 용출 농도가 대체로 높았으나 유해폐기물 기준에는 미치지 못하였다. 순환골재의 알칼리 용출특성 저감을 위해 2 N의 황산 혹은 질산에서 12시간 이상 전처리한 경우, 알칼리 용출량을 61.3 ~ 82.3%까지 저감시킬 수 있었다.

하수슬러지 전처리 기법별 감량화 및 가용화 특성 평가

김홍석 ( Hong-suck Kim ),김병군 ( Byung-goon Kim ),서인석 ( In-seok Seo ),김연권 ( Youn-kwon Kim ) 한국환경기술학회 2008 한국환경기술학회지 Vol.9 No.3

전처리 기법별 감량화 및 가용화 특성을 평가하기 위해 마이크로파, 오존, 열, 알칼리, 초음파, 알칼리-초음파 및 알칼리-오존 전처리 기법이 연구되었다. 단독처리기법 중에 알칼리와 오존이 가장 높은 감량화율 및 가용화율을 보여주었고 감량화율 면에서 볼 때 알칼리 전처리 기법이 오존 전처리 기법보다 조금 더 높았다. 또한, 복합처리기법 중에서는 알칼리-오존 전처리 기법이 가장 좋은 감량화율 및 가용화율을 보여주었다. NaOH 30 meq/L와 0.32 g O₃/gSS에서의 감량화율과 가용화율이 회분식 실험에서 각각 39.8%와 41.6%를 나타냈으며 계속되는 실험에서 감량화율 및 가용화율은 알칼리-오존 처리법에 의한 회분식 실험에서 보다 10% 낮았다. 또한 알칼리-오존 복합처리(오존과 알칼리가 하나의 반응조에서 전처리됨)기법과 알칼리-오존(알칼리 처리후에 오존이 사용됨)전처리법은 조금 더 높은 가용화율을 보여주었다. 고도처리공정의 외부탄소원으로의 이용과 운영관리 측면에서도 알칼리-오존 복합처리(오존과 알칼리가 하나의 반응조에서 전처리됨)기법이 더 나을 것으로 사료된다. In order to evaluate the pre-treatment techniques for reduction and solubility, microwave, ozone, heat, alkali, ultrasonic, alkali-ultrasonic and alkali-ozone pre-treatment were investigated. Among the independent use of pre-treatment, alkali and ozone showed the highest reduction rate and solubility. In reduction rate, alkali pre-treatment was little higher than ozone pre-treatment. However, in solubility, ozone pre-treatment was little higher than alkali pre-treatment. Also, among the incorporative use of pre-treatment, alkali-ozone pre-treatment was the best pre-treatment for reduction and solubility. At 30 meq/L of NaOH and 0.32 gO₃/gSS, the reduction rate and solubility was 39.8%(VSS) and 41.6% respectively in batch test. In continuous test, the reduction and solubility was 10% lower than in batch test by alkali-ozone treatment. Moreover, incorporative use of alkali-ozone (ozone and alkali is pre-treated in one reactor) pre-treatment and alkali-ozone (after alkali treatment, ozone is used) pre- treatment showed the almost same reduction rate. However alkali-ozone (after alkali treatment, ozone is used) pre-treatment showed somewhat higher solubility. For the use of external carbon source of advanced wastewater treatment process and operation & management, incorporative use of alkali-ozone (ozone and alkali is pre-treated in one reactor) pre-treatment is thought to be better.

산 침지법을 이용한 폐콘크리트 순환골재의 알칼리 용출특성 저감

신택수,윤철,김광렬,정선기,연익준 한국폐기물자원순환학회 2013 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2013 No.2

