• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.42-49
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• 2020

본 논문은 시멘트계 재료의 표면 및 구체에 소수성을 부여하여 내구성을 향상시키기 위한 기초연구이다. 실란/실록산계 혼합형 발수제를 첨가한 시멘트 모르타르를 제조하고 초기 수화성능 및 유동성능, 재령별 압축강도를 측정하였다. 또한 표면연마 전후의 물접촉각 및 흡수율을 측정하였다. 실란/실록산계 혼합형 발수제를 첨가한 시멘트 모르타르의 플로우는 발수제 첨가량 1.5%까지는 감소하는 것으로 나타났으며 첨가량 3.0%에서는 증가하였다. 실란/실록산계 혼합형 발수제를 첨가할 경우 시멘트 페이스트의 응결시간은 초결 및 종결 모두 지연되는 것으로 나타났다. 압축강도는 발수제의 최대 첨가량 3.0%에서 최대 30%까지 감소하는 것으로 나타났다. 실란/실록산계 발수제를 시멘트 모르타르에 첨가할 경우 접촉각은 커지는 것으로 나타났으며, 표면연마 후 접촉각은 표면연마 전보다 커지는 것으로 나타났다. 실란/실록산계 혼합형 발수제의 첨가는 표면뿐만 아니라 연마로 인하여 손상된 표면과 단면에서도 소수성을 나타내었다. 실란/실록산계 혼합형 발수제를 시멘트 모르타르에 첨가할 경우 흡수율은 낮아지는 것으로 나타났으며, 표면연마 후 흡수율은 표면연마 전보다 커지는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.787-792
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• 2022

겨울철 제설염의 사용은 콘크리트의 미세조직을 손상시기게 되고 이는 내구성을 감소시켜 콘크리트의 수명 단축으로 이어진다. 이러한 단점을 개선하기 위해 상변화물질(Phase Change Material, PCM)의 잠열을 콘크리트에 적용함으로써 손상을 완화하고 제설염의 수요를 감소시킬 수 있는 융설 PCM 함침 경량골재(Phase Change Material Impregnated Light Weight Aggregate, PCM-LWA) 콘크리트를 개발하고자 한다. 콘크리트를 제작할 때, PCM을 함침하고 캡슐화한 팽창점토(Expanded Clay)는 일반골재의 50 %를 대체하여 사용되었으며, 열적 성능을 향상시키기 위해 사용된 다중벽 탄소나노튜브(Multi-walled Carbon Nano Tube, MWCNT)는 바인더 중량 대비 0.10 %, 0.15 % 및 0.20 %의 비율로 첨가되었다. PCM-LWA를 적용한 시편들의 압축강도 시험 결과 약 54 %의 강도 감소를 보였지만 MWCNT의 첨가를 통하여 PCM-LWA 콘크리트의 열적 성능을 크게 향상시켰다. 열 사이클링 시험에서 모든 시편은 15℃ ~ -5℃의 온도에서 시험하였다. 주변 온도가 0℃ 미만으로 내려갈 때, 다른 시편들의 내부 온도는 0℃ 미만으로 내려가거나 조금 웃도는 경향을 보였지만, CNT를 0.10 % 첨가한 시편의 내부 온도는 2℃로 유의미한 차이를 보였다. 0.15CNT와 0.20CNT의 경우 CNT의 함유로 인하여 과냉각이 발생하였고 열효율이 떨어지게 되어 시편 내부의 온도가 0℃ 이하로 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 융설 시험에서 열 사이클링 시험의 결과와 유사하게 50PCM-LWA와 0.10CNT는 얼음을 녹이는 데에 가장 뛰어난 성능을 보였지만 시간이 흐름에 따라 열전도율이 높은 0.10CNT 시편이 가장 우수한 성능을 보였다.

