• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.433-452
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• 2019

본 연구는 구조용 합성섬유(PP섬유) 혼입량에 따른 숏크리트 보강성능과 적정한 평가방법에 관한 것으로, 강섬유($37.0kg/m^3$)와 구조용 합성섬유(PP섬유) 혼입량을 매개변수($5.0kg/m^3$, $7.0kg/m^3$, $9.0kg/m^3$)로 설정하여 숏크리트 압축강도, 휨강도 및 휨인성 시험을 수행하였다. 특히, 판상의 숏크리트 에너지 흡수능력을 평가하기 위하여 원형 패널 휨인성 시험(Road and Traffic Authority, RTA)을 수행하였다. 검토결과, 압축강도 및 휨강도는 강섬유 보강 숏크리트가 다소크나, 실질적인 숏크리트 보강성능를 나타내는 휨인성은 구조용 합성섬유(PP섬유) 보강 숏크리트가 큰 것으로 분석됨에 따라, 강섬유 보강 숏크리트 대비 동등 이상의 보강효과를 발휘하는 것으로 검토되었다. 또한, 구조용 합성섬유(PP섬유) 혼입량에 따른 휨인성 및 에너지 흡수능력 상관관계에 의하면, 보시편 휨인성 시험(KS F 2566)의 허용기준 3.0 MPa이하조건에서 에너지 흡수능력이 발휘(A등급: 2.55 MPa = 202J, B등급: 2.72 MPa = 282J, C등급: 3.07 MPa = 403J)되는 것으로 검토되었다. 국내 터널현장에서 보수적으로 측정되는 강도개념의 숏크리트 휨인성(>3.0 MPa)을 본 연구의 숏크리트 에너지 흡수능력 상관관계로 지보성능을 평가할 경우, 보다 실질적이고 신뢰도 높은 숏크리트 지보성능 평가가 가능할 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제33권6호
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• pp.346-352
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• 2020

열가소성 복합재료는 수송용 기기의 구조용 소재로써 적용 분야가 확대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 유리섬유(GF) 함량 차이에 따른 연속섬유 강화 GF/폴리프로필렌(PP)의 기계적 물성 및 함침성에 대한 평가를 진행하였다. GF 함량이 다른 GF/PP 복합원사를 제조하고 이를 이용하여 연속가압공정법으로 연속섬유 강화 GF/PP 중간재를 제조하였다. GF 함량에 따른 연속섬유 강화 GF/PP 복합재료의 인장강도, 굴곡강도 및 충격강도를 평가하였다. 전계방사형 주사전자현미경을 이용하여 인장파괴 된 GF/PP의 형태를 분석하여 GF 함량에 따른 파괴거동을 확인하였고, 동적기계분석 및 층간전단강도 측정 결과를 바탕으로 GF 함량에 따른 함침성 차이를 확인하였다. 궁극적으로 GF/PP 50 wt.% 복합재료 조건에서 기계적 강도와 함침성이 가장 안정화됨을 확인하였다.

• 한국조경학회지
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• 제46권6호
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• pp.120-126
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• 2018

본 연구는 콘크리트에 잔골재와 폴리프로필렌섬유를 혼입한 실험과 화강토와 폴리프로필렌섬유를 혼입한 실험을 하였다. 특히 두 종류의 실험은 폴리프로필렌섬유의 양을 변경하여 슬럼프, 압축강도, 인장강도 등의 역학적 특성에 대하여 실험적으로 규명하였다. 두 종류의 실험 결과를 비교하여 잔골재를 실험 재료로 사용한 경우와 화강토를 사용한 재료를 비교 분석하여 건조 수축 균열로 인한 부분적인 파괴를 예방하고, 가벼워서 사용하기 편한 품질 좋은 조경용 구조물 및 포장재 개발의 기초자료를 수립하는데 목적이 있다. 콘크리트에서 PP 섬유의 양이 증가할수록 PP 섬유의 체적 또한 현저히 증가하게 되므로 슬럼프가 감소해지는 것으로 판단된다. 압축강도의 결과, 화강토콘크리트는 콘크리트 강도의 59%~71% 정도로 측정되었다. PP 섬유의 혼입량이 증가할수록 압축강도는 상대적으로 줄어드는 경향이 나타났다. 인장강도의 결과 화강토 콘크리트는 콘크리트 인장강도의 68%~67% 정도로 나타났다. PP 섬유를 콘크리트나 화강토콘크리트에서 혼입량을 증가시킬수록 압축강도가 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 콘크리트와 화강토콘크리트에 폴리프로필렌섬유를 혼입하면 인장강도가 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과들을 분석해 화강토를 혼입한 콘크리트에 일정량의 PP섬유를 혼입하여 조경분야의 각종 구조물 또는 포장과 관련된 재료에 활용하면 구조물의 취성에 의한 파괴 및 균열로 인한 박리 박락의 방지 개선효과가 있을 것으로 판단된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.43-50
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• 2011

숏크리트의 보강재료로 사용되고 있는 강섬유는 강성이 크고 중량이 무거워 압송호스의 마모손상 및 파열 등 안전관리의 어려움이 있으며, 강섬유의 부식으로 인한 내구성 저하 및 높은 반발률 등이 개선사항으로 요구되고 있다. 이와 같이 2009년 개정된 규정에 의해 강섬유 외의 재료보강이 가능해짐에 따라 숏크리트 보강 재료로서 강섬유 이외의 다양한 섬유의 적용성 검토가 필요한 실정이다. 강섬유는 기타섬유에 비해 강성이 크고, 섬유의 형상에 따라 부착성능이 개선되지만, 유기섬유의 경우 강섬유에 비해 일반적으로 탄성계수 및 인장강도가 낮고 섬유의 뭉침 현상이 발생하여 숏크리트에서 재료보강으로 시용하기 어렵다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 직경 $20{\mu}m$의 미세섬유를 다발형 단일 개체로서 공기압출성형을 통해 부착 비표면적을 크게 하여 역학적 성능을 고려하고, 섬유의 표면을 계면 활성제로 개질하여 분상성을 향상시킨 폴리아미드섬유와 강섬유, PP섬유를 혼입한 콘크리트를 비교하여 현장 활용을 위한 기초 자료를 제시하고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.79-86
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• 2012

