• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권12호
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• pp.53-58
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• 2015

미고결 이암은 쉽게 풍화되어 고결도 및 강도가 급속히 감소하는 성질을 가지고 있어 사면 붕괴 등의 문제를 일으킬 수 있고, 외관상으로는 단단한 암반으로 보이는 경우가 많아 지질조사 시 착각하기가 쉽다. 따라서 이암지반에서의 구조물 설계 시 이암 암반층에 강우가 흡수되어 변화하는 공학적 특성을 이해하는 것은 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 경기도 여주지역 일대의 사면 절토 현장에서 채취한 자연 상태의 미고결 이암 시료를 대상으로 공학적 특성을 파악하기 위한 실내 시험을 수행하였다. 자연 상태의 미고결 이암 시료의 기본적인 성질을 파악하기 위한 기본 물성 실험, 변형 특성을 확인하기 위해 슬레이크 내구성지수 결정 시험과 흡수팽창 지수 결정 시험을 수행하고, 슬레이크 사이클 횟수에 따라 전자 주사 현미경(SEM) 촬영을 통하여 시료표면의 변형을 관찰하였다. 이와 더불어 미고결 이암의 전체 변형률 영역에서 물에 대한 영향을 살펴보기 위해서 직접전단시험, 공진주시험을 수행하였다. 함수비의 증가에 따른 역학적 변화를 확인할 수 있었으며, 따라서 미고결 이암이 넓게 분포하는 지역에서는 강우 유입에 따라 강도저하 및 변형이 발생할 수 있으므로 구조물 설계 시에 각별한 주의가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.45-55
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• 2015

현재 전 세계적으로 자연적, 인위적 요인으로 인하여 이상기후가 나타나고 있다. 이상기후의 대표적인 것으로 슈퍼태풍, 극한폭설, 폭염과 같은 극한 기후현상이 초래된다. 1970년대 산업화 시대 이후 급격하게 지구의 온도가 상승하는 것을 알 수 있으며, 이로 인하여 발생하는 가장 큰 문제점은 지구 온난화이다. 지구 온난화에 영향을 미치는 온실가스의 종류로는 이산화탄소, 과불화탄소, 아산화질소, 메탄과 같은 다양한 종류의 화학성분이 존재하며 특히 이산화탄소가 약 90%의 비중을 차지하는 것을 알 수 있다. 콘크리트의 경우 건설재료로써 탁월한 내구성능을 지니고 있으며, 사회기반시설물 건설 재료로 70%이상 사용되고 있다. 그러나 콘크리트는 타설직후 물리 화학적으로 다양한 환경조건으로부터 성능저하 현상이 발생하기도 한다. 특히 대기중의 이산화탄소는 콘크리트 알칼리도 저하에 따른 철근을 부식시키고 내구성 저하를 초래하게 된다. 따라서 본 연구에서는 풍속, 일조시간에 관하여 양생 한 후 콘크리트의 탄산화 실험을 접목시켜 탄산화 깊이와 탄산화 속도계수를 측정하고 이를 바탕으로 만족도 확률 곡선을 통하여 성능중심평가(Performance Based Evaluation(PBE))를 수행 할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.272-277
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• 2019

