KR20150146094A - Method of identifying cements using isotope ratio mass spectrometer - Google Patents

Method of identifying cements using isotope ratio mass spectrometer Download PDF

Info

Publication number
KR20150146094A
KR20150146094A KR1020140076003A KR20140076003A KR20150146094A KR 20150146094 A KR20150146094 A KR 20150146094A KR 1020140076003 A KR1020140076003 A KR 1020140076003A KR 20140076003 A KR20140076003 A KR 20140076003A KR 20150146094 A KR20150146094 A KR 20150146094A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
data
sample
cement
isotope
consumption
Prior art date
Application number
KR1020140076003A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101600888B1 (en
Inventor
이강봉
남윤식
민지숙
김기욱
허상철
장유림
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020140076003A priority Critical patent/KR101600888B1/en
Publication of KR20150146094A publication Critical patent/KR20150146094A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101600888B1 publication Critical patent/KR101600888B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/38Concrete; Lime; Mortar; Gypsum; Bricks; Ceramics; Glass
    • G01N33/383Concrete or cement
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/38Diluting, dispersing or mixing samples
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/622Ion mobility spectrometry
    • G01N27/623Ion mobility spectrometry combined with mass spectrometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/04Preparation or injection of sample to be analysed
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/62Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72Mass spectrometers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/26Mass spectrometers or separator tubes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • G01N2001/2866Grinding or homogeneising
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/40Concentrating samples
    • G01N1/4077Concentrating samples by other techniques involving separation of suspended solids
    • G01N2001/4088Concentrating samples by other techniques involving separation of suspended solids filtration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/88Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86
    • G01N2030/8809Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86 analysis specially adapted for the sample
    • G01N2030/8868Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86 analysis specially adapted for the sample elemental analysis, e.g. isotope dilution analysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

A method for identifying cement of the present invention comprises the steps of: (a) pretreating a sample including cement; (b) collecting data of the sample by component analysis and isotope ratio mass spectrometry; and (c) outputting information of the cement included in the sample after determining whether the collected data of the sample is same to preset data of a library. By using the identifying method, it is possible to accurately and rapidly identify which cement is included in an unknown sample.

Description

동위원소비 질량분석분광기를 이용한 시멘트의 감식방법 {METHOD OF IDENTIFYING CEMENTS USING ISOTOPE RATIO MASS SPECTROMETER}METHOD OF IDENTIFYING CEMENTS USING ISOTOPE RATIO MASS SPECTROMETER < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 동위원소비 질량분석분광기를 이용하여 시멘트에 대한 데이터를 얻어 라이브러리를 구축하고, 이를 통하여 미지의 시멘트에 대한 정보를 얻는 시멘트의 감식방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of identifying a cement which obtains data on cement using a spectrophotometer for the in-line consumptive mass spectrometry, builds a library, and obtains information on unknown cement through the library.

일반적으로 질량분석분광기 (Mass Spectrometer)는 단일 사극자 (Single Quadrupole), 이온포획 (Ion Trap) 또는 시간 비행형 (Time-of-Flight) 방식의 질량 분석기를 사용하나, 이러한 질량분석분광기들은 검출하고자 하는 동위원소 함량 (Isotope Abundance)의 미세한 차이를 일관되게 구별해 줄 수 있는 감도 (Sensitivity)와 정밀성 (Precision)을 제공해주지 못한다. 그렇지만, 동위원소비 질량분석분광기는 동위원소의 비율 (Isotope Ratio)을 정밀하게 측정할 수 있도록 개발된 질량분석분광기이다. In general, a mass spectrometer uses a single quadrupole, ion trap or time-of-flight mass spectrometer, but these mass spectrometers can be used for detection But does not provide the sensitivity and precision that can consistently distinguish the small differences in the isotope abundance. However, it is a mass spectrometer developed to precisely measure the isotope ratio (Isotope Ratio).

동위원소비 질량분석분광기 (Isotope Ratio Mass Spectrometer, IRMS)는 주어진 시료에서 동위원소의 상대적인 양을 정밀하게 측정할 수 있는 장비로 다양한 종류의 질량분석장치들 중의 하나이다.    The Isotope Ratio Mass Spectrometer (IRMS) is one of a variety of mass spectrometers that can accurately measure the relative amounts of isotopes in a given sample.

최근 들어 동위원소 질량분석분광기는 물질의 기원과 순환 등을 연구하는데 매우 유용하게 사용되고 있으며, 공통의 원료가 사용된 의약품, 폭발물, 섬유, 페인트, 잉크, 접착제의 화학적 유사성분의 함유 여부 등의 범죄수사 분야와 식품, 벌꿀, 유사 의약품 등의 진위 판별 및 원산지 확인, 누출된 오일 오염원 추적, 대기 환경과 물 순환 모니터링, 대기의 식품 및 의약품의 원산지 판별 등 다양한 분야에서 활발하게 연구가 진행되고 있다. In recent years, isotope mass spectrometry has been very useful for studying the origin and circulation of materials, and it has been widely used for crimes such as the inclusion of chemically similar components in medicines, explosives, fibers, paints, Research is being actively conducted in various fields such as investigation of authenticity and identification of origin of food, honey, and similar medicines in the investigation field, tracking of the source of oil pollution, monitoring of the atmospheric environment and water circulation, and determination of origin of foods and medicines in the atmosphere.

한편, 시멘트는 모래나 자갈을 연결하는 접착제로, 물과 반응하면 C-S-H겔(C3S2H8, Calcium Silicate Hydrate)이라는 물질을 생성하면서 굳어지는 수화반응(Hydration)을 일으키며, 이때 시멘트와 물을 혼합하여 만든 것을 시멘트 페이스트(cement paste)라고 하고, 여기에 잔골재(모래)가 첨가되면 모르타르(mortar), 그리고 굵은 골재가 더 추가되면 콘크리트(concrete)라고 불리어진다. On the other hand, cement is an adhesive to connect sand or gravel. When it reacts with water, it causes hardening hydration reaction by generating a substance called CSH gel (C 3 S 2 H 8 , Calcium Silicate Hydrate) Is called cement paste. When fine aggregate (sand) is added, it is called mortar, and when coarse aggregate is added, it is called concrete.

일반적으로 사용되는 포틀랜드 시멘트의 주성분은 실리카(SiO2), 산화알루미늄(AlO3), 산화철(Fe2O3), 석회(CaO)로 이루어져 있고, 위 성분들이 충분히 혼합 및 용해되기 전까지 소성하여 생성한 크링커(clinker)를 분말로 한 것으로 석고(CaSO4·2H2O)이외에는 첨가하지 않는 것으로 되어 있다. The main components of commonly used Portland cement are silica (SiO 2 ), aluminum oxide (AlO 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ) and lime (CaO) A clinker is used as a powder and is not added other than gypsum (CaSO 4 .2H 2 O).

시멘트 원료 중에서는 석회석과 점토가 가장 많이 사용되고, 철분은 시멘트가 소성될 경우에 원료의 용해점을 저하시킬 목적으로 가하며, 석고는 시멘트의 응결시간을 조절할 목적으로 보통의 크링커의 2~3 % 정도 사용한다. Limestone and clay are most commonly used in cement raw materials and iron is used to reduce the melting point of raw materials when cement is sintered. Gypsum is used for controlling curing time of cement by 2 ~ 3% use.

한편, 우리나라에서 발생되는 생활 폐기물의 양은 매년 증가 추세에 있으며, 특히 2008년도 기준 49.1%가 건설폐기물을 차지할 정도로 규모가 크다. 건설 폐기물들은 목재류, 유리, 철재류, 콘크리트류, 골재류 등 종류도 다양하며 재활용도 가능하다. On the other hand, the amount of municipal waste generated in Korea is on an increasing trend every year. In particular, 49.1% in 2008 is large enough to occupy construction waste. Construction wastes can be recycled as wood, glass, steel, concrete, aggregate and so on.

그러나 목재류, 유리 등 소각 가능한 물질들을 매립지에 매립시키는 것보다 소각하는 비용이 2.5배 정도 많이 들어, 소각해야 할 폐기물들을 매립지에 불법적으로 투기하는 경우가 있다. 뿐만 아니라, 소규모의 건설업자들은 폐 콘크리트와 폐 벽돌 등 산업폐기물들을 비용 상의 이유로 산에 불법적으로 야적하거나, 인적이 드문 곳에 투기하는 경우도 종종 발생되고 있다. 따라서 이러한 건설 폐기물들의 출처가 어디인지를 규명해야 하는 일이 종종 발생한다. However, incineration is more than 2.5 times more expensive than incineration of incineration materials such as wood, glass, etc., and the waste to be incinerated is illegally dumped into the landfill. In addition, small-scale builders are often accused of illegally landing industrial waste such as waste concrete and waste bricks for reasons of cost, or throwing them in the rare places of humanity. It is therefore often necessary to identify where these sources of construction waste are located.

또한, 범죄 현장에서 범행 중 사람과 대상물에 전이된 다양한 종류의 시멘트가 묻혀진 증거물이 접수 되며 이러한 시멘트 증거물들은 수사과정에서 증거물들의 가치와 수사정보를 높이는데 사용될 수 있다. 시멘트 증거물은 동일성 여부 및 비교 시험뿐 아니라 시멘트의 물리적, 화학적 성분을 분석함으로써 시멘트의 종류와 제조회사에 관한 정보와 출처를 알아내 살해 및 상해 도구로 사용된 벽돌의 출처 확인을 통해서 주변 환경에 위치한 벽돌과의 동일성 등을 규명함으로써 범죄의 장소, 시신 유기의 증거로서도 활용이 가능해진다. In addition, evidence of various types of cement transferred to people and objects during the crime scene is received, and these cement evidence can be used to enhance the value of the evidence and investigation information during the investigation. The evidence of cement is analyzed by the physical and chemical composition of the cement as well as the identity and the comparative test, so that the information and source of the cement type and the manufacturer are obtained and the origin of the bricks used as the killing and injury tool is checked. And identity with bricks, it becomes possible to use it as a place of crime and as evidence of corruption.

즉, 위의 불법 건설폐기물과 범죄 증거물품인 벽돌과 같은 시멘트 관련 물품의 출처 그리고, 건설 현장 물품과의 동일성 여부를 확인하는 분석 방법이 필요하다. In other words, there is a need for an analysis method to confirm the identity of the illegal construction waste, the source of the cement related goods such as the brick, which is the crime proof item, and the construction site item.

또한, 범죄 현장에서 범행 중 사람과 대상물에 묻게 된 다양한 종류의 시멘트류가 범죄 흔적 증거물로 수거되어 수사과정에서 증거로서의 감정 가치와 수사정보를 높이는데 사용될 수 있다. 이러한 시멘트 증거물들에 대한 동위원소비를 측정함으로써 시멘트의 원산지, 종류와 제조회사에 관한 정보와 출처를 알아내 살해 및 상해 도구로 사용된 시멘트 및 벽돌들의 제조사 및 출처를 확인하고, 주변 환경에 위치한 벽돌과의 동일성 여부 등을 규명함으로써, 범죄의 장소, 시신의 유기 증거로서도 활용이 가능해진다. In addition, various kinds of cement which are posed to people and objects during the crime scene can be collected as evidence of crime traces and can be used to raise the value of emotion and evidence as evidence in the investigation process. By measuring the consumption of cement for these cement witnesses, it is possible to identify the origin and type of cement, the manufacturer and source of the cement, identify the manufacturer and source of the cement and bricks used as killer and injuries, By identifying the identity of a brick, it becomes possible to use it as a place of crime and as organic evidence of the body.

위의 불법 건설 폐기물과 범죄 증거물품인 벽돌과 같은 시멘트 관련 물품의 출처 그리고, 건설 현장 물품과의 동일성 여부를 확인하는 분석 방법이 필요하다. There is a need for analytical methods to identify the source of illegal construction waste, cement related items such as bricks, which are crime proof items, and whether they are identical with construction site items.

이를 해결하기 위한 법과학적 분석법으로, 동위원소비 질량분석분광기(IRMS)를 이용하여 시멘트에 함유된 수소 (2H/1H), 탄소 (13C/12C), 질소 (15N/14N), 산소 (18O/16O), 일산화탄소 (13C18O/12C16O) 및 황 (34S/32S) 등과 같은 원소들의 동위원소비를 측정함으로써, 시멘트의 종류, 제조사 및 원산지에 대한 구별법의 개발이 요구되어 왔다. 그러나, 실제 여러 제조사별 종류의 시멘트에 배합되는 첨가물이나 불순물(혹은 유기물)의 종류가 다양함으로 시멘트 종류를 정확히 구분해 내기가 어려울 경우가 있다. 그러므로, 시멘트에 포함된 동위원소비에 대한 신속, 정확한 측정과 비교 감정기법의 확립을 통하여 시멘트 재료의 특성을 연구할 필요성이 요구된다. ( 2 H / 1 H), carbon ( 13 C / 12 C), and nitrogen ( 15 N / 14 N) in the cement were measured using an isothermal analytical spectrometer (IRMS) ), Oxygen ( 18 O / 16 O), carbon monoxide ( 13 C 18 O / 12 C 16 O) and sulfur ( 34 S / 32 S) The development of differentiation methods has been required. However, there are cases in which it is difficult to accurately classify the types of cement due to various types of additives and impurities (or organic substances) blended into cement of various types of manufacturers. Therefore, there is a need to study the characteristics of cement materials through the rapid and accurate measurement of isotope consumption in cement and establishment of comparative emotion techniques.