국내 건설폐기물 발생량과 이의 처리비용은 매년 증가 추세에 있다. 건설폐기물중 60%를 차지하는 폐콘크리트는 파쇄, 선별 등 중간처리를 거쳐 순환골재로 생산, 재활용되나, 순환골재의 60% 이상이 성・복토용으로 단순 재활용되고 있어, 다양한 고부가가치로의 재활용 방안 연구가 요구된다. 현재까지 순환골재의 물리・구조적 특성을 활용하는 방안으로 도로기층용이나 콘크리트용 골재로 재활용 하는 방안이 연구되고 고품질 순환골재 제조 방법으로 가열방법, 코팅방법, 산처리방법 등이 시도되었다. 또 순환골재의 화학적 특성을 이용하는 방법으로 산성수 중화 및 중금속 흡착에 관한 연구도 보고되었다. 그러나, 순환골재는 사용 용도나 환경에 따라 알칼리 용출 등 환경에 악영향을 줄 수 있기 때문에, 재활용 기술개발에 선행하여 순환골재의 화학적 특성이 환경에 미치는 영향을 규명하고, 이에 따른 품질기준 마련과 영향 저감을 위한 기술개발이 시급한 실정이다. 본 연구는 페콘크리트 순환골재를 대상으로 알칼리 용출특성과 산성중화능력 등 순환골재의 화학적 특성을 규명하고 환경에 미치는 영향 정도를 예측하며, 여러 가지 산으로 침지법을 이용하여 이의 저감방안을 모색함으로써, 순환골재의 고부가가치 재활용을 위한 기술 개발과 사용 용도에 맞는 품질 기준 설정을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 폐콘크리트 순환골재는 D사에서 25 mm 이하로 도로보조기층용 순환골재 기준에 맞게 생산한 것을 입도별로 세분하여 실험하였고, 천연골재와 비교하였다. 순환골재의 알칼리 용츨 특성 조사를 위해, 순환골재 구성 화학성분을 XRF로 분석하였고, 물과 접촉하여 발생하는 수산화기 농도를 측정하였다. 또한 적정법으로 알칼리도를 측정하였으며, 순환골재에서 용출되는 알칼리 성분을 산을 연속적으로 투입하여 중화하면서 소비된 산의 양으로 산 중화능력을 직접 측정하였다. 순환골재의 중금속 용출특성은 폐기물공정시험방법(KLT)과 EPA의 폐기물 용출시험방법(TCLP)에 따라 비교 실험하였다. 이를 바탕으로 순환골재의 알칼리 용출특성 저감을 위해 순환골재 크기별로 황산, 질산, 아세트산 등 여러 가지 산용액에 산의 농도(0.2 N, 2 N)와 접촉시간(12 hr, 48 hr)을 달리하면서 침지 처리하여 순환골재에 포함되어 있는 알칼리 성분을 중화함으로써 알칼리용출량 저감 효과를 분석하였다. 연구결과 순환골재 구성성분중 알칼리 용출 특성과 관련이 큰 CaO 성분은 순환골재 크기가 작을수록 함량이 높았으며, 대체로 25.3 ~ 50.4% 범위였다. 순환골재를 증류수와 접촉시키면 pH가 빠르게 상승하며, 순환골재에서 용출되는 알칼리도 유발물질은 대부분 수산화물(OH-)에서 기인하였다. 순환골재의 산성중화능력은 연속식 반응기에서 누적 발생 총알칼리도를 측정하는 방법에 비해 회분식 반응기에서 알칼리도를 중화하는데 소요되는 산의 양을 측정하는 방법이 순환골재에서 용출되는 알칼리 양이 더 높게 평가되었으며, 단위 질량(g)당 발생하는 알칼리도는 최대 90.83 mg 정도였다. 중금속 용출은 TCLP법이 더 높은 용출농도를 나타내었고, 입경이 작을수록 용출 농도가 대체로 높았으나 유해폐기물 기준에는 미치지 못하였다. 순환골재의 알칼리 용출특성 저감을 위해 2 N의 황산 혹은 질산에서 12시간 이상 전처리한 경우, 알칼리 용출량을 61.3 ~ 82.3%까지 저감시킬 수 있었다.