본 논문에서는 옥외용 디스플레이의 눈부심 방지 강화유리 생산 방법을 제안하였다. 일반적으로 옥외용 디스플레이를 위한 커버글라스의 주요 사양은 내강도와 눈부심 방지이다. 내강도는 커버글라스를 고온로에서 열처리한 강화유리를 사용하여 그 요구 사양을 만족시키고 눈부심 방지를 위해서는 AG(Anti-Glare)필름을 강화 유리에 접착하여 주로 사용한다. 그러나 필름 형태의 눈부심 방지기술은 PET 필름자체의 내마모성이 3H정도로 취약하여 AG 성능이 지속적으로 유지되기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 AG 필름이 가지는 내구성의 단점을 보완하고 기존 강화유리 생산 공정을 이용하는 눈부심 방지 기술을 제안하였다. 제안된 눈부심 방지 코팅은 ZBS ($ZnO-B_2O_3-SiO_2$) 분말을 유리 표면에 도포하고 강화공정을 수행하여 내구 강도와 눈부심 방지 성능을 높일 수 있도록 하였다. ZBS 분말을 유리 표면에 도포하기 위해서는 스크린 프린팅 공정을 이용하여 분말이 유리표면에 균일하게 도포되도록 하였다. 스크린 프린팅 시 고려되어야 하는 주요 변수는 분말을 희석하기 위한 오일의 농도와 메쉬 오프닝 사이즈이다. 이 두 변수의 설정에 따라 스크린 프린팅 공정에서 도포되는 ZBS 분말의 양이 조절되므로 이에 대한 상관관계를 실험을 통해 규명하였다. 제안된 제조 방법의 성능을 평가하기 위해 상업용 시장에서 널리 사용되는 haze, 표면 거칠기 및 투과도를 성능 지표로 선정하였고 눈부심 방지를 위해 일반적으로 사용되는 AG필름과 비교하여 그 성능을 검증하였다. 비교 결과 제안된 제조 방법에 의한 강화유리의 투과도는 AG필름의 89.5%보다 다소 감소한 83.1%이지만 막강도는 7H로 두배 이상 향상됨을 확인하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제9권5호
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• pp.71-77
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• 2009

시멘트 혼화용 폴리머 디스퍼션은 시멘트 모르타르 및 콘크리트 내부에서 폴리머 필림을 형성하여 각종 역학적성 질 및 내구성을 향상시킨다. 본 연구는 3종류의 폴리머 디스퍼션을 폴리머 시멘트비 0, 5, 10, 20%로 변환한 폴리머 시멘트 모르타르를 제작, 투수시험을 실시하여 투수성능을 실험하였으며, 더욱이 폴리머 시멘트 슬러리를 폴리머 시멘트 모르타르 표면에 도포하여 방수성능의 개선효과를 평가하였다. 또한 보통시멘트 콘크리트 표면에 폴리머 시멘트 슬러리를 도포하여 시멘트 콘크리트와 폴리머 시멘트 슬러리의 건조수축을 측정하였다. 그리고 기본적인 역학적 성상인 휨강도와 압축강도를 측정하여 보통 시멘트 모르타르와 비교 검토하였다. 연구결과, 폴리머 시멘트 모르타르는 보통 시멘트 모르타르에 비해 방수성능과 강도가 크게 개선되었으며, 폴리머 시멘트 슬러리의 건조수축은 시멘트 콘크리트에 비해 4-5배 크게 나타났다. 또한 향후 건조수축에 따른 접착성능의 영향성에 대한 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.299-306
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• 2016

본 연구에서는 동일 작업성 조건에서 저품질 잔 굵은 골재가 콘크리트의 공학적 특성에 미치는 영향을 실험적으로 분석 하고자 하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저, 슬럼프 및 공기량을 단위수량과 AE제 혼입량 변화로 동일하게 배합설계 하였다. 따라서, 양호한 품질의 골재를 사용한 배합에 비해 저품질의 골재 사용시 불량의 입도 및 미립자량 등의 영향으로 단위수량 및 AE제 혼입량이 각각 약 18%, 98% 증가하는 경향이 나타났다. 압축강도의 경우는 양호한 품질의 부순 굵은 골재를 사용한 배합에 비해 저품질의 발파석 굵은 골재를 사용한 배합에서 특히, 발파석 마사토 및 해사와 같은 저품질 잔골재와 복합될 때 20~35% 까지 저하하는 결과를 나타내었다. 또한, 저품질 잔 굵은 골재를 사용한 콘크리트인 경우는 압축강도뿐만 아니라 탄성계수와 내구성으로 동결융해, 건조수축, 탄산화 및 염해저항성 측면에서도 크게 저하하여 그 심각이 문제시 되었다. 따라서 저품질 골재를 순환자원으로 활용하고자 할 때에는 물씻기, 혼합골재에 의한 입도 조정 등 별도의 처리를 거쳐 사용하거나 혹은 사용을 철저히 규제하는 특별한 대책이 수립 되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.178-178
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• 2011