1. Carbon isotope stratigraphy using carbonate cements in the triassic sherwood standstone group: Corrib Field, west of Ireland, Susanne Schmid, Richanr H. Worden, Quentin J. Fisher, Chemical Geology, 225(2006), 137-155.1. Carbon isotope stratigraphy using carbonate cements in the triassic sherwood standstone group: Corrib Field, West of Ireland, Susanne Schmid, Richanr H. Worden, Quentin J. Fisher, Chemical Geology, 225 (2006), 137-155. 2. Discrimination of Korea beef of other origin by stable isotope measurements, Micha Horacek, Ji-Sook Min, Food Chemistry, 121(2010), 517-520.2. Discrimination of Korea beef of other origin by stable isotope measurements, Micha Horacek, Ji-Sook Min, Food Chemistry, 121 (2010), 517-520.

본 발명의 목적은 불법투기 혹은 범죄현장에서 미지의 시멘트 시료를 감식하는 방법을 제공하고자 하는 것으로, 성분분석 장치 및 동위원소비 질량분석분광기를 이용하여 시멘트 시료의 데이터들을 수집하고 분류하여 이러한 데이터들을 포함하는 라이브러리를 구축함으로써, 이를 통해 미지의 시멘트 시료에 대한 정보를 얻는 시멘트의 감식방법을 제공하기 위함이다.The object of the present invention is to provide a method of identifying an unknown cement sample in illegal dumping or crime scene, and collecting and classifying the data of the cement sample using the composition analyzing apparatus and the isotope consumption mass spectrometer, And to provide a method of detecting cement which obtains information on an unknown cement sample through the construction of a library containing the cement sample.

본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트의 감식방법은, (a) 시멘트를 포함하는 시료가 전처리 되는 단계; (b) 성분분석법 및 동위원소비 질량분석법에 의해, 상기 시료에 대한 데이터가 수집되는 단계; 및 (c) 상기 수집된 시료의 데이터들과 미리 구축된 라이브러리의 데이터들 사이에, 동등성 조건의 만족 여부가 판단되어, 시료에 포함된 시멘트의 정보가 출력되는 단계;를 포함한다.The method of detecting cement according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: (a) pre-treating a sample containing cement; (b) collecting data on the sample by a component analysis method and an in-process mass spectrometry method; And (c) determining whether the equivalence condition is satisfied between data of the collected sample and data of a library constructed in advance, and outputting cement information included in the sample.

상기 수집되는 데이터와 상기 라이브러리의 데이터는, 시료의 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터 및 시료의 동위원소비 데이터를 포함한다.The collected data and the data of the library include isotope content data for each constituent element per unit weight of the sample and isotope consumption data of the sample.

상기 동위원소비 데이터는 동위원소비의 측정값 데이터, 상기 측정값 데이터가 보정된 델타값 데이터 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함한다.The isotope consumption data includes any one selected from the group consisting of measured value data of the in-house consumption, corrected delta value data of the measured value data, and combinations thereof.

상기 단계 (a)의 전처리는, (a-1) 시멘트를 포함하는 대상시료를 혼합 및 분쇄하여 분말을 형성하는 단계; 및 (a-2) 상기 분말을 200 메쉬 이하의 체(sieve)에 통과시키는 단계;를 포함할 수 있다.The pretreatment of the step (a) comprises: (a-1) mixing and crushing a sample containing cement to form a powder; And (a-2) passing the powder through a sieve of 200 mesh or less.

상기 단계 (b)는, 성분분석법에 의해 상기 시료는 기체상의 시료가 되면서 구성원소가 분석되어 시료의 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터가 수집되는 단계; 및 동위원소비 질량분석법에 의해 시료의 동위원소비 데이터가 수집되는 단계;를 포함하여 수행될 수 있다.Wherein the step (b) comprises the steps of: analyzing constituent elements of the sample as a sample in the gas phase by the component analysis method, and collecting isotope content data for each constituent element per unit weight of the sample; And collecting isotonic consumption data of the sample by the isotope consumption mass spectrometry method.

상기 기체상의 시료는 수소, 질소, 산소, 일산화탄소, 이산화탄소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.The gaseous sample may include any one selected from the group consisting of hydrogen, nitrogen, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, and combinations thereof.

상기 단계 (c)의 라이브러리를 구축하는 방법은, 성분분석법에 의해, 시료가 기체로 변환되어 기체상 시료를 형성하면서 상기 시료의 구성원소가 분석되어, 시료 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터가 수집되는 단계; 동위원소비 질량분석법에 의해, 기체상 시료의 동위원소비가 분석되어, 시료의 동위원소비 데이터가 수집되는 단계; 및 통계학적 주성분 분석에 의해, 상기 수집된 데이터들이 분류되어 라이브러리에 저장되는 단계;를 포함할 수 있고, 상기 시료는 시멘트의 시료인 것일 수 있다.The method for constructing the library of step (c) comprises the steps of: analyzing constituent elements of the sample while converting the sample into a gas to form a gas phase sample by a component analysis method; and analyzing isotopes Wherein the content data is collected; The isotope consumption of the gas phase sample is analyzed by the isocratic consumption mass spectrometry method, and the isotope consumption data of the sample is collected; And statistical principal component analysis, the collected data is classified and stored in a library, and the sample may be a sample of cement.

상기 단계 (c)의 동등성 조건의 만족 여부는, 라이브러리의 데이터와, 시료 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터, 시료의 동위원소비 데이터 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나와의 유사성; 상기 함량 데이터 및 동위원소비 데이터를 지표성분으로 한 통계학적 주성분 분석에 의해 분류된 데이터들의 분포 위치적 유사성; 또는, 이들의 조합에 의한 유사성;에 의해 판단될 수 있다.Whether or not the equivalence condition of the step (c) is satisfied can be determined by comparing the data of the library, the data of isotope content for each constituent element per unit weight of the sample, the isotope consumption data of the sample, Similarity with; The distributional similarity of the data classified by the statistical principal component analysis using the above content data and the same consumption data as the index component; Or similarity due to a combination of these.

상기 단계 (b)에서 수집된 데이터가 단계 (c)의 라이브러리의 데이터들과의 동등성 조건을 만족하지 못하는 경우, 상기 수집된 데이터는 라이브러리 내에 저장될 수 있다.If the data collected in step (b) does not satisfy the equivalence condition with the data in the library of step (c), the collected data may be stored in the library.

상기 동위원소비 데이터는 2H/1H, 13C/12C, 15N/14N, 18O/16O, 34S/32S, 48Ca/46Ca 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.The isocratic consumption data is selected from the group consisting of 2 H / 1 H, 13 C / 12 C, 15 N / 14 N, 18 O / 16 O, 34 S / 32 S, 48 Ca / 46 Ca, And may include any one of them.

상기 델타값 데이터는 하기 수학식 1에 의해 보정될 수 있다:The delta value data can be corrected by the following equation:

[수학식 1][Equation 1]

δaR(‰)= ((aR/bR)samp - (aR/bR)std)/((aR/bR)std) × 1000 a R δ (‰) = ((R a / R b) samp - (R a / R b) std) / ((R a / R b) std) × 1000

여기서, R은 H, C, N, O, S, CO 및 Ca로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, a는 상기 R의 무거운 동위원소의 질량수이며, b는 상기 R의 가벼운 동위원소의 질량수이고, (R/R)samp은 시료의 동위원소비이며, (R/R)std은 국제원자력기구 (IAEA)에 의해 정의된 표준물질의 표준-동위원소비이다.Wherein R is any one selected from the group consisting of H, C, N, O, S, CO and Ca, a is the mass number of the heavy isotope of R, b is the mass number of the light isotope of R, (R / R) samp is the isotope consumption of the sample, and (R / R) std is the standard-isocratic consumption of the reference material as defined by the International Atomic Energy Agency (IAEA).

상기 표준물질은 IAEA-CH6, IAEA-600 카페인, 우레아 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.The reference material may include any one selected from the group consisting of IAEA-CH 6 , IAEA-600 caffeine, urea, and combinations thereof.

상기 성분분석법에 사용되는 장치는, 원소분석기 (elemental analysis), 기체 크로마토그래피 (gas chromatography), 액체 크로마토그래피 (liquid chromatography), 열감량분석기 (thermogravimetric analysis) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.The apparatus used for the component analysis may be any one selected from the group consisting of elemental analysis, gas chromatography, liquid chromatography, thermogravimetric analysis, and combinations thereof. . ≪ / RTI >

상기 데이터의 수집은 3 회 이상 측정하여 그 평균 값을 사용할 수 있다.The collection of the data may be performed three or more times and the average value thereof may be used.

상기 시료의 데이터는, 실리카(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화철(Fe2O3), 석회(CaO), 산화마그네슘(MgO), 삼산화황(SO3), 산화칼륨(K2O), 산화망간(MnO), 이산화티타늄(TiO2), 산화나트륨(Na2O), 오산화인(P2O5), 과산화나트륨(Na2O3), 황산칼슘(CaSO4), 탄산칼슘(CaCO3), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 예엘리마이트(Ye`elimite, Ca3Al6O12·CaSO4), 브라운 밀레라이트(Brown millerite, Ca(AlFe3 +)2O5), 고토감람석(Forsterite, Mg2SiO4), 로스타이트(Rostite, Al(SO4)(OH)·5H2O), 에트링가이트(Ettringite, Ca6Al2(SO4)3(OH)12·26H2O), 규산삼칼슘(3CaO·SiO2)계 화합물, 규산이칼슘(2CaO·SiO2)계 화합물, 알루민산 칼슘(3CaO·Al2O3)계 화합물, 알루미노아 철산칼슘(4CaO·Al2O3·Fe2O3)계 화합물, 석고(CaSO4·2H2O), 산화(칼슘마그네슘알루미늄)규산염(Calcium Magnesium Aluminum Oxide Silicate), 산화 칼슘철(Calcium Iron Oxide, Ca4Fe9O17) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 구성성분에 대한 데이터를 포함할 수 있다.
Data of the sample, silica (SiO 2), aluminum oxide (Al 2 O 3), iron oxide (Fe 2 O 3), lime (CaO), magnesium oxide (MgO), sulfur trioxide (SO 3), potassium oxide (K 2 O), MnO 2 , TiO 2 , Na 2 O, P 2 O 5 , Na 2 O 3 , CaSO 4 , calcium carbonate (CaCO 3), calcium hydroxide (Ca (OH) 2), for example, Ely mite (Ye`elimite, Ca 3 Al 6 O 12 · CaSO 4), light brown millet (Brown millerite, Ca (AlFe 3 +) 2 O 5) Goto Olivine (Forsterite, Mg 2 SiO 4), Los tight (Rostite, Al (SO 4) (OH) · 5H 2 O), ettringite (ettringite, Ca 6 Al 2 ( SO 4) 3 (OH ) 12 · 26H 2 O), calcium silicate (3CaO · SiO 2 ), calcium silicate (2CaO · SiO 2 ), calcium aluminate (3CaO · Al 2 O 3 ) (4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3) based compound, gypsum (CaSO 4 · 2H 2 O) , oxidizing (calcium magnesium aluminum) silicate (calcium magnesium aluminum silicate oxide), acid Calcium Iron Oxide (Ca 4 Fe 9 O 17 ), and combinations thereof.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 명세서에서 사용되는 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. As used herein, the terms "comprise", "having", and the like are used to specify that there is a stated feature, number, step, component, or combination thereof, Does not preclude the presence or addition of one or more other features, steps, components, or combinations thereof.

본 명세서에서 사용되는 단수 및 복수의 표현은 특정 재료에 있어서, 갯수를 제한하려는 표현은 아니고, 특정 재료 하나를 지칭하는 것이거나, 특정 재료로 이루어진 하나의 군을 지칭하는 것일 수 있다. As used herein, the singular and plural representations are not to be construed as limiting the number of materials for a particular material, but may refer to one particular material or to a group of specific materials.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

본 발명은 시멘트의 감식방법을 제공하고자 함이며, 이하에서 시멘트의 감식방법에 대하여 상세히 설명한다.The present invention provides a method of detecting cement, and a method of detecting cement will be described in detail below.