• 멤브레인
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• 제33권2호
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• pp.77-86
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• 2023

본 연구에서는 낮은 막 저항과 높은 수산화 이온 전도성을 가지는 세공 충진 이온교환막 제조법으로 연구하였다. 알칼리 내구성을 향상하기 위해 폴리 테트라 플로오 에틸렌 소재인 다공성 지지체를 사용하였고 세공에는 단량체 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (DMAEMA), vinylbenzyl chloride (VBC)를 이용하여 copolymer를 제조했다. 가교제는 divinylbenzene (DVB)를 사용하였고 가교제 함량별로 이온교환막을 제조하여 DMAEMA-DVB와 VBC-DMAEMA-DVB copolymer에서 가교제 함량이 미치는 영향에 관해 연구하였다. 그 결과, PTFE 소재 지지체를 이용하여 화학적 안정성이 향상했고 저압 UV 램프를 사용하여 낮은 온도에서 빠른 광중합이 가능하여 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다. 음이온교환 막 연료전지에 요구되는 이온교환막의 물리적 및 화학적 안정성을 확인하기 위해서 인장강도와 내알칼리성 테스트를 진행하였다. 그 결과, 가교도가 증가할수록 인장강도 대략 40 MPa가 증가하였고, 최종적으로 이온전도도와 내알칼리성 테스트를 통해 가교제 함량이 증가할수록 알칼리 안정성이 증가하는 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1A호
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• pp.53-59
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• 2010

최근 들어 적외선을 이용하여 콘크리트 구조물의 결함 또는 공동 등을 평가하려는 비파괴 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이는 유지관리기법의 중요한 부분을 이루고 있다. 적외선 화상분석(Infrared Thermography)을 콘크리트 표면에 적용할 경우, 콘크리트의 표면온도는 표면을 구성하는 재질과 열적특성(비열, 열전도율, 열전달율)에 따라 그 응답이 다르게 나타나게 된다. 서로 다른 배합을 가지는 시멘트 모르타르에서는 공극률이 다르게 구성되고, 표면에서 공극률의 차이는 열에 노출된 뒤, 냉각되는 과정에서 열적 거동이 다르게 평가된다. 한편 이러한 공극률은 강도 및 염화물 확산계수와 같은 역학적/내구적 특성에 영향을 주기도 한다. 본 연구에서는 외부에서 열을 가하여 측정하는 능동방식(active type)을 이용하여, 표면의 온도변화를 분석하였다. 물-시멘트비 55%와 65%인 시멘트 모르타르 시편을 제작하였으며, 공극률, 압축강도, 염화물 확산계수 등의 물리적 특성값들이 평가되었다. 이후 동일한 실내조건(온도 $20{\sim}22^{\circ}C$, 습도 55-60%)에서 적외선 화상분석 기법을 적용하였다. 시간의 경과에 따라 공극을 많이 포함하는 시편의 경우, 표면 온도가 상대적으로 증가하였으며, 온도가 일정해지는 시점(임계시점)이 단축되고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 특성은 콘크리트와 같이 공극과 골재를 가지고 있는 복합재료의 품질 평가에 적용할 수 있음을 시사한다. 한편 공극률과 실험상수를 고려하여, 공극률에 따라 변화하는 임계시간에 대한 계산식을 제안하였다. 본 논문에서는 시멘트 모르타르의 공극량의 변화에 따른 물리적 변화와 이에 따른 열특성 변화가 논의될 것이다.

• 한국주조공학회지
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• 제44권4호
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• pp.97-102
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• 2024

본 연구는 부분적으로 비정질 구조와 특성을 가진 Zr-14Cu-7.5Ni-2.6Al 광폭 리본의 특성을 Hall effect, SEM-EDX, XRD 등을 사용하여 분석하였다. 멜트 스피닝 방법으로 제작된 이 Zr-14Cu-7.5Ni-2.6Al 기반 합금 리본은 두께가 96㎛ 이하이고 폭이 100mm이다. 인장강도 l,641MPa, 항복강도 l,541MPa, 연신율 1%, 탄성계수 98GPa의 성능을 나타냈다. Bulk concentration, Resistivity, Mobility 값은 일반적인 heavy doping 세라믹과 금속의 중간값을 보이고 일반 금속보다 약 100배 정도 약하여 Si에 근접하며 전기 전도도가 좋은 편이다. 또한, 극한 온도에서의 폴딩 테스트를 수행하여 -20℃에서 150,000회, 24℃에서 300,000회, 60℃에서 150,000회를 견디며 폴딩 불량이 나타나지 않았다. 이 결과는 Zr-14Cu-7.5Ni-2.6Al 광폭리본 합금의 우수한 내구성과 신뢰성을 보여주며, 이러한 합금을 사용한 전자 제품의 개발 가능성을 시사한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권5호
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• pp.20-29
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• 2024