도로소음은 다양한 소음원에 의해 발생하며, 도로를 이용하는 사람과 도로 주변사람에게 큰 불편을 초래한다. 보다 쾌적한 환경을 원하는 현대인에게 있어 도로 소음의 경감은 중요한 환경 공해로 작용한다. 도로 소음을 줄이기 위해서는 여러 가지 방법이 있을 수 있으며, 이 중 도로 포장의 개선을 통해 도로 소음을 경감할 수 있으며, 이와 같은 포장을 저소음 포장이라고 한다. 저소음 포장은 주행하는 차량의 타이어와 노면이 마찰하면서 발생하는 소음을 최소화하기 위한 것으로 소음 발생의 메커니즘을 바탕으로 하고 있다. 저소음 포장중 가장 널리 사용되고 있는 방법은 공극을 늘리는 것이다. 약 20%의 공극은 타이어와 노면 사이의 에어펌핑음을 최소화 하며, 소리를 흡수하는 역할로 약 3dB의 소음 가소 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 소음을 감소시키는 또 하나의 방법은 노면의 표면 조직을 매끈하게 하여 타이어와 노면의 충격음을 줄이는 방법이다. 노면의 평탄성을 개선하기 위해 포장에 사용되는 골재의 최대크기를 줄이는 소입경 포장을 소음 가소의 목적으로 유럽 등지에서 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 저소음 기능을 위해 공극률을 크게 하고 소입경 골재를 사용하는 소입경 저소음 포장의 현장 적용을 위한 배합 설계를 수행하였다. 소입경 저소음 포장의 최대 골재 크기는 현장 적용성과 경제성을 고려하여 10mm 골재를 사용하였으며, 수도권에서 입수한 4곳의 산지 골재를 분석하여 골재 합성 입도를 산정하였다. 10mm 저소음 포장의 골재 입도 범위는 공극률 15~18%를 목표로 하며, 이를 만족하기 위하여 배합 설계를 수행한 결과 5mm 통과 중량 백분율이 약 30%로 하는 개립도가 적당한 것으로 나타났다. 공극이 증가함에 따라 포장의 내구성 향상을 위해 사용된 고점도 바인더는 아스팔트 혼합물의 생산 및 시공온도를 증가시키게 된다. 또한 굵은골재의 비율이 높은 개립도 아스팔트 혼합물의 경우 운반과정과 포설 과정에서 온도가 빨리 떨어지는 단점이 있다. 이를 극복하기 위하여 중온 첨가제의 사용을 통해 생산 및 다짐온도를 낮추고자 하였다. 소입경 저소음 포장의 배합설계 과정은 배수성 포장의 배합설계 과정과 유사하나, 칸타브로 손실률과 흐름실험의 변곡점을 기준으로 할 경우, 칸타브로 손실률과 흐름 손실률이 매우 작아 변곡점을 판단하기 어렵기 때문에 칸타브로 손실률과 흐름 손실률의 기준 만족 여부로 판별하고, 최적 아스팔트 함량은 공극률을 기준으로 산정하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 중온 첨가제를 사용할 경우는 중온 첨가제로 인한 점도의 변화를 감안하여 혼합 및 다짐 온도를 결정하고 배합 설계를 수행하며, 중온 첨가제의 특성과 양에 따라 최적 아스팔트 함량이 변화하게 된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.359-366
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• 2007