본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트의 감식방법은, (a) 시멘트를 포함하는 시료가 전처리 되는 단계; (b) 성분분석법 및 동위원소비 질량분석법에 의해, 상기 시료에 대한 데이터가 수집되는 단계; 및 (c) 상기 수집된 시료의 데이터들과 미리 구축된 라이브러리의 데이터들 사이에, 동등성 조건을 만족하는지 여부가 판단되어, 시료에 포함된 시멘트의 정보가 출력되는 단계;를 포함한다.The method of detecting cement according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: (a) pre-treating a sample containing cement; (b) collecting data on the sample by a component analysis method and an in-process mass spectrometry method; And (c) determining whether or not an equivalence condition is satisfied between data of the collected sample and data of a library constructed in advance, and outputting information of the cement contained in the sample.

상기 수집되는 데이터와 상기 라이브러리의 데이터는, 시료의 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터 및 시료의 동위원소비 데이터를 포함하며, 상기 동위원소비 데이터는 동위원소비의 측정값 데이터, 상기 측정값 데이터가 보정된 델타값 데이터 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함한다.Wherein the collected data and the data of the library include data on the isotope content of each constituent element per unit weight of the sample and the same consumption data of the sample, , Delta value data in which the measured value data is corrected, and combinations thereof.

상기 시료의 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터는 각 원소가 성분분석 장치에 의해 분석될 경우, 장치상에 나타나는 해당 원소에 대한 높이 또는 강도의 값과 시료의 중량의 비로 계산되는 값일 수 있다.The isotope content data for each constituent element per unit weight of the sample is calculated as the ratio of the height or intensity to the corresponding element appearing on the apparatus and the weight of the sample when each element is analyzed by the composition analyzer Lt; / RTI >

상기 단계 (a)는 시멘트를 포함하는 시료를, 이후에 수행되는 데이터 수집 및 정보 분석에 적합하도록 전처리 하는 단계일 수 있다. 상기 전처리는 (a-1) 시멘트를 포함하는 대상시료를 혼합 및 분쇄하여 분말을 형성하는 단계; 및 (a-2) 상기 분말을 200 메쉬 이하의 체(sieve)에 통과시키는 단계;를 포함할 수 있다. The step (a) may be a step of preprocessing the sample containing cement so as to be suitable for data collection and information analysis performed subsequently. The pretreatment may include (a-1) mixing and crushing a target sample containing cement to form a powder; And (a-2) passing the powder through a sieve of 200 mesh or less.

상기 시료를 위와 같이 전처리 할 경우, 시료에 포함된 물질들이 균일하게 분포되어 어떠한 지점에서 분말을 취하더라도 그 조성이 동일할 수 있으므로, 성분분석 장치에 의한 구성원소의 분석이나, 동위원소비 질량분석에서 수집된 데이터에 정확성을 향상시켜 줄 수 있다. When the sample is pretreated as described above, since the materials contained in the sample are uniformly distributed and the powder may be taken at any point, the composition of the powder may be the same. Therefore, analysis of constituent elements by the composition analyzer, Can improve the accuracy of the data collected at the < RTI ID = 0.0 >

또한, 상기 분말을 200 메쉬 이하의 체에 통과시킴으로써, 데이터 수집시 시료의 구성성분이 균일하게 분포됨으로써, 측정되는 데이터의 재현성을 확보 할 수 있다. By passing the powder through a sieve having a size of 200 mesh or less, the constituent components of the sample are uniformly distributed during data collection, thereby ensuring reproducibility of measured data.

이하에서는, 성분분석 및 질량분석을 수행하는 단계의 설명에 앞서, 일반적인 동위원소비 질량분석 방법에 대하여 살펴본다. Hereinafter, prior to the description of the step of performing the component analysis and the mass analysis, a general analysis method of the isotope consumption mass will be described.

동위원소란 원자번호가 같은 원소로 양성자수는 같지만, 중성자수가 달라서 질량이 다른 핵종을 의미하며, 이러한 동위원소에는 방사성 동위원소(Radioactive Isotope)와 안정한 동위원소(Stable Isotope)로 분류된다. An isotope is an atom with the same atomic number but the same number of protons but different nuclide numbers and different masses. These isotopes are classified as radioactive isotopes and stable isotopes.

안정한 동위원소를 표현하는 방법으로 델타값(δ)이 있는데, 아래의 식으로 표현된다:There is a delta value (δ) as a way of expressing a stable isotope, expressed as:

RAbundance ratio = 무거운 동위원소의 양/가벼운 동위원소의 양R Abundance ratio = amount of heavy isotope / amount of light isotope

δ(‰)= (Rsamp - Rstd)/(Rstd) x 1000? (?) = (R samp - R std ) / (R std ) x 1000

(여기서, Rsamp는 시료에서의 동위원소 비, Rstd는 국제원자력기구에 의해 정의된 국제 표준 동위원소 비이다.)(Where R samp is the isotope ratio in the sample and R std is the international standard isotope ratio defined by the International Atomic Energy Agency)

참고로, 13C에 대해 설립된 표준 δ13C은 피 디 벨렘나이트 (Pee Dee Belemnite; PDB)이며, PDB의 Rstd(13C/12C) = 0.0112372로, 실제의 δ13C은 0 ‰로 설정된다. For reference, the standard δ 13 C is a blood-di Belem nitro established about 13 C; as a (Pee Dee Belemnite PDB), R std (13 C / 12 C) = 0.0112372 the PDB, the actual δ 13 C is 0 ‰ .

동위원소비 질량분석(IRMS)을 수행하기 위해서는 측정하고자 하는 시료를 수소(H2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 그리고, 질소(N2)와 같은 단순 기체로 변환을 시켜야 한다. 이렇게 변환된 수소(H2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 그리고, 질소(N2) 기체들에서, 해당되는 원소의 동위원소비를 측정하는 것이다. In order to perform the IRMS, the sample to be measured must be converted to a simple gas such as hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ) and nitrogen (N 2 ). In this converted hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ) and nitrogen (N 2 ) gases, isotope consumption of the corresponding element is measured.

예를 들어, 탄소 동위원소의 측정에서 CO212C, 13C, 16O, 17O와 18O의 다양한 형태로의 조합에 의해 질량과 전하의 비율(mass to charge ratio: m/z)이 각각 44, 45, 46을 측정할 수 있다. For example, in the measurement of carbon isotopes, CO 2 is determined by mass to charge ratio (m / z) by combining with various forms of 12 C, 13 C, 16 O, 17 O and 18 O, 44, 45 and 46, respectively.

동위원소비는, 국제기준에 맞는 표준물질을 기준으로 표현해야 하는데, 수소(2H/1H)는 VSMOW(Vienna Standard Mean Ocean Water), 탄소(13C/12C)는 VPDB(Vienna Pee Dee Belemnite)에 의해, 질소(15N/14N)은 대기의 질소(Atmospheric Nitrogen), 산소(18O/16O)는 VSMOW(Vienna Standard Mean Ocean Water)를 국제적으로 공인된 제로포인트 (zero point, 0)로 규정하고, 그 차이를 표현한다. ( 2 H / 1 H) for the Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW), carbon ( 13 C / 12 C) for the Vienna Pee Dee Belemnite), nitrogen ( 15 N / 14 N) is the atmospheric nitrogen and oxygen ( 18 O / 16 O) is the internationally recognized zero point (VSMOW) 0), and expresses the difference.

상기 단계 (b)는, 성분분석법에 의해 상기 시료는 기체상의 시료가 되면서 구성원소가 분석되어 시료의 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터가 수집되는 단계; 및 동위원소비 질량분석법에 의해 시료의 동위원소비 데이터가 수집되는 단계;를 포함하여 수행될 수 있다.Wherein the step (b) comprises the steps of: analyzing constituent elements of the sample as a sample in the gas phase by the component analysis method, and collecting isotope content data for each constituent element per unit weight of the sample; And collecting isotonic consumption data of the sample by the isotope consumption mass spectrometry method.

상기 성분분석법은, 성분분석 장치를 이용하여 시료의 구성원소를 분석하는 것일 수 있으며, 이 과정에서 상기 시료는 기체로 변환되어 기체상의 시료를 형성할 수 있고, 이 때에 시료의 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터가 수집될 수 있다. The component analysis may be performed by analyzing constituent elements of the sample using a component analyzer. In this process, the sample may be converted into a gas to form a gas-phase sample. At this time, The isotope content data for the element may be collected.

이어서 수행되는 동위원소비 질량분석법은, 동위원소비 질량분석분광기로 상기 기체상의 시료의 구성원소에 대한 동위원소비를 측정하여, 시료에 대한 데이터를 수집하는 단계일 수 있다. The subsequent isotope consumption mass spectrometry may be a step of collecting data on the sample by measuring the isotope consumption for constituent elements of the gaseous sample with an isotope mass spectrometry spectrometer.

상기 동위원소비 질량분석을 수행하기 위해서는, 시료가 기체인 것이 바람직할 수 있고, 상기 기체는 단순 기체, 예컨대 수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 질소, 산소, 또는 이들의 혼합 기체를 포함할 수 있다. 동위원소비를 측정하기 위해서는 측정 대상 시료인 화합물의 구성원소가 복수 개이면 동위원소비 데이터의 정확도나, 신뢰도가 저하될 수 있기 때문에, 가능하면 단순 기체로 변환한 후에 동위원소비 질량분석을 수행하는 것이 바람직하다.In order to perform the isotope consumption mass analysis, it may be preferred that the sample is a gas, and the gas may comprise a simple gas such as hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen, oxygen, or a mixture thereof. In order to measure the consumption of this commodity, if the constituent elements of the compound to be measured are plural, the accuracy or reliability of the committee consumption data may be degraded. .

이처럼, 상기 시료를 기체로 변환하는 단계가 상기 단계 (b)에서 수행될 수 있고, 시료를 기체로 변환함과 동시에 시료의 구성원소를 분석하는 성분분석법에 이용되는 성분분석 장치는, 예컨대 원소분석기 (elemental analysis), 기체 크로마토그래피 (gas chromatography), 액체 크로마토그래피 (liquid chromatography), 열감량분석기 (thermogravimetric analysis), 또는 이들의 조합이 적용될 수 있고, 이 성분분석 장치는 상기 동위원소비 질량분석분광기와 결합되어 분석이 수행될 수 있다.As such, the step of converting the sample into gas can be performed in the step (b), and the component analyzing apparatus used in the component analyzing method for analyzing the constituent elements of the sample while converting the sample to gas is, for example, elemental analysis, gas chromatography, liquid chromatography, thermogravimetric analysis, or a combination thereof may be applied, and the component analyzing apparatus may be a gas chromatograph And the analysis can be performed.

상기 성분분석 장치를 이용하여 분말상의 고체시료가 기체상으로 변환되는 과정은 일반적으로 연소에 의한 것일 수 있다. 예컨대, 측정 대상인 시료를 고온으로 연소시켜 구성 물질을 산소, 이산화탄소, 질소 등의 기체로 변환시키고, 이 기체를 토대로 시료의 구성원소가 무엇인지 분석하여 동위원소비 질량분석을 위한 기반을 제공하는 것일 수 있다.The process of converting the powdery solid sample into the gas phase using the above-described component analyzer may be generally by combustion. For example, by burning a sample to be measured at a high temperature, the constituent material is converted into a gas such as oxygen, carbon dioxide, or nitrogen, and the constituent elements of the sample are analyzed based on the gas to provide a basis for analyzing the consumed mass .

상기 단계 (b)에서 수집되는 데이터는 시료의 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터, 시료의 구성원소에 대한 동위원소비 데이터, 이를 보정한 델타값 데이터, 또는 이들 모두가 수집될 수 있다. 또한, 이와 같은 데이터들을 통계학적 주성분 분석을 이용하여 분류할 수 있으며, 이 경우에는 데이터의 양이 방대하고, 복잡하더라도, 간단 명료하게 데이터를 분류할 수 있다.The data collected in step (b) may include isotope content data for each constituent element per unit weight of the sample, isotonic consumption data for the constituent elements of the sample, corrected delta value data, or both . In addition, such data can be classified using statistical principal component analysis. In this case, even if the amount of data is large and complex, data can be classified simply and clearly.

또한, 단계 (c)의 라이브러리에 저장된 데이터는 시중에 유통될 수 있는 시멘트 시료 1 내지 18 개종의 시멘트에 대한 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터, 구성원소의 동위원소비 데이터, 이를 보정한 델타값 데이터, 또는 이들 모두를 포함할 수 있다. In addition, the data stored in the library of step (c) may include data on the content of isotopes for each constituent element per unit weight for cements of 1 to 18 varieties of cement samples that may be distributed on the market, The delta value data compensated for it, or both.

다만, 라이브러리에 포함될 수 있는 시멘트의 종류를 상기 18 개종으로 한정하는 것은 아니고, 최초에 저장되어 있는 시멘트에 대한 정보가 약 18 개종에 대한 것일 수 있다는 의미로 이해되어야 하며, 상기 18 개종 이외에도, 해외업체에서 제조된 시멘트나, 불법 유통되는 시멘트 등에 대한 데이터가 저장될 수도 있다.However, it should be understood that the number of cements that can be included in the library is not limited to the above 18 kinds, but that the information about the cement stored first may be about 18 kinds. In addition to the 18 types, Data on cement produced by the company or illegally distributed cement may be stored.

