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본 연구는 1450 °C에서 소성된 포틀랜드 시멘트 클링커의 상 변화, 미세구조, 그리고 압축강도에 미치는 영향을 평가하기 위해 2 100 °C/분 범위의 제어된 냉각 속도를 적용하여 그 효과를 분석하였다. XRD–Rietveld 분석과 광학현미경 관찰 결과, 느린 냉각에서는 단사정 C3S와 β-C2S가 안정화된 반면, 빠른 냉각에서는 삼사정 C3S와 γ-C2S가 형성되어 수경성이 저하되는 것으로 나타났다. 정량적 상 조성 정보와 결정립 크기 데이터를 기반으로 Random Forest 모델을 구축하여 클링커의 압축강도를 예측하였다. 중간 수준의 냉각 속도(20 50 °C/분)에서는 상 안정성, 미세조직의 균질성, 강도 발현이 가장 우수한 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 냉각 공정의 정밀 제어가 클링커의 반응성을 좌우하는 핵심 요소임을 보여주며, 데이터 기반 모델링이 기계적 성능을 최적화하고 고효율·지속가능한 시멘트 생산을지원하는 신뢰할 수 있는 도구임을 입증한다.

The effect of cooling rate on Portland cement clinker was studied using six regimes (2–100 °C/min) after sintering at 1450 °C.

X-ray diffraction rietveld refinement and optical analyses revealed that slow cooling stabilized monoclinic-C3S and β-C2S, while rapid quenching produced triclinic-C3S and γ-C2S, thereby reducing reactivity. A random forest model was used to predict compressive strength (R2 = 0.92) based on phase and microstructure data. Moderate cooling (20–50 °C/min) resulted in optimal strength and phase stability. The results indicate that controlled cooling governs clinker reactivity and data driven modeling enables reliable prediction of mechanical performance for sustainable, high-efficiency cement production.

권호기사

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
하프늄의 제련과 리사이클링 = Smelting and recycling of hafnium 손호상 p. 3-13
희토류 영구자석 재활용 기술 동향 연구 = Review on rare earth permanent magnet recycling technology 김동수, 강정신 p. 14-28
표준 혼합 시료 기반 카올리나이트 정량 분석 기초 연구 = Preliminary study on the quantitative analysis of kaolinite based on standard mixed samples 김남일, 조정훈, 구상서, 황용선 p. 29-37
폐배터리 습식 제련 침출 잔사의 수침출-알칼리 배소 기반 정제 및 구조 회복에 관한 연구 = A study of purification and structural recovery of spent LIB hydrometallurgical leaching residues via water leaching-alkali roasting 김기현, 안낙균, 박경수 p. 38-47
Influence of controlled cooling rates on clinker microstructure and phase evolution with machine learning-based compressive strength prediction = 제어된 냉각 속도가 클링커 미세구조와 상 진화에 미치는 영향 및 머신러닝 기반 압축강도 예측 Bilguun Mend, Youngjun Lee, Yong-Sik Chu p. 48-61
미네랄울 제조용 큐폴라로의 고체연료 다각화를 위한 주물용 및 야금용 코크스의 연소 거동 = Combustion behavior of foundry and metallurgical cokes to diversify solid fuel in cupola for mineral wool production 김선중 p. 62-69
국내 천연 흑연광의 고순도 흑연 생산을 위한 부유선별-화학적 정제에 대한 실험적 연구 = Experimental study on flotation-chemical purification for high-purity graphite production from domestic natural graphite ore 강세린, 안재민, 김동현, 김성민, 한성수, 이원재, 신승욱, 노기민, 정해성, 한요셉 p. 70-81
국내 저품위 흑연광의 광물 조성에 따른 분쇄 거동 및 부유선별 성능의 영향 = Influence of mineral composition on grinding behavior and flotation performance of low-grade domestic graphite ore 김동현, 안재민, 배성현, 강세린, 한성수, 이원재, 김성민, 노기민, 신승욱, 한요셉 p. 82-93
Magnetizing roasting characteristics to enhance the magnetic separation efficiency of titanium ore from the Taebaek myeon-san layer titanium deposit = 태백 면산층 타이타늄 광석의 자력선별 효율 향상을 위한 자화배소 특성 연구 Fausto Moscoso Pinto, Seongho Lee, Hyung-Seok Kim p. 94-107

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