최근들어 내구성에 대한 사회적, 공학적 중요성이 부각됨에 따라, 염해 및 탄산화에 대한 연구가 집중되고 있다. 일반적으로 침지된 구조물의 경우를 제외하고는 염해와 탄산화는 동시에 발생하게 되는데, 탄산화 영역에서는 염화물 거동이 일반콘크리트에서의 염화물 거동과 다르게 평가된다. 그리고 콘크리트 구조에 발생된 균열은 단일열화 뿐 아니라 복합열화의 진전에도 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구의 목적은 염화물 확산과 침투 그리고 이산화탄소 유입에 따른 탄산화 거동을 고려하여, 복합열화에 노출된 건전부 및 균열부 콘크리트 구조물의 열화 해석을 수행하는데 있다. 먼저 초기재령 콘크리트의 다상 수화 발열 모델 및 공극 구조 형성 모델을 도입한 염화물 확산 및 침투를 고려한 염화물 이동 모델을 이용하였다. 이후 탄산화 해석을 통하여 탄산화 영역 진전에 따라 변화하는 공극 분포, 포화도 및 고정화 염화물의 해리를 모델링하여 복합 열화 모델을 개발하였으며 개발된 모델은 기존의 실태 조사 결과 및 실험 결과와 비교하여 그 적용성을 검증하였다. 한편 선행된 연구 결과인 균열부의 염화물 및 탄산화 거동을 고려하여, 보통포틀랜트시멘트 (OPC; ordinary portland cement) 및 혼화재 (슬래그)를 사용한 콘크리트에 대한 복합열화 거동을 시뮬레이션 하였다. 그 결과 건전부 및 균열부에 대하여 복합열화 저항성을 평가할 수 있는 복합열화 천이 영역 (CCTZ)를 제안하였으며, 혼화재를 사용한 콘크리트가 OPC를 사용한 콘크리트에 비하여 복합열화 저항성이 우수함을 해석적으로 구명하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.133-133
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• 2012

일반적으로 TiO2는 광촉매 작용으로 표면 살균성을 가지며, 친수특성으로 인한 자가세정 능력도 가지고 있다. 또한 지구상에 많이 존재하는 광물로 원료의 가격이 저렴하다는 장점이 있어 산업 전반에 사용되고 있다. 하지만 외부의 환경적 오염으로 인한 광촉매 반응 면적의 감소에 따라 반응효율이 저하되는 단점이 있으며, SiO2는 투명한 유리와 같이 비정질상태가 안정하고 높은 굴절률을 가지며 내구성이 외부환경에 강해 무반사 코팅이나 금속박막의 보호층으로 주로 사용된다. WO3는 높은 굴절률과 가시광선 영역에서의 우수한 투과율을 가지고 있으나 conduction band에서 생성된 광캐리어들이 빠르게 재결합 하여 광분해 효율이 좋지 않기 때문에 흔히 쓰이지 않고 있다. 이러한 박막들의 단점을 보완하기 위해 물리적 구조를 변화시켜 반응 면적을 극대화하기 위해 버퍼층이나 다층박막을 사용하는 등 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 실험에서는 Slide glass에 Plasma etching 하였을때 친수성이 나타나는 특성을 이용하여 대면적 코팅과 표면 경도를 우수하게 만들 수 있는 RF Magnetron sputtering법으로 Slide glass에 Ar Gas 분위기에서 각 파워별 Plasma etching한 후 TiO2, SiO2, WO3 박막을 증착하여 광학적, 구조적 특성을 분석하였다. 광투과율 측정장치(UV-VIS Spectrophotometer)를 사용하여 투과율을 측정한 결과 모든 박막이 가시광 영역에서 80% 이상의 높은 투과율을 나타내었으며, 접촉각 측정결과 100w로 etching한 glass에 TiO2를 증착한 박막에서 가장 낮은 $3^{\circ}$ 이하의 접촉각을 나타내었다. SEM (Scanning Electron Microscope) 분석을 통해 표면구조를 관찰한 결과 100w로 etching한 후 TiO2를 증착한 박막이 가장 조밀한 구조를 보였으며, AFM (Atomic Force MicroScope) 분석 결과 100w로 etching한 후 TiO2를 증착한 박막의 표면이 가장 거칠어지는 것을 볼 수 있었는데, 이는 물과 닿는 박막의 유효 표면적의 증가로 인하여 광촉매 효과가 증가하였기 때문에 친수성이 향상된 것으로 사료된다. 이러한 박막은 건물 유리벽과 자동차의 내 외장재 전자기기용 광학 필름에 자가세정, 내반사 코팅소재, 디스플레이 표시장치로 활용할 수 있을 것으로 예상된다. 본 연구는 중소기업청에서 지원하는 2011년도 산학연 공동기술개발 지원사업의 연구수행으로 인한 결과물임을 밝힙니다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.73-82
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• 2017