염화물 확산계수는 해양환경에 위치한 콘크리트 교량의 내구성 평가를 위한 중요한 지표 중 하나이다. 본 논문에서는 기존 연구에서 고려하지 않았던 해양 노출 환경(대기중, 비말대, 간만대)과 공용 중인 콘크리트 교량의 데이터를 활용해 염화물 확산계수 예측 모델을 개발하였다. 이를 위해 교량 하부구조에서 취득한 염화물 프로파일 데이터를 활용하였고 데이터 전처리 후 기계학습 모델인 RF, GBM, KNN을 하이퍼파라미터 튜닝을 통해 최적화 하였다. 콘크리트 물성치를 포함한 6개 변수(W/B, 시멘트 종류, 굵은골재 부피 비율, 공용연수, 강도, 노출 환경) 모델과 노출 환경을 고려하지 않은 5개 변수 모델, 정밀안전진단에서 취득 가능한 3개 변수(공용연수, 강도, 노출 환경) 모델을 개발하여 성능을 비교·검토 하였다. 그 결과 해양 환경에 위치한 콘크리트 교량의 경우 노출 환경을 고려함에 따라 염화물 확산계수 예측 모델의 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였으며, 또한 정밀안전진단 데이터만으로도 염화물 확산계수를 효과적으로 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제30권2호
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• pp.134-144
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• 2024

본 연구는 7대 온실가스 중 하나인 HFC-134a를 효과적으로 분해하기 위한 촉매로써 산업 부산물인 red mud를 상업적으로 사용하기 위한 기계적 안정성 향상에 관한 것이다. 알루미늄 공정에서 배출한 산업용 폐기물인 red mud는 분쇄-분취-압축-성형-소성 공정으로 HFC-134a 분해가 가능한 촉매 제조가 가능하였는데, 소성을 통해 촉매 성능 향상 및 기계적 안정성을 확보할 수 있었다. 최적의 열처리 조건을 확인하기 위하여, 펠렛형태로 압축성형한 red mud는 머플퍼니스를 이용하여 300, 600, 800 ℃에서 5시간 소성하여 촉매성능 및 기계적 안정성을 확인하였는데, 기계적 안정성은 증류수에 촉매를 담근 후 초음파 처리 전후 무게 손실률로 확인하였다. 열처리에 따른 촉매성능 및 기계적 안정성을 확인한 결과 800 ℃에서 소성한 촉매(RM 800)가 기계적 안정성은 물론 촉매활성 또한 가장 우수하였다. RM 800 촉매를 사용한 촉매 성능 및 100시간 동안 수행한 내구성 측정 결과 650 ℃에서 1 mol% HFC-134a를 99% 이상 분해하였고, 내구성 측정 기간동안 촉매성능 저하는 관찰할 수 없었다. XRD 분석 결과 800도 소성 후 Ca, Si, 및 Al의 상호작용으로 인해 기계적 강도와 활성 향상에 영향을 미치는 트라이 칼슘알루미네이트와 게레나이트 결정상이 나타났다. 내구성을 측정한 촉매 SEM/EDS 분석 결과 RM 800 촉매는 HFC-134a 분해로 인한 활성물질 저감 및 형상변화가 나타나지 않았다. 본 연구를 통해 산업폐기물인 red mud는 경제성이 매우 높고 분해효율 및 기계적 안정성 또한 매우 높아 폐냉매 처리를 위한 촉매로써 상용화가 가능할 것으로 기대한다.