상기 동위원소비 데이터는 2H/1H, 13C/12C, 15N/14N, 18O/16O, 34S/32S, 48Ca/46Ca 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 데이터를 포함할 수 있고, 이러한 데이터는 1 회 측정한 값을 이용하더라도 무방하지만, 가능하면 오차를 줄이고, 정확성을 높이며, 분석되는 기기의 작동이 정상적으로 이루어지고 있는지의 확인을 위하여 2 회 이상 측정하는 것이 바람직하고, 3회 정도 측정한다면, 일정 수준 이상의 정확성 및 신뢰도를 확보할 수 있다. 즉, 동위원소비의 측정은 3 회 이상 측정하여 그 평균 값을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.The isocratic consumption data is selected from the group consisting of 2 H / 1 H, 13 C / 12 C, 15 N / 14 N, 18 O / 16 O, 34 S / 32 S, 48 Ca / 46 Ca, It is possible to use any one of the measured values. However, in order to confirm whether or not the operation of the analyzed apparatus is normally performed, Or more, and if it is measured about three times, accuracy and reliability higher than a certain level can be secured. In other words, it may be desirable to measure the consumption of the same member more than three times and use the average value.

상기 동위원소비 데이터는, 시멘트의 구성물질에 대한 구성원소의 동위원소비가 측정될 수 있고, 상기 시멘트 구성물질은 예컨대, 실리카(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화철(Fe2O3), 석회(CaO), 산화마그네슘(MgO), 삼산화황(SO3), 산화칼륨(K2O), 산화망간(MnO), 이산화티타늄(TiO2), 산화나트륨(Na2O), 오산화인(P2O5), 과산화나트륨(Na2O3), 황산칼슘(CaSO4), 탄산칼슘(CaCO3), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 예엘리마이트(Ye`elimite, Ca3Al6O12·CaSO4), 브라운 밀레라이트(Brown millerite, Ca(AlFe3+)2O5), 고토감람석(Forsterite, Mg2SiO4), 로스타이트(Rostite, Al(SO4)(OH)·5H2O), 에트링가이트(Ettringite, Ca6Al2(SO4)3(OH)12·26H2O), 규산삼칼슘(3CaO·SiO2)계 화합물, 규산이칼슘(2CaO·SiO2)계 화합물, 알루민산 칼슘(3CaO·Al2O3)계 화합물, 알루미노아 철산칼슘(4CaO·Al2O3·Fe2O3)계 화합물, 석고(CaSO4·2H2O), 산화(칼슘마그네슘알루미늄)규산염(Calcium Magnesium Aluminum Oxide Silicate), 산화 칼슘철(Calcium Iron Oxide, Ca4Fe9O17) 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 이러한 구성물질들이 단순 기체로 변환되어 동위원소비가 측정되는 것일 수 있다. 즉, 상기 물질들을 이루고 있는 수소, 탄소, 산소, 질소, 황, 또는 칼슘 등의 원소에 대한 동위원소비가 측정되는 것일 수 있다.The cementitious consumption data may be obtained by measuring the isotopic consumption of the constituent elements of the cement constituent material, and the cement constituting material is, for example, silica (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 2 O 3 , CaO, MgO, SO 3 , K 2 O, MnO, TiO 2 , Na 2 O, (P 2 O 5 ), sodium peroxide (Na 2 O 3 ), calcium sulfate (CaSO 4 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), yeildite Ca 3 Al 6 O 12 .CaSO 4 ), Brown millerite (Ca (AlFe 3+ ) 2 O 5 ), Forsterite (Mg 2 SiO 4 ), Rostite, Al (SO 4 ) (OH) · 5H 2 O) , ettringite (ettringite, Ca 6 Al 2 ( SO 4) 3 (OH) 12 · 26H 2 O), silicon wild ginseng calcium (3CaO · SiO 2) based compound, a silicate of calcium ( 2CaO · SiO 2) type compounds, calcium aluminate (3CaO · Al 2 O 3) based compounds, aluminate-iron quinoa calcium (4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 ) compound, gypsum (CaSO 4 .2H 2 O), calcium oxide (calcium magnesium aluminum oxide) silicate, calcium iron oxide (Ca 4 Fe 9 O 17 ) Mixture, and these constituents may be converted to simple gases to measure isocratic consumption. That is, the isotope consumption of elements such as hydrogen, carbon, oxygen, nitrogen, sulfur, or calcium constituting the materials may be measured.

상기 델타값 데이터는 하기 수학식 1에 의해 보정이 이루어질 수 있다:The delta value data may be corrected by: < EMI ID = 1.0 >

[수학식 1][Equation 1]

δaR(‰)= ((aR/bR)samp - (aR/bR)std)/((aR/bR)std) × 1000 a R δ (‰) = ((R a / R b) samp - (R a / R b) std) / ((R a / R b) std) × 1000

여기서, R은 H, C, N, O, S, CO 및 Ca로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, a는 상기 R의 무거운 동위원소의 질량수이며, b는 상기 R의 가벼운 동위원소의 질량수이고, (R/R)samp은 시료의 동위원소비이며, (R/R)std은 국제원자력기구 (IAEA)에 의해 정의된 표준물질의 표준-동위원소비이다.Wherein R is any one selected from the group consisting of H, C, N, O, S, CO and Ca, a is the mass number of the heavy isotope of R, b is the mass number of the light isotope of R, (R / R) samp is the isotope consumption of the sample, and (R / R) std is the standard-isocratic consumption of the reference material as defined by the International Atomic Energy Agency (IAEA).

상기 표준물질은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 예컨대 IAEA-CH6, IAEA-600 카페인, 우레아 또는 이들의 조합 등을 포함할 수 있고, 표준물질의 선택은 분석 대상인 원소가 탄소, 질소, 수소, 산소, 또는 황 등으로 이루어진 그룹 중에서 어느 것인지에 따라서 적절한 표준물질을 선택할 수 있다.The reference material may include, but is not limited to, for example, IAEA-CH 6 , IAEA-600 caffeine, urea, or combinations thereof. , Sulfur, and the like.

상기 보정은 하나의 표준물질을 이용하여 할 수 있지만, 두 개 이상의 표준물질을 이용하여 보정한다면 얻어지는 델타값 데이터의 정확성을 향상시킬 수 있다.The correction can be performed using one standard material, but it is possible to improve the accuracy of the obtained delta value data by using two or more reference materials.

상기 동위원소비 데이터의 보정을 통해 델타값 데이터로 변환함으로써, 동위원소비 데이터에 정확성 및 신뢰성을 부여할 수 있고, 기기의 오작동 등 기기분석의 오차를 최소화할 수 있으며, 비교상의 편의를 제공할 수 있다. By converting the above consumption data to the delta value data, it is possible to give accuracy and reliability to the consumption data of the same member, minimize errors in analyzing the equipment such as malfunction of the equipment, .

예컨대, 상기 보정을 통해서, 기기의 오작동 등의 기기분석 오차가 있는지 확인할 수 있는데, 시료에 대하여 3 회 이상 동위원소비를 측정하고, 상기 표준물질을 이용하여 검량선 (calibration curve)을 그려서 상관계수(R2) 값이 0.99 이상인지 확인하여 3회 이상의 측정으로 얻은 데이터 간에 상관성이 있는지 확인하고, 표준물질을 이용하여 동위원소비를 측정한 것과 큰 차이를 보이지 않을 경우 기기가 정상적으로 작동되고 있다고 할 수 있다.For example, through the above correction, it is possible to check whether there is an instrument analysis error such as a malfunction of a device. The sample consumption is measured three times or more and the calibration curve is drawn using the standard material, R 2 ) value is 0.99 or more, it is possible to confirm that there is no correlation between the data obtained by three or more measurements and that the apparatus is operating normally when the reference material does not show a significant difference from the measured value have.

즉, 표준물질의 동위원소비는 국제적으로 인정되고 있으므로, 이를 이용하여 측정된 동위원소비를 보정을 할 경우에는, 장비의 유효성, 정밀성 및 재현성을 확보하여 보다 정확한 데이터를 얻을 수 있다.In other words, since in-house consumption of standard substances is internationally recognized, it is possible to obtain more accurate data by ensuring the validity, precision and reproducibility of the equipment when compensating the same consumption measured by using it.

상기 단계 (b)에서 수집된 데이터가 시멘트를 포함하는 미지의 시료에 대한 정보를 확보하는 재료가 될 수 있고, 상기 단계 (c)에서는 시멘트의 정보를 출력하는 단계로서, 라이브러리에 저장된 데이터들과 상기 수집된 데이터들 간에 동등성 조건을 만족하는지에 대한 판단이 수행되는 단계일 수 있다.The data collected in step (b) may be a material for securing information on an unknown sample including cement. In step (c), the step of outputting information of cement may include: And a determination is made as to whether the equivalence condition is satisfied between the collected data.

상기 동등성 조건은, 시료 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터, 시료의 동위원소비 데이터 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 데이터의 유사성; 상기 함량 데이터 및 동위원소비 데이터를 지표성분으로 한 통계학적 주성분 분석에 의해 분류된 데이터들의 분포 위치적 유사성; 또는, 이들의 조합에 의한 유사성;에 의해 판단되는 되는 것일 수 있다.The equivalence condition is the similarity of any data selected from the group consisting of isotope content data for each constituent element per sample unit weight, isotonic consumption data of the sample, and combinations thereof; The distributional similarity of the data classified by the statistical principal component analysis using the above content data and the same consumption data as the index component; Or similarity due to a combination of these factors.

즉, 수집된 데이터와 라이브러리의 데이터간 수치를 비교하여 유사한지 여부를 판단할 수 있고, 수치의 비교가 난해하고, 중복되는 부분이 있으며, 판단이 어려울 경우에는 통계학적 주성분 분석을 이용하여, 수집된 데이터를 지표 데이터를 기준으로 분류하고, 이렇게 분류된 데이터들을 그래프 상에 위치시켜, 2차원 또는 3차원의 그래프 공간에서 데이터들의 위치적 유사성을 판단할 수도 있으며, 위 두 가지의 판단과정을 모두 수행할 수 있다.In other words, it is possible to compare the collected data with the data of the library to judge whether or not they are similar. If there is a difficulty in comparing the numerical values and there are overlapping parts, if the judgment is difficult, And the positional similarity of the data in the two-dimensional or three-dimensional graph space can be determined by locating the classified data based on the index data and placing the classified data on the graph. Can be performed.

만일, 동등성 조건의 만족여부 판단을 한 후에도, 상기 조건을 만족하는 데이터가 라이브러리 내에 없는 경우에는, 상기 수집된 데이터들은 라이브러리에 저장될 수 있다. 이는 시료에 대한 정보를 출력하지 못한 경우라고 하더라도, 최소한 라이브러리의 정보량을 증가시킬 수 있는 수단일 수 있다.If the data satisfying the above condition is not found in the library even after the determination of whether or not the equivalence condition is satisfied, the collected data may be stored in the library. This may be a means to at least increase the amount of information in the library even if it fails to output information about the sample.

상기 라이브러리를 구축하는 방법은, 성분분석법에 의해, 시료가 기체로 변환되어 기체상 시료를 형성하면서 상기 시료의 구성원소가 분석되어, 시료 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터가 수집되는 단계; 동위원소비 질량분석법에 의해, 기체상 시료의 동위원소비가 분석되어, 시료의 동위원소비 데이터가 수집되는 단계; 및 통계학적 주성분 분석에 의해, 상기 수집된 데이터들이 분류되어 라이브러리에 저장되는 단계;를 포함할 수 있고, 상기 시료는 시멘트의 시료일 수 있다.The method for constructing the library comprises the steps of: analyzing constituent elements of the sample while converting the sample into a gas to form a gas phase sample by a component analysis method; and calculating isotope content data for each constituent element per sample unit weight ; The isotope consumption of the gas phase sample is analyzed by the isocratic consumption mass spectrometry method, and the isotope consumption data of the sample is collected; And statistical principal component analysis, the collected data is sorted and stored in a library, and the sample may be a sample of cement.

상기 성분분석법, 동위원소비 질량분석법, 수집되는 데이터, 그리고 보정하는 방법 및 과정 등에 대한 설명은 전술한 시멘트의 감식방법과 거의 유사하게 수행될 수 있다. 즉, 라이브러리를 구축하는 방법은, 최초에 라이브러리가 구축되지 않았을 때에, 시멘트의 출처, 용도, 구성물질 등의 정보를 알고 있는 상태에서, 감식을 위해 해당 시멘트에 대한 정보를 기록하는 것일 수 있다. The component analysis method, the in-process mass spectrometry method, the data to be collected, and the method and procedure of calibrating can be performed in substantially the same manner as the above-described method of detecting the cement. That is, a method of constructing a library may be to record information about the cement for identification, while knowing the information such as the source, use, and constituent material of the cement when the library is not constructed for the first time.