우리나라 상수도 기반시설 설비에 관련된 기존의 인증평가는 경제적 측면과 내구성 등 물리적 측면에 초점을 맞추어 사용되어 왔다. 그러나 경제수준이 상승하면서 상수도에 대한 위생, 보건, 안전성, 삶의 질에 대한 국민의식이 향상됨에 따라 상수도 서비스의 위생보건학적 품질향상이 요구되고 있다. 지난 5년간 국내 497개 정수장의 수질분석 자료를 고찰한 결과 pH는 5.8~8.5의 범위로 나타났다. 하지만, 현재 우리나라 수도용 자재 및 제품의 위생안전기준 공정시험방법(위생안전시험법)은 pH 7.0에서만 평가하고 있어, 실제 상수도 pH 조건에서 관내 중금속용출에 대한 기초정보가 부족하다. 이러한 배경으로 본 연구에서는 국내에서 대표적으로 사용되는 관에 대하여 pH변화가 중금속용출에 미치는 영향을 실험적으로 분석연구하였다. 본 연구 결과, pH가 낮아질수록 일부 금속의 용출정도가 증가하는 것을 확인하였다. 특히 pH 5.8일 경우, 구리재질의 관에서 Cu가 보정계수(Normalization Factor) 적용 후에도 위생안전기준을 상회하였다. 스테인레스 재질의 관에서는 Cr, Cu가, 구리재질의 이음관에서는 Cd, Pb, Cu, Zn이, 아연재질의 이음관에서는 Zn이 기준치를 각각 상회하였으나 보정계수를 적용하면 기준치를 만족하였다. 본 연구의 결과로 현행 위생안전시험법에서 pH조건을 7.0 이외의 낮은 pH 조건을 포함하는 개정의 필요성이 제안되었다. 추후 상수도관으로 사용되는 다른 종류의 관에 대한 추가 연구의 필요성도 제시되었다. 본 연구는 차후 우리나라 위생안전기준의 개정연구에 필요한 기초자료 제시에 기여를 하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권6호
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• pp.553-564
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• 2022

콘크리트는 건설분야의 대표적인 복합재료로써 아주 우수한 재료이나, 불균질성을 가진 취성적 재료로 휨이나 인장력에 대해 취약한 거동을 보인다. 이러한 단점을 보완하기 위해 다양한 종류의 섬유를 보강한 콘크리트를 활용하고 있다. 특히, 강섬유는 다른 고분자 섬유에 비해 시장성이 좋으며 우수한 역학적 성능을 가지고 있어 콘크리트 보강재로 널리 사용되고 있다. 그러나 해양 환경에 노출된 부위에 시공할 때 염소이온 침투에 따른 부식의 영향으로 콘크리트의 내구성을 저하시킨다는 문제점을 가진다. 따라서 본 연구에서는 반복적 연수침지가 강섬유 혼입 콘크리트에 미치는 다양한 영향들에 관해 평가해 보고자 하였다. 실험 결과에 따르면, 37주간의 반복적 염수 침지 기간 동안 콘크리트의 상대동탄성 계수의 감소는 관찰되지 않았고, 염수 침지 종료 후의 휨강도의 감소도 발생하지 않았다. 반복시험 종료 후 시편의 파단면 육안 관찰 시 강섬유 부식의 증거는 확인할 수 없었다. 그러나 휨인성은 감소하였는데, 이는 콘크리트 시편의 절반 정도가 휨 시험의 최대 측정변위인 3mm지점에 도달하지 못하고 파괴가 발생하였기 때문이다. 비록 반복적 염수침지가 강섬유의 부식을 통한 콘크리트 균열을 발생시키지 못하더라도, 휨인성에는 영향을 미칠 수 있으므로 해양환경에 강섬유 보강 콘크리트를 사용 시 이를 유의해야 할 것으로 판단된다.