이 연구에서는 콘크리트에 보강된 섬유의 종류 및 함유량이 FRP 보강근 부착강도에 미치는 효과를 조사하였다. 실험체는 3종류의 보강근과 구조용 강섬유, 절곡형 PP섬유와 친수성 PVA섬유를 사용하여 제작하였으며 직접부착 강도시험을 실시하여 부착강도를 평가하였다. 실험 결과 섬유의 종류 및 함유량에 따라 섬유보강 콘크리트와 보강근 사이의 부착강도에 영향을 미침을 알 수 있었다. 섬유의 가교효과로 인해 할렬균열을 제어함으로써 함유량이 증가함에 따라 부착강도가 증가하였으며, 연성 또한 증가하였다. 부착강도 및 연성증가 효과는 강섬유 > PVA섬유 > PP섬유 순으로 나타났다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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• pp.34-34
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• 2012

Polypropylene 섬유는 세계적으로 큰 관심을 모으고 있는 섬유 소재로 환경친화성, 경량성, 신축성 등 다양한 기능성을 보유하여 미국, 일본 등의 선진국에서 의류 및 인테리어용으로 채택하여 널리 사용되고 있다. 그러나, polypropylene 섬유는 다른 섬유에 비해 융점이 매우 낮아 내열성이 약하여 가공 공정시 고온을 피해야 하고, 곁가지가 거의 없고 섬유 분자 구조가 매우 조밀하며 탄소와 수소로만 이루어진 분자구조에 의한 극소수성 성질 때문에 다른 종류의 물질들과 접착력이 없어 사용에 제약을 주어 다양한 용도로의 활용이 제한되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 Polypropylene 섬유의 제품화에 필요한 요소 기술의 기초를 마련하고자 대기압 플라즈마를 적용하여 소수성 표면을 지니는 표면을 친수화 함으로써 polypropylene 섬유에 후가공이 가능하도록 한다. 따라서 Plasma 표면 처리에 의해 polypropylene 섬유에 미치는 영향에 대하여 조사하고, 표면을 친수화 함으로써 습윤성, 접착성 등 다양한 가공 기술을 적용하여 PP 섬유의 기능성을 향상시키고자 한다. 플라즈마 처리에 의한 폴리프로필렌 섬유의 모폴로지 변화는 주사전자현미경 (FE-SEM)으로 확인하였으며 표면개질 효과는 Wicking Test로 평가하였다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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• pp.98-98
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• 2012

최근 국내외에서 첨단 기능성 섬유에 대한 소비자들의 관심이 높아지면서 다양한 분야에서 기능성 소재들이 개발되고 있다. 특히 기능성 스포츠웨어 시장에서는 계절의 경계를 넘어 야외 활동 중에 사용할 수 있는 제품에 대한 요구가 증가되고 있는데, 날씨가 매우 덥고 햇살이 뜨거운 것에서부터, 얼음처럼 차갑고 추운 것까지 가지각색 인 경우가 있을 수 있다. 이러한 변화무쌍한 날씨에 쾌적한 활동을 하기 위해서는 외부 온도변화에 대응하여 몸을 보호하고 자연환경에 맞설 수 있는 의복의 필요성이 부각되고 있다. 본 연구에서 개발하고자 하는 지능형 체온조절 섬유는 정적상태에서는 보온성과 적외선을 방출을 통한 자가 발열기능을 부여하고, 동적상태에서는 태양열 증폭기능과 운동량에 따른 흡습발열의 기능을 통하여 자연환경과 의복환경의 변화에 대응할 수 있는 스포츠웨어 제품이다. 따라서 보온성이 우수한 PP, acrylate 원사 등을 이용하여 복합 방적사 설계 및 생산을 최적화였다. 또한 흡습발열 성능이 향상된 섬유구조체를 설계하여 개발 원사 구성에 따라 보온 발열 기능성 부여 방법을 달리하여 최적의 성능을 이끌어내는 제품을 개발하고자 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.95-105
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• 2014

철근콘크리트 쉴드 터널 라이닝은 대형화재 등과 같은 고온에 노출될 경우, 구조체에의 급격한 온도 전달 및 내하력 저하로 구조체 붕괴의 원인이 될 수 있기 때문에 내화성능을 확보해야 한다. 이 연구는 쉴드터널의 프리캐스트 RC 세그먼트 라이닝에 대한 내화성능을 평가하고자 실험/해석적 연구를 수행하였다. 실험적 연구에서는 프리캐스트 RC 세그먼트내의 열적 취약부위를 실험변수로 하여 6개의 실 대형 실험체에 대한 내화실험을 실시하였으며, 화재조건은 RABT 곡선에 의한 온도이력을 이용하였다. 내화실험결과 이 연구에서 제시된 쉴드형 터널의 PP섬유 혼입콘크리트 충전부위는 폭렬이 발생하지 않는 우수한 내화성능을 나타내었다. 해석적 연구에서는 온도의존성을 고려한 재료의 열특성을 고려하여 비정상 유한요소 온도분포해석 기법을 이용하였는데, 실험결과를 잘 모사하는 것으로 검증되었다.