고로슬래그 미분말과 순환잔골재를 사용한 알칼리활성 슬래그 콘크리트 벽돌의 성능평가

하재훈,하기주,이동렬 대한건축학회지회연합회 2017 대한건축학회연합논문집 Vol.19 No.3

본 연구에서는 고로 슬래그, 재생 미세 골재 및 알칼리성 활성제 (물유리, 수산화 나트륨)를 사용하여 알칼리 활성화 슬래그 콘크리트 벽돌을 개발하였다. 본 연구의 목적은 압축 시험 및 흡수 시험을 수행하여 알칼리 활성화 슬래그 콘크리트 벽돌의 성능을 평가하는데 있으며, 결과는 다음과 같다. 알칼리 활성화 슬래그 콘크리트 벽돌의 압축강도와 흡수율을 측정한 결과, 모든 값은 일반 벽돌보다 높았다. 알칼리 활성화 슬래그 콘크리트 벽돌의 b종 벽돌은 압축강도를 감소시키고 재생된 미세 응집체에서 분말의 영향으로 흡수를 증가시키는 것으로 나타났으며, 스틸섬유와 혼합된 알칼리 활성화 슬래그 콘크리트 벽돌의 성능 향상을 확인하였다. 시멘트를 사용하지 않고 콘크리트 벽돌의 품질 기준을 뛰어 넘는 면에서 건축 자재 시장에서 기술력과 시장성이 보장 될 것으로 사료된다. In this study, it was developed alkali-activated slag concrete bricks using blast furnace slag, recycled fine aggregate and alkali activator(water glass, sodium hydroxides). the purpose of this study is to evaluate the performance of alkali-activated slag concrete bricks by performing compression tests and water absorption tests. The results are as follows. As a result of measurement of compression strength and absorption of alkali-activated slag concrete bricks, all the values were above the values of general bricks on the market. The class b bricks of alkali activated slag concrete brick is judged to have been shown to decrease compressive strength and increase absorption by the influence of powder in recycled fine aggregate. and we confirmed the improvement of performance of alkali activated slag concrete brick mixed with steel fiber. It is thought that in the aspect that it does not use cement and is above the quality standard of concrete bricks, its technocism and marketability will be guaranteed in the construction materials market.

메타카오린의 포조란 효과에 의한 콘크리트 내 알칼리-실리카 반응 억제 효과

이효민,전쌍순,황진연,진치섭,윤지해,옥수석 한국광물학회 2004 광물과 암석 (J.Miner.Soc.Korea) Vol.17 No.3

알카리-실리카반응은 시멘트 내의 알칼리와 화학적으로 불안정한 반응성 골재와의 화학반응으로서, 그 결과 콘크리트의 팽창과 균열을 발생하는 작용이다. 본 연구에서는 우수한 포조란반응 특성을 나타내는 새로운 광물혼화재로 부각되고 있는 메타카오린의 알칼리-실리카반응 억제 효과에 대하여 연구하였다. 다양한 치환율로 메타카오린을 혼합한 모르타르 공시체를 제작하여, 알칼리-실리카 반응성 시험(ASTM C 1260), 압축강도 시험 및 유동성 시험을 실시하고, 시멘트 수화물에서의 구성성분 변화에 대한 XRD 정량분석을 실시하였다. 그 결과, 메타카오린의 혼합은 시멘트 페이스트내의 가용 포트랜다이트의 함량을 급속히 감소시키는 빠른 포조란반응 및 수화반응 특성을 나타내어, 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창을 억제하고 우수한 압축강도를 발현하는 것으로 나타났다. 시멘트에 메타카오린의 혼합에 의한 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창억제는 치환율 15% 이상, 즉 시멘트 페이스 내의 가용 포트랜다이트 함량이 약 10% 이하가 될 경우 효과적이다. 메타카오린의 혼합에 의한 알칼리-실리카 반응에 의한 팽창 억제는 유해성이 높은 알칼리-칼슘-실리카 겔의 형성이 억제된 결과와 포조란 효과에 의한 치밀하고 균질한 시멘트 페이스트 형성으로 인한 알칼리 용액의 침투가 억제된 결과에 의한 것으로 생각된다. 15% 이상의 메타카오린의 혼합은 보통의 모르타르보다 높은 초기강도를 발현하였으며, 후기강도는 전 치환율 범위에서 보통의 모르타르 이상의 아주 우수한 강도를 나타내었다. 강도발현 특징은 메타카오린에 의한 빠른 포조란반응 및 수화특성을 반영하고 있다. Alkali-silica reaction (ASR) is a chemical reaction between alkalies in cement and chemically unstable aggregates and causes expansion and cracking of concrete. In the present study, we studied the effects of metakaolin, which is a newly introduced mineral admixture showing excellent pozzolainc reaction property, on the inhibition of ASR. We prepared mortar-bars of various replacement ratios of metakaolin and conducted alkali-silica reactivity test (ASTM C 1260), compressive strength test and flow test. We also carefully anal zed the mineralogical changes in hydrate cement paste by XRD qualitative analysis. The admixing of metakaolin caused quick pozzolanic reaction and hydration reaction that resulted in a rapid decrease in portlandite content of hydrated cement paste. The expansion by ASR was reduced effectively as metakaolin replaced cement greater than 15%. This resulted in that the amounts of available portlandite decreased to less than 10% in cement paste. It is considered that the inhibition of ASR expansion by admixing of metakaolin was resulted by the combined processes that the formation of deleterious alkali-calcium-silicate gel was inhibited and the penetration of alkali solution into concrete was retarded due to the formation of denser, more homogeneous cement paste caused by pozzolanic effect. Higher early strength (7 days) than normal concrete was developed when the replacement ratios of metakaolin were greater than 15%. And also, late strength (28 days) was far higher than normal concrete for the all the replacement ratios of metakaolin. The development patterns of mechanical strength for metakaolin admixed concretes reflect the rapid pozzolanic reaction and hydration properties of metakaolin.

