김진만 교수 연구실
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·2025
Thermodynamic optimization of Portland cement clinkers for designing SCM-blended cements
Chun Sik Kim, Melaku N. Seifu, Seonhyeok Kim, Naru Kim, Joonho Seo, Jin‐Man Kim, Solmoi Park
IF 8.2 (2025) Developments in the Built Environment
초록

포틀랜드 시멘트 클링커의 조성은 혼화재료(SCMs)를 포함하는 혼합 시멘트 시스템에서의 수화 및 상 조립(phase assemblages)을 결정하는 데 핵심적이다. 본 연구는 시멘트 클링커 조성이 플라이애시와 슬래그의 반응도 및 혼합 시스템에서의 상 진화에 미치는 영향을 조사하였다. 열역학적 모델링을 사용하여 시뮬레이션된 원료로부터 클링커의 광물학적 조성을 계산하고, 혼합 시멘트의 상 조성을 산정하였으며, SCM의 반응도는 기계 학습 모델로 예측하였다. 그 결과, 포틀랜드석(portlandite) 용해에 충분한 가용성을 유지한다는 점에서 C 3 S 함량 약 57%가 최적임을 보여준다. 플라이애시는 포틀랜드석 가용성에 대한 의존성이 더 큰 반면, 슬래그는 더 낮은 C 3 S 수준에서도 더 높은 고유 반응성을 나타냈다. 이러한 결과는 클링커 조성과 SCM 치환 수준이 수화 생성물에 미치는 영향을 부각시키며, 생산 단계부터 수화 단계까지의 시멘트 배합 최적화에 대한 통찰을 제공한다. • 최적화된 C 3 S 함량(∼57%)은 SCM 반응을 향상시키고 강도를 균형 있게 한다. • 슬래그는 클링커 수준이 낮을 때도 더 높은 고유 반응성을 보인다. • 열역학적 모델링 결과는 혼합 시멘트 시스템에서의 상 진화 경향을 밝혀낸다. • C-A-S-H는 모든 배합에서 안정하나, 상 안정성은 C 3 S 및 SCM 종류에 따라 달라진다. • 공극률은 63% C 3 S까지 급격히 감소한 뒤 평탄화되며, 치밀하고 내구적인 시멘트 설계에 핵심적이다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.

키워드
PortlanditePortland cementClinker (cement)CementitiousCementFly ashSlag (welding)
타입
Article
IF / 인용수
8.2 / 0
게재 연도
2025

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