• 농업과학연구
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• 제6권2호
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• pp.166-184
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• 1979

Dam에 저수(貯水)한 물이 흙수로(水路)에 의(依)해서 도수(導水)되는 과정(過程)에서 많은 손실(損失)을 보게 된다. 특(特)히 이들 용수로(用水路)가 사력층(砂礫層)과 같은 투수성지반(透水性地盤)을 통과(通過)할 때 용수로(用水路)의 누수방지(漏水防止)를 위(爲)해서 Lining을 실시(實施)하여 왔다. 이들 용수로(用水路)의 누수방지(漏水防止)를 위(爲)한 Lining 방법(方法)은 많은 연구(硏究)가 계속(繼續)되어 왔고 최근(最近)에는 plastic film 혹은 polyethylene film 등(等)으로 Lining 하는 방법(方法)이 고안(考案)되어 연구(硏究)하고 있다. 그러나 이들 재료(材料)는 강도(强度)가 약(弱)하여 파손(破損)될 위험성(危險性)이 있고 또 모래나 자갈 입자(粒子)와 접촉(接觸)하면 pin-hole이 생겨서 누수(漏水)하게 된다. 본(本)연구(硏究)에서는 이와 같은 흠점(欠點)을 보완(補完)하기 위(爲)하여 polypropylene mat에 vinyl을 coating해서 매설(埋設) Lining하는 방법(方法)을 시험(試驗)하였다. Polypropylene mat 매설(埋設) 혹은 노출(露出)에 따르는 내구성(耐久性)의 변화(變化), Asphalt 부착부(附着部)의 내구성(耐久性) 및 동해(凍害) 등(等)은 장기간(長期間)의 시험(試驗)이 필요(必要)하므로 아직도 미비(未備)된 점(點)이 있으나 본시험(本試驗)에서 얻은 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 수로(水路)의 저면(底面)과 양측사면(兩側斜面)의 연결부(連結部)는 곡선(曲線)으로 설치(設置)하는 것이 사면(斜面)의 안정도(安定度)가 크고 공사비(工事費)가 절약(節約)된다. 곡급부(曲級部)의 곡율변화(曲率變化)와 polypropylene mat의 감소량(減少量) 및 절토(切土)의 감소량(減少量)과의 관계(關係)를 사면(斜面)의 경사(傾斜)로 유도(誘導)해서 그림 7~그림 9에 표시(表示)하였다. 2. Polypropylene mat의 보호(保護)를 위(爲)해서 피복재료(被覆材料)를 덮어야 하고 이 두께는 수심(水深), 사면(斜面)의 안정(安定), 수로내((水路內) 침전물(沈澱物)의 제거작업(除去作業), 통행(通行), 비관개기(非灌漑期)의 back pressure 등(等)을 고려(考慮)해서 30cm 이상(以上)으로 함이 바람직하다. 3. 피복재료(被覆材料)는 사면침식(斜面侵蝕)을 방지(防止)하기 위(爲)해서 모래질(質)흙은 속에 넣고 표면(表面)은 조립질(粗粒質)의 자갈을 덮는 것이 수로사면(水路斜面)의 안정(安定)을 위(爲)해서도 좋을 것이다. 4. 용수로(用水路)의 사면안정검토(斜面安定檢討)는 수로저면(水路底面)의 수동부(受動部)를 고려(考慮)함이 타당(妥當)하고 사면안정(斜面安定), 허용유속(許容流速) 및 소유력(掃流力)을 고려(考慮)해서 1 : 2정도(程度)의 경사(傾斜)로 설치(設置)함이 바람직하다. 5. Earth Lining의 공사비(工事費)와 비재(比載)할 때 Vinyl로 coating 한 polypropylene mat의 Linging은 흙의 운반거리(運搬距離) 500m 일 때는 28%, 700m 일 때는 37%의 공사비(工事費)를 절약(節約)할 수 있다. 6. Vinyl로 coating 한 'polypropylene mat로 Lining 하면 거의 완벽(完壁)할 정도(程度)로 누수(漏水)를 방지(防止)할 수 있으나 Asphalt로 접합(接合)시켰을 때 polypropylene mat의 강도(强度)에 변화(變化)가 오는 것이 예상(豫想)되므로 경과시간(經過時間)에 따르는 강도변화(强度變化)는 계속(繼續)해서 연구(硏究)해야 할 것으로 생각된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권1호
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• pp.61-69
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• 2009