또한, 시멘트의 감식은 정보 출력의 신속을 우선으로 하여 수행할 수 있지만, 라이브러리의 구축에 있어서는 정확한 정보 및 다량의 정보를 확보하는 것을 우선으로 할 수 있다. 따라서, 라이브러리를 구축할 때에는, 통계학적 주성분 분석을 이용하여, 수집된 데이터들을 보다 정확하고 세분화 하여 저장해 놓는 것이 바람직할 수 있다.In addition, although the cement identification can be performed with priority given to speeding up information output, it is possible to prioritize securing accurate information and a large amount of information in building a library. Therefore, when constructing a library, it may be desirable to use statistical principal component analysis to store the collected data more accurately and granularly.

본 발명에서의 시멘트의 감식방법 및 라이브러리의 구축방법은, 가장 시중에 널리 쓰이는 국내 3사(쌍용양회사, 동양시멘트사, 라파즈 한라시멘트사)의 시멘트 원료 18 개종에 대한 성분 자료를 기준으로 제조사별 시멘트들의 구성원소에 대한 동위원소비를 구하여, 각각의 특징을 구분 하는 분석방법을 구축하고자 하였으며, 이러한 방법을 제공하지만, 시멘트의 종류가 이에 한정되는 것은 아니고, 해외업체에서 제조된 시멘트에 대한 정보도 포함하고 있을 수 있다.The method of detecting the cement and the method of constructing the library according to the present invention are based on the composition data of 18 kinds of cement raw materials of the three most widely used domestic three companies (Ssangyong Yang company, Dong Yang cement company, La Paz hola cement company) In order to establish the analytical method that distinguishes each characteristic by obtaining the isotope consumption of the constituent elements of the different cements, the method is provided. However, the type of the cement is not limited to this, Information may also be included.

또한, 시멘트의 주원료에 대한 분석 정보를 이미 알고 있거나 제공되어 있는 경우, 시멘트 범죄 흔적 증거물들과의 비교 분석법을 시도하여 증거물에 대한 출처와 원산지, 환경에 대한 정보 등을 분석할 수 있는 방법을 제공하며, 이렇게 분석된 자료들을 라이브러리로 구축하여, 현장의 증거물로 접수된 시멘트와 관련 증거물들을 비교 분석함으로써 결정적인 정보를 확인할 수 있다.In addition, if analytical information on the basis of cement is already known or provided, a comparative analysis with cement crime traces will be tried to provide a way to analyze information on the source, origin, and environment of the evidence This information can be confirmed by analyzing the cement and related evidence received as evidence in the field.

본 발명의 시멘트의 감식방법은, 구성원소를 분석하는 성분분석 장치와 동위원소비 질량분석분광기를 이용하여 시멘트 시료에 대한 동위원소비 데이터를 수집하고 분석하여, 방대하고 정확한 정보를 담고 있는 라이브러리를 제공할 수 있으며, 이렇게 구축된 라이브러리를 이용함으로써, 미지의 시료에 어떠한 종류의 시멘트가 포함되어 있는지를 신속하고 정확하게 감식해 낼 수 있다. The method of detecting cement of the present invention collects and analyzes in-house consumption data on cement samples using a component analyzer for analyzing constituent elements and an isobaric consumption mass spectrometer, By using the library constructed in this way, it is possible to quickly and accurately identify what kind of cement is contained in an unknown sample.

상기 감식방법을 통해서 현장의 증거물로 접수된 시멘트와 관련 증거물들 간의 비교 감정에 도움을 줄 수 있는 결정적인 단서를 제공할 수도 있다. The above method of identification may provide a decisive clue to help the comparison feelings between cement and related evidence received as field evidence.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트의 감식방법을 순서도로 표현한 모식도이다.
도 2는 동위원소비 질량분석에 의해 수집된 탄소 동위원소비 데이터를 이용하여 얻어진 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3a 및 3b는 동위원소비 질량분석에 의해 수집된 산소 동위원소비 데이터를 이용하여 얻어진 결과를 나타낸 그래프로, 도 3a는 전체 시멘트 시료에 대한 것이고, 도 3b는 도 3a에서 밀집된 부분을 확대한 것이다.
도 4는 동위원소비 질량분석에 의해 수집된 탄소 동위원소비 데이터 및 산소 동위원소비 데이터를 이용하여 얻어진 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic diagram showing a method of detecting a cement according to an embodiment of the present invention in a flowchart.
FIG. 2 is a graph showing the results obtained using the carbon isotope consumption data collected by the analysis of the isotope consumption mass.
3A and 3B are graphs showing the results obtained using the oxygen isotope consumption data collected by the analysis of the same consumptive mass. FIG. 3A shows the whole cement sample. FIG. will be.
FIG. 4 is a graph showing the results obtained using the carbon isotope consumption data and the oxygen isotope consumption data collected by the analysis of the same consumption mass.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도 1에 동위원소비 질량분석법을 통해서, 시멘트 및 시멘트 관련 제품의 구성 원소의 동위원소비 및 이것이 보정된 델타값을 이용한 시멘트의 감식방법에 대하여 전체적인 절차를 순서도로서 나타내었다. 도 1에 따라 시멘트를 감식하는 방법에 대하여 살펴보면, 먼저, 시멘트 시료의 균질화를 위하여 분쇄 및 혼합하여 200 메쉬 이하의 체에 통과시키는 전처리를 한다.FIG. 1 is a flow chart showing the overall procedure for the cementation of the cement using cement and cement-related products and the corrected delta value of the constituent elements of the cement by means of the same method. Referring to FIG. 1, a method of predicting cement is as follows. First, crushed and mixed to homogenize a cement sample, and then subjected to pretreatment to pass through a sieve of 200 mesh or less.

성분분석 장치(예, 원소분석기 등)를 사용하여 구성원소를 분석하고, 시료의 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터를 수집하면서, 동위원소비 질량분석을 위해 시료를 기체화 한다. Analyze the constituent elements using a component analyzer (eg, an elemental analyzer, etc.) and collect the isotope content data for each constituent element per unit weight of the sample, while gasifying the sample for isocratic consumption mass analysis .

이 기체상의 시료에 대해 동위원소비 질량분석법을 수행하여 시료의 동위원소비 및/또는 이것이 보정된 델타값 데이터들을 수집하고, 상기 성분분석에 의해 수집된 데이터들과 함께 라이브러리에 저장하여 라이브러리를 구축한다. This gaseous sample is then subjected to isocratic consumption mass spectrometry to collect the isotope consumption of the sample and / or the delta value data for which it has been calibrated, store it in the library together with the data collected by the component analysis, do.

그리고, 감식하고자 하는 시멘트가 포함된 시료, 즉 파편이나 흔적물 등을 위와 같이 전처리 하여 동일한 방법으로 성분분석 및 질량분석을 수행하고, 이에 도출된 데이터들을 라이브러리의 데이터들과 동등성 조건을 만족하는지 비교 판독하여 어떠한 시멘트를 함유하고 있는지의 정보를 출력한다. Then, the sample containing the cement to be identified, that is, fragments or traces, is pretreated as described above, and the components are analyzed and mass analyzed in the same manner. The data thus derived are compared with the data of the library And reads out information indicating which cement is contained.

이하에서는, 시멘트 시료의 전처리 방법, 동위원소비 질량분석으로 얻어진 데이터의 해석, 동등성 조건 판단방법 등을 실시예를 이용하여 설명한다.
Hereinafter, the method of pretreatment of the cement sample, the analysis of the data obtained by the analysis of the mass consumption of the cement, the method of judging the equivalence condition, and the like will be described by way of examples.

실시예Example 1: 시료의 전처리 1: Pretreatment of sample

3개 사의 시멘트 제조업체들에서 생산되고 시중에 판매되는 총 18 개종 (쌍용양회사의 12 개종, 동양시멘트사의 3개종 및 라파즈 한라시멘트사의 3개종)의 시멘트 원료 또는 블록을 분쇄하고 혼합하여 조성이 전체적으로 균질한 분말을 제조하였고, 이 분말을 약 200 메쉬 이하의 체에 통과시켜 분말의 입도를 조절함으로써, 동위원소비 질량분석을 위한 시멘트를 포함하는 시료를 제작하였다.Cement raw materials or blocks of 18 types (12 types of Ssangyong Yang, 3 types of Dongyang Cement and 3 types of LaPaz Halla Cement) produced by three cement manufacturers and sold on the market are crushed and mixed to form a total composition A homogeneous powder was prepared and the powder was passed through a sieve having a size of about 200 mesh or less to control the particle size of the powder, thereby preparing a sample containing cement for the analysis of gas consumption.

상기 시료로 제작한 제조사별 시멘트의 종류 및 용도는 하기 표 1 및 2에나타내었다. The types and uses of the cements produced by the manufacturers are shown in Tables 1 and 2 below.

제조 회사manufacture company 시멘트 시료 번호Cement sample number 종 류Kinds 쌍용양회사Ssangyong Yang Company SS-1SS-1 포틀랜드 시멘트 (1종)Portland cement (1 kind) SS-2SS-2 중용열 포틀랜드 시멘트 (2종)Moderate heat Portland cement (2 kinds) SS-3SS-3 조강 포틀랜드 시멘트 (3종)Crude Portland cement (3 species) SS-4SS-4 저열 포틀랜드 시멘트 (4종)Low temperature portland cement (4 kinds) SS-5SS-5 초속경 시멘트Cement SS-6SS-6 초조강 시멘트Cemented steel cement SS-7SS-7 마이크로 시멘트 (마이셈 8000)Micro cement (MISEM 8000) SS-8SS-8 울트라그러우트 시멘트 (UGC-7000)Ultra GrouT Cement (UGC-7000) SS-9SS-9 지오크리트 (지반개량재)Geocrit (Ground improvement material) SS-10SS-10 팽창 시멘트 (팽창재)Expanded Cement (Expander) SS-11SS-11 고로슬래그 시멘트 (슬래그시멘트)Blast furnace slag cement (slag cement) SS-12SS-12 저발열 시멘트 (조강형저발트)Low heat cement (crude steel cubic balt) 동양시멘트사Dongyang Cement Company DY-1DY-1 동양시멘트 1종One kind of oriental cement DY-2DY-2 동양시멘트 3종Three kinds of oriental cement DY-3DY-3 동양시멘트 4종Four kinds of oriental cement 라파즈 한라시멘트사La Paz Halla Cement Company HR-1HR-1 포틀랜드 시멘트Portland cement HR-2HR-2 저발열 시멘트Low heat cement HR-3HR-3 고로슬래그 시멘트Blast furnace slag cement

구분division 특성characteristic 용도Usage 1종(보통)1 (usually) - 일반적인 콘크리트 성분- Typical concrete components - 일반 콘크리트 공사용
(국내생산 시멘트의 대부분)
- For general concrete construction
(Most of domestic production cement)
2종(중용열)2 (medium heat) - 장기 강도를 발현하는 2CaO, SiO2를 최대화하여 수화과정에서 초기 수화 열을 낮추고 투수 저항성을 높임- Maximize long-term strength of 2CaO and SiO 2 to lower initial hydration heat and increase water resistance in hydration process. - 큰 체적의 콘크리트 구조물 (댐 공사)
- 도로 보수용 콘크리트
- Concrete structure of large volume (dam construction)
- Concrete for road maintenance
3종(조강)3 species (crude steel) - 단기 강도가 셈
(조강시멘트 재령 1일 강도가 포틀랜드 시멘트의 재령 3일 강도와 거의 같음)
- Short-term strength
(Roughly the same as day 3 strength of portland cement at the first day of crude steel cement age)
- 도로 및 수중 공사 등 긴급 공사
- 콘크리트 공사에서 공사 기간을 단축하기 위해 사용
- Urgent construction such as road and underwater construction
- Used to shorten construction period in concrete construction
4종(저열)Four (low heat) - 2종(중용열) 시멘트보다 2CaO, SiO2
함량을 더 높임
- 2CaO, SiO 2 than 2 (medium heat) cement
Increase content
- 2종과 유사 용도
- 대규모 매스 콘크리트 공사
- 지하철 기반 공사 등
- Similar to 2 species
- Large scale mass concrete construction
- Subway-based construction

실시예Example 2: 성분분석 및  2: Component analysis and 동위원소비Same-member consumption 질량분석에 의한 시료의 데이터 수집 Data collection of sample by mass analysis

성분분석 장치로서 원소분석기 (모델 EURO EA 3000 (Euro Vector, 미국))를 이용하고, 동위원소비 질량분석분광기로 모델 이소프라임(Isoprime) (GV Instrument, UK)을 이용하였다. A model analyzer (model EURO EA 3000 (Euro Vector, USA)) was used as a component analyzer and a model Isoprime (GV Instrument, UK) was used as an in-situ consumption mass spectrometer.

