• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.15-25
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• 2015

경량기포혼합토는 운반 과정에서 재료의 물성이 변화하므로, 시공 시의 성질이 설계 품질을 만족하는지를 확인할 필요가 있다. 본 연구는 현장시험을 통해 믹스트럭 운반에 의한 재료특성의 변화를 분석하는데 목적이 있다. 현장시험에 사용된 경량기포혼합토는 단위중량 $9.0{\pm}1.0kN/m^3$, 흐름값 $190{\pm}20mm$로 제작되었다. 재료특성의 변화를 분석하고자 운반 전 후 시료의 단위중량과 흐름값을 측정하고, 일축압축강도 시험을 실시하였다. 교반시간은 19~175분으로 다양화하였다. 시험결과 경량기포혼합토는 교반에 의해 단위중량, 흐름값과 일축압축강도는 변화하나 품질관리기준은 만족하였다. 운반 후 단위중량과 흐름값의 평균 변화량은 $(+)0.10kN/m^3$, 4.8mm로 교반시간에 따른 단위중량과 흐름값의 평균변화량은 일정하였다. 28일 일축압축강도는 $20{\sim}150kN/m^2$ 증가하나 변화량과 교반시간과의 관계는 명확하지 않았다. 결론적으로 175분 이내에서의 운반에 의한 물성의 변화는 적으므로 적용에 문제는 발생하지 않을 것으로 생각된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.5-14
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• 2016

최근 들어 경제적이고 친환경적인 에너지 활용을 위하여 지열에너지의 필요성이 점차 증대되고 있다. 특히 지열히트펌프 시스템(geothermal heat pump system)으로 불리는 지열 냉난방 시스템의 적용성이 계속 확대되고 있다. 이러한 지열히트펌프 시스템에서 지반의 열전도도와 열확산계수와 같은 지중 열물성은 설계 과정에서 매우 중요한 변수이기에 현장 열응답 시험(thermal response test)을 통해 지반의 열전도도를 산출해야 한다. 본 논문에서는 U와 2U 타입의 지중 열교환기를 매립지 지반에 설치한 후 48시간 동안 현장 열응답 시험을 수행하였으며 지반의 열전도도 뿐만 아니라 지반의 열확산계수를 비선형 회귀분석을 통해 산정할 수 있는 방안을 제시하였다. 또한 지중 열교환기가 설치된 지반의 시료를 채취하여 실내 열물성 실험을 수행하였으며 이를 현장 열응답 시험을 통해 도출된 지반의 열전도도 및 열확산계수 값과 비교하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제10권5호
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• pp.113-119
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• 2010

설계강도 80 MPa인 고강도 콘크리트가 B/P에서 대량 생산, 공급되는 현장조건하에서도 시험실 조건과 동일한 재료물성을 발휘하는지 여부를 평가하기 위하여 내화시험과 시험시공을 수행하고, 그 결과를 평가하였다. 내화성능평가 결과, 복합섬유(PP섬유, NY섬유)를 0.075 %혼입한 80 MPa의 고강도 콘크리트가 내화성능과 폭렬방지 성능이 우수한 것으로 나타났다. 고강도 콘크리트 시험시공 결과, 압송 전에는 공기량, 유동성, 압축강도 등을 모두 만족하였으나, 압송 후에는 슬럼프 플로가 목표물성보다 다소 작게 평가되어 개선이 필요한 것으로 판단되었다. 고강도 콘크리트의 수화온도 역시 관련 기준을 만족하였다. 고강도 콘크리트의 단위시간당 타설량은 약 $44m^3$로 우수한 것으로 나타났으며, 충전성 또한 매우 우수한 것으로 평가되었다. 개발된 3성분계 고강도 콘크리트는 실리카 흄이 사용된 기존 고강도콘크리트와 비교하여 경제적이며 경화 전 후의 재료물성과 시공성이 우수하여 초고층 구조물의 건립 시 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.143-143
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• 2017