탄산수의 알칼리도 및 총 탄소 측정방법 비교 연구

조민기,채기탁,고동찬,유용재,최병영,Jo, Min-Ki,Chae, Gi-Tak,Koh, Dong-Chan,Yu, Yong-Jae,Choi, Byoung-Young 한국지하수토양환경학회 2009 지하수토양환경 Vol.14 No.3

탄산수를 대상으로 알칼리도 및 총 탄소 측정 방법의 타당성을 평가하기 위하여 산중화 적정법, 역적정법, 침전법, NDIR-TC 측정법 등 다양한 측정방법을 적용하였다. 인공적으로 제조한 탄산수(ACW(Artificial $CO_2$-rich Water): pH = 6.3, alkalinity = 68.8 meq/L, $HCO_3^-$ = 2,235 mg/L)의 알칼리도 및 총 탄소를 측정한 결과, 탄산수 제조와 동시에 측정된 시료에서는 상기한 모든 측정방법에서 비교적 정확한 측정값을 얻어내었다. 이때 퍼센트 오차는 0~12% 수준이었으며, 반복측정 분산분석(repeated measure ANOVA)의 사후 분석 결과 각 측정 방법간 차이는 95% 신뢰수준에서 없는 것으로 판정되었다. 또한 이때 정밀도(분산계수)도 4% 이내로 재현성이 높은 측정 방법이라고 할 수 있다. 탄산수와 같이 $CO_2$가 탈기(脫氣: degassing)되는 경우 각 측정 방법의 정도관리를 위하여 24시간, 48시간 동안 $CO_2$를 탈기시킨 후 각 측정 방법을 적용하였다. 그 결과 산중화 적정법과 NDIR-TC 방법으로 측정된 알칼리도는 $CO_2$의 탈기에 상관없이 일정한 값을 유지하고 있었다. 이는 알칼리도의 보존성에 기인한 결과로 해석된다. 반면, 역적정법과 침전법으로부터 구한 알칼리도는 증가하는 것으로 나타났다. 한편 총 탄소 함량은 꾸준히 감소하여 48시간후에는 최대 약 50%의 $CO_2$가 탈기된 것으로 평가되었다. 역적정법과 침전법으로부터 구한 알칼리도가 높아진 이유는 총 탄소 함량이 다른 방법에 비하여 높게 측정되었고, $CO_2$ 탈기를 모델링 한 결과, 측정된 총 탄소 함량에 평형인 pH보다 측정된 pH가 높기 때문이다. 이는 ACW에 잔류한 $CO_2$ 기포의 영향으로 생각된다. $CO_2$ 탈기에 의해 발생한 $CO_2$ 기포는 pH를 낮추지 못하고 알칼리도에 영향을 주지는 않기 때문에 산중화 적정법과 NDIR-TC 측정에서는 분석되지 않지만 역적정과 침전법을 적용하여 총 탄소를 분석할 경우에는 측정값에 포함된다. 따라서 탄산수에서 알칼리도 및 총 탄소의 측정과 해석을 정확하게 하기 위해서는 역적정법이나 침전법을 이용하여 측정한 결과를 비교 검토하는 것이 필요하다. 이 연구의 결과는 탄산수 연구나 $CO_2$ 지중저장에 관련된 연구에 활용될 수 있다. 특히 $CO_2$ 지중저장 연구에 응용될 경우 탈기되지 않는 $CO_2$ 기포의 함량을 반영할 수 있기 때문에 심부 지중의 pH를 보정하거나 $CO_2$의 지중 거동과 $CO_2$ 저장 용량 평가에 응용될 것으로 기대된다. 이 연구를 기반으로 고온 고압 환경에서 직접 총 탄소를 정확하고 편리하게 측정하기 위한 방법을 개발할 예정이다. Alkalinity and total carbon contents were measured by acid neutralizing titration (ANT), back titration (BT), gravitational weighing (GW), non-dispersive infrared-total carbon (NDIR-TC) methods for assessing precision and accuracy of alkalinity and total carbon concentration in $CO_2$-rich water. Artificial $CO_2$-rich water(ACW: pH 6.3, alkalinity 68.8 meq/L, $HCO_3^-$ 2,235 mg/L) was used for comparing the measurements. When alkalinity measured in 0 hr, percent errors of all measurement were 0~12% and coefficient of variation were less than 4%. As the result of post-hoc analysis after repeated measure analysis of variance (RM-AMOVA), the differences between the pair of methods were not significant (within confidence level of 95%), which indicates that the alkalinity measured by any method could be accurate and precise when it measured just in time of sampling. In addition, alkalinity measured by ANT and NDIR-TC were not change after 24 and 48 hours open to atmosphere, which can be explained by conservative nature of alkalinity although $CO_2$ degas from ACW. On the other hand, alkalinity measured by BT and GW increased after 24 and 48 hours open to atmosphere, which was caused by relatively high concentration of measured total carbon and increasing pH. The comparison between geochemical modeling of $CO_2$ degassing and observed data showed that pH of observed ACW was higher than calculated pH. This can be happen when degassed $CO_2$ does not come out from the solution and/or exist in solution as $CO_{2(g)}$ bubble. In that case, $CO_{2(g)}$ bubble doesn't affect the pH and alkalinity. Thus alkalinity measured by ANT and NDIR-TC could not detect the $CO_2$ bubble although measured alkalinity was similar to the calculated alkalinity. Moreover, total carbon measured by ANT and NDIR-TC could be underestimated. Consequently, it is necessary to compare the alkalinity and total carbon data from various kind of methods and interpret very carefully. This study provide technical information of measurement of dissolve $CO_2$ from $CO_2$-rich water which could be natural analogue of geologic sequestration of $CO_2$.