분석에 사용될 시료 및 국제원자력기구에서 정의한 표준물질 (수크로오스, 카페인, 우레아)은 미세 측정저울로 ㎍ 단위까지 정확하게 무게를 측량하였으며, 상기 시료 및 표준물질을 캡슐(CHNS: 주석(Sn) 캡슐, HO: 은(Ag) 캡슐)에 장입한 후 누출되지 않도록 밀봉하였다. 상기 동위원소비 질량분석분광기의 온도 설정은: 탄소: 1050℃ real, 산소: py-EA IRMS 1400℃로 하고, 압력 설정은: (He, CO2, O2) 2 내지 10 bar로 하여 분석을 수행하였다.Samples to be analyzed and standard substances (sucrose, caffeine, urea) defined by the International Atomic Energy Agency were weighed accurately to ㎍ units using a microtiter scale and the samples and standard materials were packaged in capsules (CHNS: Sn capsule, HO : Silver (Ag) capsules) and sealed to prevent leakage. The temperature of the isotope mass spectrometry spectrometer is set at: 1050 ° C. real, oxygen: py-EA IRMS 1400 ° C., and the pressure set at (He, CO 2 , O 2 ) Respectively.

시료의 동위원소비 측정은 모두 3회 이상 수행하였고, 전처리된 시료의 구성원소가 원소분석기에 의해 분석되었고, 이 과정에서 상기 시료는 단순 기체로 기화되어 수소, 일산화탄소, 질소, 산소 등의 단순 기체를 형성하였으며, 기체화 된 시료들의 동위원소비가 질량분석분광기에 의해 측정되었다.
In this process, the sample is vaporized into a simple gas, and a simple gas such as hydrogen, carbon monoxide, nitrogen, oxygen, or the like is supplied to the sample. And the isotope consumption of the gasified samples was measured by a mass spectrometer.

실시예Example 3: 수집된 데이터의 분석 및 분류에 의한 라이브러리의 구축 3: Construction of library by analysis and classification of collected data

상기 실시예 1에서 측정된 시료의 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터(C_H/W, O_H/W) 및 시료의 동위원소비 데이터(δ13C, δ18O)를 탄소, 산소, 그리고 탄소 및 산소로 구분하여 데이터를 분석하였다.(C_H / W, O_H / W) and isotope consumption data (δ 13 C, δ 18 O) of each sample for each constituent element per unit weight of the sample measured in Example 1, Oxygen, and carbon and oxygen.

이 때, 국제원자력기구에서 정의한 표준물질(IAEA-CH6 수크로오스 (-10.4), IAEA-600 카페인 (-27.77), 우레아 (-34.22))의 동위원소비 데이터를 이용하여 보정하여 델타값 데이터를 얻었다. At this time, using the isotope consumption data of the reference materials (IAEA-CH 6 sucrose (-10.4), IAEA-600 caffeine (-27.77), urea (-34.22)) defined by the International Atomic Energy Agency .

상기 시료의 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터(H(Height)/W(Weight))는, 시료 1 ㎍에 포함된 δ13C 또는 δ18O의 값이 어느 정도인지 알 수 있는 데이터로, 계산식은 (성분분석 장치상에 나타나는 해당 시료 또는 표준 동위원소 높이(height) 또는 강도(intensity) 값)/(측정시료의 중량(μg))을 이용하였다. The content data (H (Height) / W (Weight)) of the isotope for each constituent element per unit weight of the sample indicates the value of δ 13 C or δ 18 O contained in 1 μg of the sample The formula used was the height or intensity value of the corresponding sample or standard isotope shown on the component analyzer / weight of the test sample (μg).

각 구성원소별로 시료의 H/W 평균값(R_H/W_ave), 표준물질의 H/W (R_H/W_std) 값을 얻었으며, 얻어진 데이터 값을 하기 표 3 내지 5에 나타내었다.The H / W average value (R_H / W_ave) of the sample and the H / W (R_H / W_std) value of the standard material were obtained for each constituent element, and the obtained data values are shown in Tables 3 to 5 below.

표준물질 IAEA-CH6 (-10.4), IAEA-600 카페인 (-27.77), 우레아 (-34.22)로 보정한 것은 동위원소비 데이터 값이 잘 측정되고 있는지 확인해 볼 수 있는 척도로서, 3 개 이상의 시료의 동위원소비 데이터에 대하여 검량선 (Calibration Curve)을 그려서 상관계수(R2) 값을 계산한 결과 그 값이 0.99이상이었고, 여기서 한 종류의 표준물질을 사용하여 분석한 것과 큰 차이를 보이지 않았다. 이를 통해, 기기가 정상적으로 작동되고 있음을 확인 할 수 있었다. Standard material IAEA-CH 6 (-10.4), IAEA-600 caffeine (-27.77), and urea (-34.22) is a measure of whether these data are well measured. The calibration curve (R 2 ) was calculated by plotting the calibration curve. The value of the correlation coefficient (R 2 ) was 0.99 or more, which was not much different from that of the one using the standard material. This confirms that the device is operating normally.

두 개 이상의 표준물질의 동위원소비를 측정하여 보정해 줌으로써 데이터의 정확성을 더 높일 수 있으며, 중간에 표준물질을 사용하여 계속 보정해주면 더 바람직하다. 참고로, 표준물질의 선택은 분석원소(CNHOS)에 따라서 선택할 수 있는데, 측정하는 시료의 값에 가까운 표준물질을 선택한다.
Data can be more accurate by measuring and calibrating the isotope consumption of two or more reference materials, and it is preferable to continue calibration using a standard material in between. For reference, the selection of a reference material can be selected according to the analytical element (CNHOS), and a standard material close to the value of the sample to be measured is selected.

1) 탄소 1) carbon 동위원소비Same-member consumption 데이터의 분석 Analysis of data

시료sample δ13C_ave. (‰)δ 13 C_ave. (‰) δ13C_std. (‰)? 13 C_std. (‰) C_H/W_ave.C_H / W_ave. C_H/W_std.C_H / W_std. SS-1SS-1 -3.80-3.80 1.15 1.15 1.121.12 0.02 0.02 SS-2SS-2 -3.87-3.87 0.74 0.74 0.780.78 0.02 0.02 SS-3SS-3 -- -- -- -- SS-4SS-4 -3.57-3.57 1.10 1.10 0.800.80 0.01 0.01 SS-5SS-5 -19.43-19.43 1.35 1.35 1.431.43 0.05 0.05 SS-6SS-6 -18.26-18.26 1.43 1.43 0.250.25 0.00 0.00 SS-7SS-7 -23.13-23.13 0.72 0.72 0.840.84 0.14 0.14 SS-8SS-8 -6.00-6.00 4.27 4.27 1.521.52 0.46 0.46 SS-9SS-9 -11.32-11.32 1.86 1.86 0.590.59 0.02 0.02  SS-10SS-10 -8.49-8.49 1.50 1.50 1.701.70 0.10 0.10  SS-11SS-11 -4.79-4.79 0.96 0.96 0.630.63 0.02 0.02  SS-12SS-12 -19.87-19.87 1.59 1.59 2.042.04 0.36 0.36 DY-1DY-1 -3.97-3.97 1.04 1.04 0.820.82 0.03 0.03 DY-2DY-2 -20.66-20.66 0.700.70 -- -- DY-3DY-3 -16.14-16.14 0.270.27 -- -- HR-1HR-1 -1.90-1.90 1.12 1.12 0.930.93 0.00 0.00 HR-2HR-2 -12.80-12.80 1.02 1.02 1.371.37 0.05 0.05 HR-3HR-3 -4.12-4.12 1.15 1.15 0.760.76 0.01 0.01

도 2에 상기 표 3의 데이터를 토대로, 가로축(x축)을 δ13C 값(델타값)으로 하고, 세로축(y축)을 C_H/W로 한 그래프를 도시하였다. 상기 그래프에서 각각의 데이터 값을 기준으로 가로와 세로로 표시된 선은 측정된 데이터 값의 범위이고, 도형이 위치된 곳이 평균값을 의미한다. FIG. 2 shows a graph in which the horizontal axis (x axis) is a delta 13 C value (delta value) and the vertical axis (y axis) is C_H / W, based on the data in Table 3 above. In the graph, the horizontal and vertical lines represent the range of the measured data value, and the location where the graphic is located represents the average value.

상기 표 3에서 나타난 바와 같이, 제조사별 시멘트의 δ13C 값은 -1.90 내지 -23.13‰ (평균, -9.69‰)로 변화가 비교적 심하였다. 쌍용양회사의 δ13C 값은 -3.80 내지 -23.13‰이었고, 평균은 -11.14이었으며, 라파즈 한라시멘트사의 δ13C 값은 -1.90 내지 -12.80‰이었고, 평균은 -6.27이었다. 이와 같이, δ13C 값은 분포의 편차가 커서, 제조사별 시멘트의 구별은 용이하다는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 3, the δ 13 C value of the cement according to the manufacturer varied from -1.90 to -23.13 ‰ (average, -9.69 ‰). The δ 13 C values of Ssangyong Yang were -3.80 to -23.13 ‰, and the average was -11.14. The δ 13 C values of La Paz Hanla Cement were -1.90 to -12.80 ‰ and the average was -6.27. Thus, it was confirmed that the value of δ 13 C has a large variation in distribution, and it is easy to distinguish cement by manufacturer.

용도별로, SS-12(저발열)의 경우에는, δ13C 값이 -19.87, C_H/W 값이 2.04로 나타났으며, HR-2(저발열)의 경우에는, δ13C 값이 -12.80, C_H/W 값이 1.37로 나타났다. 또한, SS-5(초속경)의 δ13C 값은 -19.43, C_H/W 값은 1.43로 나타났고, SS-6(초조강)의 δ13C 값은 -18.26, C_H/W 값은 0.25로 나타났다. 이 데이터들을 도 2를 참조하여 살펴보면, 그 구획이 명확하게 나뉘어 구분되어 있음을 알 수 있는바, 위 네 개의 용도별 시멘트의 구별이 용이하다는 것을 확인할 수 있었다. By purpose, in the case of SS-12 (low heat), when the δ 13 C value was -19.87, C_H / W value is appeared to 2.04, HR-2 (low heat), the δ 13 C-values 12.80, and the C_H / W value was 1.37. The δ 13 C value of SS-5 (initial velocity) is -19.43 and the C_H / W value is 1.43. The δ 13 C value of SS-6 is 5.58 and the C_H / W value is 0.25 Respectively. Referring to FIG. 2, it can be seen that the compartments are clearly divided and thus it is easy to distinguish the above four types of cement.

다만, 도 2를 보면, 원으로 묶인 시멘트 시료의 δ13C 값은 중첩되는 영역이 존재하였다. 이 시멘트 시료들은 포틀랜드 시멘트와 고로슬래그 시멘트로서 수치가 유사한데, 고로슬래그의 경우 혼합 시멘트로 포틀랜드 시멘트가 함께 혼합되어 있기 때문이다. 팽창시멘트의 경우에도 포틀랜드 시멘트가 섞인 혼합물이어서, 이 세 가지의 시멘트 시료는 탄소 동위원소비 데이터로는 서로 구별할 수 없다는 것을 확인할 수 있었다. 이는 시멘트 시료들의 다른 동위원소비 데이터에 의한 δ18O 등을 이용하여 구별할 수 있을 것이다.
In Fig. 2, the δ 13 C values of the cement samples bound to the circle were overlapped. These cement samples are similar in portland cement and blast furnace slag cement, and blast furnace slag is mixed with Portland cement mixed cement. In the case of expanded cement, it is also possible to confirm that these three cement samples are indistinguishable from the carbon isotope consumption data because they are mixtures of Portland cement. This can be distinguished by using δ 18 O by other isotope consumption data of cement samples.

2) 산소 2) Oxygen 동위원소비Same-member consumption 데이터의 분석 Analysis of data

시료sample δ18O_ave. (‰)δ 18 O_ave. (‰) δ18O_std. (‰)δ 18 O_std. (‰) O_H/W_ave.O_H / W_ave. O_H/W_std.O_H / W_std. SS-1SS-1 22.7322.73 1.001.00 3.283.28 0.600.60 SS-2SS-2 23.4323.43 0.430.43 3.383.38 0.150.15 SS-3SS-3 23.2523.25 0.880.88 2.902.90 0.100.10 SS-4SS-4 23.1023.10 0.490.49 3.003.00 0.100.10 SS-5SS-5 22.5622.56 1.541.54 6.936.93 1.881.88 SS-6SS-6 23.2723.27 0.910.91 3.173.17 0.390.39 SS-7SS-7 22.5722.57 1.471.47 2.022.02 0.100.10 SS-8SS-8 23.3723.37 1.011.01 2.622.62 0.170.17 SS-9SS-9 22.0622.06 0.870.87 3.823.82 0.140.14 SS-10SS-10 21.2521.25 1.011.01 13.5613.56 1.811.81 SS-11SS-11 22.6622.66 1.071.07 2.342.34 0.380.38 SS-12SS-12 21.8421.84 0.890.89 3.103.10 0.110.11 DY-1DY-1 22.9122.91 0.560.56 3.373.37 0.150.15 DY-2DY-2 22.3522.35 0.480.48 3.223.22 0.130.13 DY-3DY-3 22.6522.65 0.790.79 2.702.70 0.140.14 HR-1HR-1 22.3722.37 0.420.42 4.004.00 0.140.14 HR-2HR-2 21.9721.97 1.161.16 2.952.95 0.400.40 HR-3HR-3 23.4123.41 0.980.98 1.971.97 0.140.14

도 3a에 상기 표 4의 데이터를 토대로, 가로축을 δ18O 값 (델타값)으로 하고, 세로축을 O_H/W로 한 그래프를 도시하였다. 상기 그래프에서 각각의 데이터 값을 기준으로 가로와 세로로 표시된 선은 측정된 데이터 값의 범위이고, 도형이 위치된 곳이 평균값을 의미한다.FIG. 3A shows a graph based on the data in Table 4, in which the abscissa is the delta 18 O value (delta value) and the ordinate is O_H / W. In the graph, the horizontal and vertical lines represent the range of the measured data value, and the location where the graphic is located represents the average value.