CrAlN 코팅은 높은 경도, 낮은 표면 조도 등의 상온에서의 우수한 기계적 특성 이외에 고온에서 안정한 합금상의 형성으로 인하여 우수한 내산화성 및 내열성을 보유하여 공구 코팅으로의 적용 가능성이 크다. 그러나 최근 공구사용 환경의 가혹화로 인하여 코팅의 내마모성 및 내열성 등의 물성 향상을 통한 공구의 수명 향상이 필요시 되고 있으며, 다양한 코팅 물질을 활용하여 다층 코팅을 합성함으로써 난삭재용 공구 코팅의 물성을 높이는 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 CrAlN 코팅과 WC-Co 6wt.% 모재 사이에 CrZrN, CrN, CrN/CrZrSiN 등의 중간층을 합성하여 CrAlN 코팅의 상온 및 고온 특성을 향상시키는 연구가 진행되었다. 합성된 코팅의 구조 및 물성을 분석하기 위해 field emission scanning electron microscopy(FE-SEM), nano-indentation, atomic force microscopy(AFM) 및 ball-on-disk wear tester를 사용하였다. 코팅의 고온 특성을 확인하기 위해 코팅을 furnace에 넣어 공기중에서 30분 동안 annealing 한 후에 nano-indentation을 사용하여 경도를 측정하였고, $500^{\circ}C$ annealing 코팅의 표면 조도 분석 및 $500^{\circ}C$에서 마찰마모시험을 실시하였다. CrAlN 코팅의 상온 특성을 분석한 결과, 모든 코팅의 경도(35.5-36.2 GPa)와 탄성계수(424.3-429.2 GPa)는 중간층의 종류에 상관없이 비슷한 값을 보인 것으로 확인됐다. 그러나, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수는 0.33로 CrZrN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 마찰계수(0.41)에 비해 향상된 값 보였으며, 코팅의 마모율 및 마모폭도 비슷한 경향을 보인 것으로 보아 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 이것은 중간층의 H/E ratio가 코팅의 내마모성에 미치는 영향에 의한 결과로 사료된다. H/E ratio는 파단시의 최대 탄성 변형율로써, 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배에 따라 코팅 내의 응력의 완화 정도가 변하게 된다. WC 모재 (H/E=0.040)와 CrAlN 코팅(H/E=0.089) 사이에서 CrN, CrZrSiN 중간층의 H/E ratio는 각각 0.076, 0.083 으로 모재/중간층/코팅의 H/E ratio 구배가 점차 증가함을 확인 할 수 있었고, 일정 응력이 지속적으로 가해지면서 진행되는 마모시험중에 CrN과 CrZrSiN 중간층이 WC와 CrAlN 코팅 사이에서 코팅 내부의 응력구배를 완화시키는 역할을 함으로써 CrAlN 코팅의 내마모성이 향상된 것으로 판단된다. 내열성 시험 결과, CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 코팅은 $1,000^{\circ}C$까지 약 28GPa의 높은 경도를 유지한 것으로 확인 되었다. $500^{\circ}C$ annealing 후 진행된 표면 조도와 마모시험 결과, 모든 코팅의 조도 값 및 마찰계수는 상온 값에 비해 증가하였으며 CrN/CrZrSiN 중간층을 증착한 CrAlN 코팅의 변화량이 가장 낮은 값을 보였다. 이는 CrZrSiN 중간층 내에 존재하는 $SiN_x$ 비정질상이 고온 annealing시에 산소 차폐막 역할을 하여, 코팅내의 잔류 산소에 의한 산화작용을 효과적으로 방지함으로써 코팅의 고온 특성이 향상된 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.51-58
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• 2008

최근 국내외에서 도로포장설계법에 경험적/역학적 개념을 적용한 설계법의 개발 및 이의 활용을 위한 연구가 매우 활발하게 진행 중에 있다. 미국의 경우 AASHTO 2002 설계법, 우리나라의 경우 한국형 도로포장설계법의 개발이 진행 중에 있고, 개발되는 설계법에 도로포장재료의 역학적 물성치 평가가 상당히 중요한 역할을 하게 구성되어 있다. 따라서 설계법에 이용될 국내 아스팔트 혼합물의 재료물성의 평가가 매우 시급한 실정이다. 이 재료의 물성치를 평가하는 방법 중 최근에 많이 적용되는 방법이 동탄성계수시험이다. 본 연구에서는 아스팔트 포장체의 시간에 따른 노화특성을 고려한 아스팔트 포장체의 동탄성계수를 평가하였고, 이를 이용하여 동탄성계수 예측방정식을 제안하였다. 시험에 이용된 아스팔트 혼합물은 KS 표준규격에 사용되는 9종(SMA 및 SBS 포함)과 3종류의 아스팔트 바인더를 이용하였다. 보통 공장에서 배합, 생산되어 현장으로 이동하고 다짐이 완료되기까지 걸리는 시간을 고려하면 단기노화조건은 $135^{\circ}C$ 4시간이 적절할 것으로 판단되며, 공정이 빠르고 관리가 잘되는 조건을 반영 한다면 $135^{\circ}C$ 2시간이 적절할 것이다. 장기노화 시험은 공용단계의 아스팔트 바인더의 노화를 시험하였다. 전체적으로 노화가 진행되면서 동탄성계수가 높아짐을 알 수 있다. 최대입경이 클수록 그 정도는 작아지는데 그 이유는 아스팔트 바인더의 효과 보다 골재의 효과가 그 비중이 증가함에 따른 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권2호
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• pp.245-253
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• 2010