서론: 인접 자연치와 아름답고 자연스런 조화를 이루는 심미적 치료를 위해 도재 수복물은 대중적인 치료방법의 하나로 잡고 있다. 임상에서 도재 수복물이 제작 후 치아에 시멘트로 접착을 하기 전 먼저 구강 내에서 시적할 때 수복물 표면에 타액, 혈액, 시적용 시멘트 등으로 인해 오염될 수 있다. 연구 목적: 이 연구의 목적은 도재 수복물로 사용되고 있는 라미네이트 도재에 실란 결합제의 처리 시기를 달리할 때와 도재 수복물을 치아에 시적 할 때 타액의 오염여부가 실란 결합제의 물리적, 화학적 반응성에 미치는 영향을 관찰하여 도재와 레진 시멘트 사이의 결합력의 안정성을 평가하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 라미네이트용 도재를 360개의 원반모형과 5개의 정사각형 모형으로 제작하여 20군으로 나눈다. 각 군에 표면처리를 달리 한 뒤 푸리에 적외선 분광계, 접촉각 측정기와 인스트론 만능 시험기를 이용해 화학적, 물리적 비교를 하였다. 통계는 각 군의 전단 결합 강도의 유의성을 검증하기 위하여 일원분산분석(ANOVA) 후 사후검정은 던넷 다중비교 (Dunnett's multiple comparison)를 시행하였다 (P > .05). 연구 결과: 푸리에 적외선 분광 자료에 의해 본 타액 오염 및 실란의 처리 시기에 따른 화학적 변화는 크지 않았다. 접촉각은 타액 오염 후 낮아졌으나 인산으로 산 부식 후 각도가 증가하였다. 전단 결합강도값은 열 순환후의 군에서 미리 실란으로 보호한 경우에 유의한 차이가 있었다. 결론: 수복물의 내구성에 영향을 미치는 다양한 구강환경과 유사한 조건에서 수복물의 물성평가를 같이 고려해 볼 때 실란 결합제를 이용한 수복물의 접착시 실란 결합제를 수복물에 미리 도포하여 일정시간의 경과 후 수복물을 접착하며, 타액 오염이 발생할 경우 인산으로 수복물을 세척하는 것이 유용한 방법 임을 알 수 있었다

• 한국건설관리학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.32-40
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• 2024

건설업계에서 순환 골재의 품질에 대한 신뢰성 부족, 유해 물질 문제, 소비자의 부정적 인식 등은 순환 골재의 활용 확대를 제한하고 있다. 이런 측면에서 기존 연구들은 주로 내구성을 고려하여 콘크리트에 굵은 순환 골재를 사용하는 데 중점을 두고 있다. 반면 순환 잔골재의 경우 주요 구조물에 적용된 사례가 부족할 뿐만 아니라, 인식 부족 등으로 활용 범위가 매우 제한적인 상황이다. 이에 본 연구의 주요 목적은 순환 잔골재와 시멘트량의 다양한 배합 비율에 따른 조적용 콘크리트 벽돌의 물리적 특성 실험을 통하여 내력벽과 비내력벽 구조물에서 그들의 활용 가능성을 제시하는 것이다. 이를 위해 순환 잔골재와 부순 잔골재의 혼합비율 및 시멘트량을 중심으로 콘크리트 벽돌의 압축강도와 흡수율을 측정하였다. 그 결과 내력벽용 콘크리트 벽돌의 품질 요구 기준 중 하나인 13MPa의 강도를 달성하기 위해서는 시멘트량 200kg/m³에 순환 잔골재를 100% 사용하거나, 부순 잔골재를 25% 사용하고 순환 잔골재를 75% 혼합하여 사용하는 것이 가능함을 확인하였다. 또한 비내력벽의 품질 요구 기준 중 하나인 8 MPa의 강도를 충족시키기 위해서는 시멘트량 100kg/m³에 순환 잔골재를 100% 사용하는 것만으로 충분하다는 결과가 나왔다. 벽돌의 공극에 의한 흡수율은 13% 이하로 요구 성능 기준을 충족하는 것으로 확인되었다. 이는 콘크리트 벽돌 제조 시 순환 잔골재를 사용해도 KS F 4004(콘크리트 벽돌)에서 요구하는 품질 기준을 충분히 만족시킬 수 있음을 의미한다.