상기 표 4와 도 3a에 나타난 바와 같이, 대부분의 δ18O 값은 22.6‰ 정도의 값을 갖고 있으며, 제조사별 δ18O 값은 쌍용양회사, 동양시멘트사 및 라파즈 한라시멘트사의 시료가 각각 21.25-23.43‰, 22.35-22.91‰ 및 23.41-21.97‰로서 차이가 크지 않음을 확인할 수 있었지만, O_H/W 값 (평균, 3.80)의 경우에는, SS-5 (초속경)와 SS-10 (팽창제) 등의 시료가, 다른 시료들의 O_H/W 값과 확연하게 다른 값을 갖고 있어 이 두 가지 시멘트 시료는 구별이 가능함을 확인할 수 있었다. 다만, 이 두 가지 시멘트 시료를 제외하면 변화의 범위도 비교적 좁음을 확인할 수 있었다. As shown in Table 4 and FIG. 3A, most δ 18 O values are about 22.6 ‰, and the δ 18 O values of the manufacturers are 21.25 (S) of Ssangyang Company, Dong Yang Cement Company and La Paz Hanla Cement Co., SS-5 (swing speed) and SS-10 (swelling agent) for O_H / W value (mean, 3.80) were found to be not significantly different from those of SS- Were different from O_H / W values of other samples, and it was confirmed that these two cement samples could be distinguished. However, except for these two cement samples, the range of change was relatively narrow.

도 3b는 상기 구별이 가능한 두 가지 시멘트 시료 (SS-5 및 SS-10)를 제외한 나머지 시멘트 시료들의 델타값 및 H/W 값을 스케일-업(scale-up)하여 나타낸 그래프로서, 이를 통해서, 지반 개량제 (SS-2), 저발열 (SS-12 및 HR-2), 초조강 (SS-6) 및 마이크로 (SS-7)등 용도별로도 구별이 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.FIG. 3B is a graph showing the scale-up of the delta value and the H / W value of the remaining cement samples except for the two distinguishable cement samples (SS-5 and SS-10) It can be confirmed that it is also possible to distinguish by application such as soil improvement agent (SS-2), low heat generation (SS-12 and HR-2), rough steel (SS-6) and micro (SS-7).

추가적으로, 전형적인 포틀랜드 시멘트의 화학성분은 CaO 60~67%, SiO2 17~25%, Al2O3 3~8%, FeO3 0.5~6% 등을 포함하고 있어, 제조사별 포틀랜드 시멘트 시료의 델타값 (δ18O)은 표준 PDB(Pee Dee Belemnite) 보다 크다는 것을 확인할 수 있었다.
Additionally, the typical chemical composition of Portland cement is CaO 60 ~ 67%, SiO 2 17 ~ 25%, Al 2 O 3 3 ~ 8%, FeO 3 0.5 ~ 6 it contains%, etc., the manufacturer-specific delta Portland cement sample The value (δ 18 O) was found to be larger than the standard PDB (Pee Dee Belemnite).

3) 탄소 및 산소 3) Carbon and oxygen 동위원소비Same-member consumption 데이터의 분석 Analysis of data

시료sample δ13C_ave. (‰)δ 13 C_ave. (‰) δ13C_std. (‰)? 13 C_std. (‰) δ18O(‰)_ave.δ 18 O (‰) _ ave. δ18O(‰)_std.δ 18 O (‰) _ std. SS-1SS-1 -3.80-3.80 1.151.15 22.7322.73 1.001.00 SS-2SS-2 -3.87-3.87 0.740.74 23.4323.43 0.430.43 SS-3SS-3 -- -- 23.2523.25 0.880.88 SS-4SS-4 -3.57-3.57 1.101.10 23.1023.10 0.490.49 SS-5SS-5 -19.43-19.43 1.351.35 22.5622.56 1.541.54 SS-6SS-6 -18.26-18.26 1.431.43 23.2723.27 0.910.91 SS-7SS-7 -23.13-23.13 0.720.72 22.5722.57 1.471.47 SS-8SS-8 -6.00-6.00 4.274.27 23.3723.37 1.011.01 SS-9SS-9 -11.32-11.32 1.861.86 22.0622.06 0.870.87 SS-10SS-10 -8.49-8.49 1.501.50 21.2521.25 1.011.01 SS-11SS-11 -4.79-4.79 0.960.96 22.6622.66 1.071.07 SS-12SS-12 -19.87-19.87 1.591.59 21.8421.84 0.890.89 DY-1DY-1 -3.97-3.97 1.041.04 22.9122.91 0.560.56 DY-2DY-2 -20.66-20.66 0.700.70 22.3522.35 0.480.48 DY-3DY-3 -16.14-16.14 0.270.27 22.6522.65 0.790.79 HR-1HR-1 -1.90-1.90 1.121.12 22.3722.37 0.420.42 HR-2HR-2 -12.80-12.80 1.021.02 21.9721.97 1.161.16 HR-3HR-3 -4.12-4.12 1.151.15 23.4123.41 0.980.98

표 5는 각각 δ13C와 δ18O의 표준물질의 데이터와 시료 측정값을 나타낸 것이며, 도 4에 X축을 δ18O로 하고, Y축을 δ13C로 하여 그래프를 도시하여 나타내었다.Table 5 shows the data of the standard materials of δ 13 C and δ 18 O and the measured values of the samples, respectively, and graphs are shown in FIG. 4, with the X axis being δ 18 O and the Y axis being δ 13 C.

포틀랜드 시멘트와 고로슬래그 시멘트가 그래프의 우측에 집중적으로 모여 있음을 확인할 수 있었고, 지반개량제와 팽창제가 유사한 위치에 있으나 δ13C과 δ18O의 값에 의해 구별될 수 있음을 확인할 수 있었으며, 저발열, 초조강 및 초속경 시멘트도 δ13C과 δ18O의 양에 의해 구별될 수 있음을 확인할 수 있었다. 마이크로용 시멘트는 좌측에 위치하여 δ13C의 양보다는 δ18O 양의 차이로 인한 변동 폭이 크다는 것을 알 수 있었다.
Portland cement and blast furnace slag cement are concentrated on the right side of the graph. It can be seen that the soil improvement agent and the swelling agent are located at similar positions but can be distinguished by the values of δ 13 C and δ 18 O, It was also confirmed that the heat, the hardened steel and the ultra rapid cement can be distinguished by the amounts of δ 13 C and δ 18 O. The micro cement was located on the left side, and it was found that the fluctuation width due to the difference of the amount of δ 18 O was larger than the amount of δ 13 C.

실시예Example 4: 시멘트를 포함하는 대상시료의 감식 4: Identification of target samples containing cement

상기 실시예 2 및 3에 의하여 분석된 시멘트 시료에 대한 데이터들을 저장하여 라이브러리를 구축하였다. 그리고, 쌍용양회사의 SS-6인 초조강 시멘트를 미지의 시멘트 파편으로 가정하고 감식을 실시하였다. Data of the cement samples analyzed according to Examples 2 and 3 were stored and a library was constructed. Then, SS-6, an early-spring steel cement of Ssangyong Yang Co., was assumed to be an unknown cement fragment.

먼저 상기 파편들을 조성이 균일할 수 있도록 분쇄하고 혼합하여 200 메쉬의 체에 통과시켜 시료를 제조하였다. 제조된 미지의 시료를 원소분석기를 이용하여 구성원소를 분석하고 시료를 기체화 하였으며, 기체상의 시료를 동위원소비 질량분석분광기를 이용하여 동위원소비를 3회 측정하고, 측정된 값을 이용하여 델타값을 구하였고, 상기 장비들은 상기 실시예 1 및 2와 동일한 것을 사용하였고, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.First, the fragments were pulverized and mixed to make the composition uniform, and passed through a 200-mesh sieve to prepare a sample. The unknown samples were analyzed by elemental analyzer, and the samples were gasified. Gas samples were measured three times using the same mass spectrometric spectrometer, and the measured values were used And the same equipment as those of Examples 1 and 2 were used. The results are shown in Table 6 below.

1회1 time 2회Episode 2 3회3rd time 평균값medium δ13Cδ 13 C -18.77-18.77 -17.96-17.96 -18.02-18.02 -18.25-18.25 δ18Oδ 18 O 23.1923.19 23.2923.29 23.3323.33 23.2723.27

상기 표 6을 참조하여, 이를 라이브러리에 저장된 데이터인 도 3a, 3b 및 4에 표시된 값과 비교하여 보면, 감식 대상인 미지의 시료는 SS-6인 쌍용양회사의 초조강 시멘트임을 확인할 수 있다.
3A, 3B and 4, which are data stored in the library, it can be confirmed that the unknown sample, which is the subject of the test, is the irregular steel cement of Ssangyong Company, SS-6.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

Claims (13)