셀룰로오스계 섬유의 알칼리에 따른 염착거동 비교연구

박수인(SooIn Park) 한국색채학회 2014 한국색채학회 논문집 Vol.28 No.1

반응성염료를 사용한 셀룰로오스계 섬유의 염색방법은 이미 보편화 되어 널리 이용되고 있으나 친환경을 중시하는 최근의 녹색산업공정과 소비트렌드에는 적합하지 않은 실정이다. 이에 기존 셀룰로오스 염색 시 흡진에 사용되는 다량의 고상 알칼리제(Na2CO3, Sodium Carbonate)를 소량의 액상 알칼리제(NaOH, Sodium Hydroxide)로 교체 사용하여 제품생산에 적용가능성 여부를 연구 하였다. 연구는 선행연구와 더불어 본 연구를 단계적으로 실험하였다. 선행연구는 액상 알칼리제의 pH안정성과 흡진율을 25회 실험하여 연구수행의 성공가능성을 확인하였으며 본 연구인 1단계 연구에서는 알칼리제의 종류별 염착거동 및 염착 량을 분류 하였고 2단계로 고상의 알칼리제와 대응하는 액상 알칼리제의 적정 투입 방법과 시기, 최소사용량을 확인하였다. 3단계로 액상알칼리제를 활용한 각 염료별, 염료조합별, 사종, 조직별 pH 및 흡진율변화를 연구 하였으며 최종적으로 5가지 color의 현장재현성을 6회 시험한 결과 L<SUP>*</SUP> a<SUP>*</SUP> b<SUP>*</SUP>, dE<SUP>*</SUP>, cmc값이 큰 차이 없이 안정적인 수치를 보였으며 잔류 염액을 확인한 결과 수세력은 기존 방법보다 우수한 것으로 판명되었다. 실험결과를 토대로 가장 안정적으로 color를 구현 할 수 있는 알칼리제의 투입방법과 시기, 사용량을 각각의 염료특성에 대하여 적합한 결과를 알 수 있었다. Dyeing method with Cellulosic fabrics using reactive dyestuff does not allowed which is highly regards ECO friendly industrial process and consumer fashion trends even if has been already widely used for the general way. Therefore, I have to had carry out possibility for the useful NaOH liquid instead of Na₂CO₃ solid as a dye fixations for the cellulose fiber. The research was performed in phases with preceding research and main research program. I figured out possibility of success through out in advanced over the 25 times experiments on pH stability in sodium hydroxide and absorption rate. First step, classified dyeing absorption behavior and amount of dyeing absorption and then second step, checking for that optimized putting in the best way and time, minimum useful quantity correspond with sodium carbonate. Next step, Study on pH and changed absorption rate them respectively take dyestuff, dyestuff combination, yarn type and fabric structure into consideration. Finally, five color consistency test results are showing stabilized not much having differences L*a*b*, dE, cmc value. In addition to verified in highly superior wash off power rather than classically measurement with sodium carbonate. On the basis of experiments outcome it can be get apparently recognized for that appropriate consequences relevant to feasible color consistency for the handle with adding time and method, which adequately using amount of the each dyestuff characteristics.

북한 압동 니오븀-탄탈륨(Nb-Ta) 광산의 지질 및 광상

이재호(Jae-Ho Lee),(You-Dong Kim) 대한자원환경지질학회 2003 자원환경지질 Vol.36 No.6

알칼리 교대암내에 배태되는 압동 Nb-Ta 광상의 지질은 상부원생대의 퇴적암류와 이를 관입?분포하는 고생대 후기 에서 중생대 초기의 평강암군에 속하는 호암산 관입암체(알칼리 섬장암류), 쥬라기의 흑운모화강암 및 제4기의 현무 암으로 구성된다. 알칼리 섬장암류는 각섬석-휘석 섬장암, 각섬석-흑운모 섬장암, 흑운모-하석 섬장암, 흑운모 섬장암 및 석영-각섬석-휘석 섬장암 등을 포함한다. 후기 마그마 단계에서 수반되는 알칼리 교대작용에 의해 형성된 알칼리 교대암은 호암산 관입암체의 남쪽 가장자리를 따라 띠모양이나 불규칙한 맥상 및 렌즈상으로 Nb-Ta 광체를 이루고 있다. 산출되는 광석광물은 파이로크롤과 저어콘을 비롯하여 극소량의 콜럼바이트, 퍼규소나이트, 자철석, 형석, 휘수 연석, 티탄철석, 티타나이트, 인회석 및 모나자이트 등 이다. Nb, Ta, 희토류 및 방사성 원소(Th, U)를 함유하는 파이 로크롤은 (1) 부화된 Ta, U 및 Ce, (2) 낮은 함량의 Ta 및 F, (3) Th 또는 Ba의 부화 등으로 특징된다. 지화학적 특징과 광석의 구조 및 광물의 산출 특성으로 미루어 광화작용이 알칼리성 광화유체의 교대작용에 따른 것임을 알 수 있다. The geology of the Apdong Nb-Ta deposit, is hosted by alkali metasomatites, consist of Upper Proterozoic sedimentary rocks, alkali syenites(Hoamsan intrusive) of Phyonggang Complex(late Paleozoic to early Mesozoic), Jurassic granite and Quaternary basalt. Alkali syenites are distinguished as alkali amphibole-pyroxene syenite, alkali amphibole-biotite syenite, biotite-nepheline syenite, biotite syenite, and quartz-alkali amphibole-pyroxene syenite. Alkali metasomatites are the products of intense post-magmatic metasomatism, and form the Nb-Ta ore bodies as the belt, irregular vein and lenticular types in the southern part of Hoamsan intrusive. The ore mineralization is characterized by the occurrence of pyrochlore, zircon, and small amounts of columbite, fergusonite, magnetite, fluorite, molybdenite, ilmenite, titanite, apatite, and monazite. Pyrochlore is one of the niobium/tantalum oxides and contains substantial amounts of rare earths and radioactive elements. The compositional varieties of pyrochlore can be defined: (1) enriched in tantalum, uranium and cerium, (2) substantially tantalum- and fluorine-poor, and (3) enriched in thorium or barium. The geochemical characteristics, ore textures and mineral occurrences indicate that alkali metasomatism of the mineralizing fluid was the dominant ore-forming process.