(a) 시멘트를 포함하는 시료가 전처리 되는 단계;
(b) 성분분석법 및 동위원소비 질량분석법에 의해, 상기 시료에 대한 데이터가 수집되는 단계; 및
(c) 상기 수집된 시료의 데이터들과 미리 구축된 라이브러리의 데이터들 사이에, 동등성 조건의 만족 여부가 판단되어, 시료에 포함된 시멘트의 정보가 출력되는 단계;를 포함하고,
상기 수집되는 데이터와 상기 라이브러리의 데이터는, 시료의 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터 및 시료의 동위원소비 데이터를 포함하며,
상기 동위원소비 데이터는 동위원소비의 측정값 데이터, 상기 측정값 데이터가 보정된 델타값 데이터 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것인 시멘트의 감식방법.
(a) preprocessing a sample containing cement;
(b) collecting data on the sample by a component analysis method and an in-process mass spectrometry method; And
(c) determining whether the equivalence condition is satisfied between the data of the collected sample and the data of the library constructed in advance, and outputting the information of the cement contained in the sample,
Wherein the collected data and the data of the library include data on isotope content for each constituent element per unit weight of the sample and isotope consumption data of the sample,
Wherein the isotope consumption data comprises any one selected from the group consisting of measured value data of the in-house consumption, delta value data corrected for the measured value data, and combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 단계 (a)의 전처리는, (a-1) 시멘트를 포함하는 대상시료를 혼합 및 분쇄하여 분말을 형성하는 단계; 및 (a-2) 상기 분말을 200 메쉬 이하의 체(sieve)에 통과시키는 단계;를 포함하는 것인 시멘트의 감식방법.
The method according to claim 1,
The pretreatment of the step (a) comprises: (a-1) mixing and crushing a sample containing cement to form a powder; And (a-2) passing the powder through a sieve of 200 mesh or less.
제1항에 있어서,
상기 단계 (b)는, 성분분석법에 의해 상기 시료는 기체상의 시료가 되면서 구성원소가 분석되어 시료의 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터가 수집되는 단계; 및
동위원소비 질량분석법에 의해 시료의 동위원소비 데이터가 수집되는 단계;를 포함하여 수행되는 것인 시멘트의 감식방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step (b) comprises the steps of: analyzing constituent elements of the sample as a sample in the gas phase by the component analysis method, and collecting isotope content data for each constituent element per unit weight of the sample; And
And the step of collecting the isoterm consumption data of the sample by the isocratic consumption mass spectrometry method.
제3항에 있어서,
상기 기체상의 시료는 수소, 질소, 산소, 일산화탄소, 이산화탄소 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것인 시멘트의 감식방법.
The method of claim 3,
Wherein the gaseous sample comprises any one selected from the group consisting of hydrogen, nitrogen, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, and combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 단계 (c)의 라이브러리를 구축하는 방법은,
성분분석법에 의해, 시료가 기체로 변환되어 기체상 시료를 형성하면서 상기 시료의 구성원소가 분석되어, 시료 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터가 수집되는 단계;
동위원소비 질량분석법에 의해, 기체상 시료의 동위원소비가 분석되어, 시료의 동위원소비 데이터가 수집되는 단계; 및
통계학적 주성분 분석에 의해, 상기 수집된 데이터들이 분류되어 라이브러리에 저장되는 단계;를 포함하고,
상기 시료는 시멘트의 시료인 것인 시멘트의 감식방법.
The method according to claim 1,
The method of constructing the library of step (c)
A constituent element of the sample is analyzed while a sample is converted into a gas to form a gas phase sample by the component analysis method and the isotope content data for each constituent element is collected per sample unit weight;
The isotope consumption of the gas phase sample is analyzed by the isocratic consumption mass spectrometry method, and the isotope consumption data of the sample is collected; And
Wherein the collected data is sorted and stored in a library by statistical principal component analysis,
Wherein the sample is a sample of cement.
제1항에 있어서,
상기 단계 (c)의 동등성 조건의 만족 여부는, 라이브러리의 데이터와,
시료 단위중량당 각 구성원소에 대한 동위원소의 함량 데이터, 시료의 동위원소비 데이터 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나와의 유사성;
상기 함량 데이터 및 동위원소비 데이터를 지표성분으로 한 통계학적 주성분 분석에 의해 분류된 데이터들의 분포 위치적 유사성; 또는
이들의 조합에 의한 유사성;에 의해 판단되는 것인 시멘트의 감식방법.
The method according to claim 1,
Whether or not the equivalence condition of step (c) is satisfied is determined by comparing the data of the library,
Similarity to any one selected from the group consisting of isotope content data for each constituent element per sample unit weight, isotope consumption data of a sample, and combinations thereof;
The distributional similarity of the data classified by the statistical principal component analysis using the above content data and the same consumption data as the index component; or
And the similarity due to the combination thereof.
제1항에 있어서,
상기 단계 (b)에서 수집된 데이터가 단계 (c)의 라이브러리의 데이터들과의 동등성 조건을 만족하지 못하는 경우, 상기 수집된 데이터는 라이브러리 내에 저장되는 것인 시멘트의 감식방법.
The method according to claim 1,
Wherein the collected data is stored in a library if the data collected in step (b) does not satisfy an equivalence condition with data in the library of step (c).
제1항에 있어서,
상기 동위원소비 데이터는 2H/1H, 13C/12C, 15N/14N, 18O/16O, 34S/32S, 48Ca/46Ca 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것인 시멘트의 감식방법.
The method according to claim 1,
The isocratic consumption data is selected from the group consisting of 2 H / 1 H, 13 C / 12 C, 15 N / 14 N, 18 O / 16 O, 34 S / 32 S, 48 Ca / 46 Ca, The method comprising the steps of:
제1항에 있어서,
상기 델타값 데이터는 하기 수학식 1에 의해 보정되는 것인 시멘트의 감식방법:
[수학식 1]
δaR(‰)= ((aR/bR)samp - (aR/bR)std)/((aR/bR)std) × 1000
여기서, R은 H, C, N, O, S, CO 및 Ca로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이고, a는 상기 R의 무거운 동위원소의 질량수이며, b는 상기 R의 가벼운 동위원소의 질량수이고, (R/R)samp은 시료의 동위원소비이며, (R/R)std은 국제원자력기구 (IAEA)에 의해 정의된 표준물질의 표준-동위원소비이다.
The method according to claim 1,
Wherein the delta value data is corrected by the following equation (1): " (1) "
[Equation 1]
a R δ (‰) = ((R a / R b) samp - (R a / R b) std) / ((R a / R b) std) × 1000
Wherein R is any one selected from the group consisting of H, C, N, O, S, CO and Ca, a is the mass number of the heavy isotope of R, b is the mass number of the light isotope of R, (R / R) samp is the isotope consumption of the sample, and (R / R) std is the standard-isocratic consumption of the reference material as defined by the International Atomic Energy Agency (IAEA).
제8항에 있어서,
상기 표준물질은 IAEA-CH6, IAEA-600 카페인, 우레아 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것인 시멘트의 감식방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the reference material comprises any one selected from the group consisting of IAEA-CH 6 , IAEA-600 caffeine, urea, and combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 성분분석법에 사용되는 장치는, 원소분석기 (elemental analysis), 기체 크로마토그래피 (gas chromatography), 액체 크로마토그래피 (liquid chromatography), 열감량분석기 (thermogravimetric analysis) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것인 시멘트의 감식방법.
The method according to claim 1,
The apparatus used for the component analysis may be any one selected from the group consisting of elemental analysis, gas chromatography, liquid chromatography, thermogravimetric analysis, and combinations thereof. The method comprising the steps of:
제1항에 있어서,
상기 데이터의 수집은 3 회 이상 측정하여 그 평균 값을 사용하는 것인 시멘트의 감식방법.
The method according to claim 1,
Wherein said data collection is measured at least three times and the average value is used.
제1항에 있어서,
상기 시료의 데이터는, 실리카(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화철(Fe2O3), 석회(CaO), 산화마그네슘(MgO), 삼산화황(SO3), 산화칼륨(K2O), 산화망간(MnO), 이산화티타늄(TiO2), 산화나트륨(Na2O), 오산화인(P2O5), 과산화나트륨(Na2O3), 황산칼슘(CaSO4), 탄산칼슘(CaCO3), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 예엘리마이트(Ye`elimite, Ca3Al6O12·CaSO4), 브라운 밀레라이트(Brown millerite, Ca(AlFe3+)2O5), 고토감람석(Forsterite, Mg2SiO4), 로스타이트(Rostite, Al(SO4)(OH)·5H2O), 에트링가이트(Ettringite, Ca6Al2(SO4)3(OH)12·26H2O), 규산삼칼슘(3CaO·SiO2)계 화합물, 규산이칼슘(2CaO·SiO2)계 화합물, 알루민산 칼슘(3CaO·Al2O3)계 화합물, 알루미노아 철산칼슘(4CaO·Al2O3·Fe2O3)계 화합물, 석고(CaSO4·2H2O), 산화(칼슘마그네슘알루미늄)규산염(Calcium Magnesium Aluminum Oxide Silicate), 산화 칼슘철(Calcium Iron Oxide, Ca4Fe9O17) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 구성성분에 대한 데이터를 포함하는 것인 시멘트의 감식방법.
The method according to claim 1,
Data of the sample, silica (SiO 2), aluminum oxide (Al 2 O 3), iron oxide (Fe 2 O 3), lime (CaO), magnesium oxide (MgO), sulfur trioxide (SO 3), potassium oxide (K 2 O), MnO 2 , TiO 2 , Na 2 O, P 2 O 5 , Na 2 O 3 , CaSO 4 , Calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), yeelite (Ca 3 Al 6 O 12 .CaSO 4 ), brown millerite, Ca (AlFe 3+ ) 2 O 5) Goto Olivine (Forsterite, Mg 2 SiO 4), Los tight (Rostite, Al (SO 4) (OH) · 5H 2 O), ettringite (ettringite, Ca 6 Al 2 ( SO 4) 3 (OH ) 12 · 26H 2 O), calcium silicate (3CaO · SiO 2 ), calcium silicate (2CaO · SiO 2 ), calcium aluminate (3CaO · Al 2 O 3 ) (4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3) based compound, gypsum (CaSO 4 · 2H 2 O) , oxidizing (calcium magnesium aluminum) silicate (calcium magnesium aluminum silicate oxide), acid Calcium ferrous (Iron Oxide Calcium, Ca 4 O 17 Fe 9) and the forensic methods of the cement comprises the data for one of the components selected from the group consisting of.
KR1020140076003A 2014-06-20 2014-06-20 Method of identifying cements using isotope ratio mass spectrometer KR101600888B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140076003A KR101600888B1 (en) 2014-06-20 2014-06-20 Method of identifying cements using isotope ratio mass spectrometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140076003A KR101600888B1 (en) 2014-06-20 2014-06-20 Method of identifying cements using isotope ratio mass spectrometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150146094A true KR20150146094A (en) 2015-12-31
KR101600888B1 KR101600888B1 (en) 2016-03-09

Family

ID=55128843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140076003A KR101600888B1 (en) 2014-06-20 2014-06-20 Method of identifying cements using isotope ratio mass spectrometer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101600888B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110530960A (en) * 2019-07-31 2019-12-03 云南大学 A kind of Carbonate Oil gas reservoir pyrite Rb-Sr isotope dating Age Dating
CN114383909A (en) * 2022-01-20 2022-04-22 西南石油大学 In-situ micro-area element analysis standard sample, preparation method and application
WO2023055399A1 (en) * 2021-09-28 2023-04-06 Halliburton Energy Services, Inc. Recycled isotope correction

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030081630A (en) * 2002-04-12 2003-10-22 노희명 A method for discriminating organic agricultural products from conventional agricultural products using the ratio of nitrogen isotope
KR20110139968A (en) * 2010-06-24 2011-12-30 대한민국(관리부서:행정안전부 국립과학수사연구원장) Sample analyzing apparatus and sample analyzing method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030081630A (en) * 2002-04-12 2003-10-22 노희명 A method for discriminating organic agricultural products from conventional agricultural products using the ratio of nitrogen isotope
KR20110139968A (en) * 2010-06-24 2011-12-30 대한민국(관리부서:행정안전부 국립과학수사연구원장) Sample analyzing apparatus and sample analyzing method

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Carbon isotope stratigraphy using carbonate cements in the triassic sherwood standstone group: Corrib Field, west of Ireland, Susanne Schmid, Richanr H. Worden, Quentin J. Fisher, Chemical Geology, 225(2006), 137-155.
2. Discrimination of Korea beef of other origin by stable isotope measurements, Micha Horacek, Ji-Sook Min, Food Chemistry, 121(2010), 517-520.

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110530960A (en) * 2019-07-31 2019-12-03 云南大学 A kind of Carbonate Oil gas reservoir pyrite Rb-Sr isotope dating Age Dating
CN110530960B (en) * 2019-07-31 2021-11-19 云南大学 Chronology method for pyrite rubidium-strontium isotope in carbonate rock oil and gas reservoir
WO2023055399A1 (en) * 2021-09-28 2023-04-06 Halliburton Energy Services, Inc. Recycled isotope correction
CN114383909A (en) * 2022-01-20 2022-04-22 西南石油大学 In-situ micro-area element analysis standard sample, preparation method and application
CN114383909B (en) * 2022-01-20 2023-10-31 西南石油大学 In-situ micro-area element analysis standard sample, preparation method and application

Also Published As

Publication number Publication date
KR101600888B1 (en) 2016-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dong et al. Activity of calcined coal gangue fine aggregate and its effect on the mechanical behavior of cement mortar
Weritz et al. Quantitative determination of sulfur content in concrete with laser-induced breakdown spectroscopy
Usmani et al. Characterization, partitioning, and potential ecological risk quantification of trace elements in coal fly ash
CN103234994B (en) Method for analyzing element contents in high titanium residue by adopting X-ray fluorescence spectrum
KR101600888B1 (en) Method of identifying cements using isotope ratio mass spectrometer
WO2006096704A3 (en) Isotopically-labeled proteome standards
Paton et al. Identifying the asthenospheric component of kimberlite magmas from the Dharwar Craton, India
Jolivet et al. Quantification of boron in aluminoborosilicate glasses using Raman and 11B NMR
KR101652913B1 (en) Method of identifying cements using x-ray fluorescence and x-ray diffraction
Mijatović et al. Validation of energy-dispersive X-ray fluorescence procedure for determination of major and trace elements present in the cement based composites
Khelifi et al. X-ray fluorescence analysis of Portland cement and clinker for major and trace elements: accuracy and precision
Saleh et al. Experimental evaluation of a portable neutron-based gamma-spectroscopy system for chloride measurements in reinforced concrete
Cabral et al. Laser-induced breakdown spectroscopy in cementitious materials: A chronological review of cement and concrete from the last 20 years
Assulin et al. Oxygen isotopes of fuel pellets from the fifth collaborative materials exercise and uranium oxides reference materials determined by continuous flow laser fluorination mass spectrometry for nuclear forensic applications
Erdman et al. Sulfur concentration in geochemical reference materials by solution inductively coupled plasma‐mass spectrometry
Miche et al. New computerized method for the geochemical classification of Precambrian carbonate rocks: case of a set of African cap carbonates
Franke et al. A new chemical method for analyzing free calcium hydroxide content in cementing material
Cevik et al. Chemical composition of building materials used in Turkey
Chuparina et al. A comparative determination of major components in coal power plant wastes by wavelength dispersive X-ray fluorescence using pellet and fused bead specimens
Lim et al. On-line bulk elemental analysis in the resource industries using neutron-gamma techniques
Kazlagić et al. Provenancing of cement using elemental analyses and isotope techniques–the state-of-the-art and future perspectives
Constantinescu et al. External milli-beam PIXE analysis of the mineral pigments of glazed Iznik (Turkey) ceramics
KR101312000B1 (en) CO2 uptake quantitative analysis device for cement and concrete carbonation ratio using standard gas and hermetic chamber
CN108982564A (en) A kind of method of grain slag XRF quantitative analysis
Taftazani et al. Comparison of NAA XRF and ICP-OES methods on analysis of heavy metals in coals and combustion residues

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190226

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200302

Year of fee payment: 5