전자기기부품에 적용되는 회로기판의 패키지 공정상에서 가해지는 온도변화에 따른 신뢰성 평가시 발생되는 문제들은, 주로 회로기판을 구성하고 있는 기본 재료들의 열팽창 계수 차이 및 시간의존성 물성에 의해 영향을 받는다. 특히, 인쇄회로기판 내부 회로층 사이에서 절연 역할을 수행하는 유리섬유강화 복합재료와 같은 수지몰딩 고분자 재료는 온도에 따른 물성변화 뿐만 아니라, 변형 및 하중이 가해지는 시간에 대한 물성변화도 고려해야 하는 점탄성 성질을 나타낸다. 본 논문에서는 인쇄회로기판에 사용되는 주요 고분자 재료인 유리섬유강화 복합재의 시간 및 온도에 따른 점탄성 특성을 규명하기 위하여, 단축인장 모드의 응력완화 시험과 크리프 시험을 각각 수행하였다. 또한, 고분자 재료 점탄성 물성의 영향성을 파악하기 위하여, 유한요소해석을 이용한 인쇄회로기판의 예비가열 공정 상에서 가해지는 온도변화에 따른 열변형을 평가하였다. 이러한 해석결과를 바탕으로, 인쇄회로기판과 같이 고분자재료를 사용하는 전자회로 구조물의 수치해석 기반의 열변형 예측시 점탄성 물성의 고려 필요성을 검증하였다.

• 터널과지하공간
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• 제23권3호
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• pp.169-179
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• 2013

치밀 또는 셰일가스층과 같은 비전통 저류층에서 물성을 구할 때 기존의 전통 가스정 시험법을 적용하면 올바른 결과값을 얻을 수 없다. 일반적으로 셰일가스 저류층에서는 지층의 저투과성으로 인해 유동 속도가 느려 방사형 유동 구간이 나타나기까지의 시간이 매우 오래 걸리며 수압파쇄 후에는 방사형 유동 구간이 전혀 나타나지 않을 수도 있다. 이로 인해 시험 비용이 많이 들 뿐만 아니라 결과값의 정확도 또한 매우 낮다. 이러한 이유로 셰일가스 저류층 물성 분석법으로 DFIT(diagnostic fracture injection test)이 새롭게 주목받고 있다. 수압파쇄 전에 수행되는 DFIT은 셰일가스의 중요성이 커져감에 따라 저류층의 물성을 얻기 위한 가장 실용적인 방법 중의 하나로 알려져 있다. DFIT 데이터를 분석하는 방법에는 여러 가지가 있으며 한 가지 방법으로는 데이터를 잘못 분석할 수 있기 때문에 다양한 방법을 통해서 종합적으로 물성을 분석하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 이러한 다양한 DFIT 분석법들에 대해 설명하고 이를 통해 3개 저류층의 DFIT 데이터에서 여러 가지 분석법들이 어떻게 적용되는지 비교, 분석하여 정확한 저류층 물성을 얻고자 하였다.

• 한국주조공학회지
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• 제44권1호
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• pp.3-8
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• 2024

최근에는 주조업계의 중요한 과제로써 산업폐기물 저감 과 대기환경 개선이 부각되고 있다. 종래의 주물사 사용 시 발생되는 문제점 해결과 주조공장의 환경개선을 위해 천연사를 대체 적용할 수 있는 다양한 인공사가 개발되어 사용되고 있다. 하지만 해외 공급사에서 제공하는 제한된 물성만 알려져 있고 기존 자연사와의 심층적인 비교분석이 부족하다. 또한 주조 공정 설계를 위해서는 상온뿐만 아니라 고온에서의 넓은 범위의 열물성이 확보 되어야 하며, 또한 열물성이 달라지면 주조방안 설계의 변화가 일어나야 하기 때문에 기존 자연사와 인공사의 열물성 차이를 비교 분석하는 건 중요하다. 본 연구에서는 자연사와 인공사를 바인더와 결합한 주형블럭에서의 열전도도, 비열, 열팽창 시험을 수행하였으며 실험 결과 열전도도는 자연사에 비해 인공사가 구성성분에 따라 5~40% 높았으며 열팽창계수는 인공사가 15%정도 낮았다. 하지만 비열은 구성성분에 상관없이 큰 차이가 없었다.

• Composites Research
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• 제26권4호
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• pp.254-258
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• 2013

본 연구에서는 폴리프로필렌과 다양한 탄소나노소재를 사용하여 제조한 복합재의 압출방향 및 권취속도에 따른 기계적 물성과 결정화도에 대한 연구를 수행하였다. 폴리프로필렌에 탄소나노소재를 균일하게 분산시키기 위해 미분쇄기에 폴리프로필렌 분말(<700 ${\mu}m$)과 탄소나노소재를 혼합한 후 나노복합재 필름 제조를 위해 압출기를 사용하였다. 나노복합재 필름의 결정화도를 분석하기 위해 differential scanning calorimetry를 이용하였다. 기계적 물성을 인장시험을 통해서 측정한 후 순수 폴리프로필렌 물성과 비교하였고, 압출 시 필름 권취속도에 대한 나노복합재 결정화도의 차이를 확인하였다. 탄소나노소재를 첨가함으로써 고분자 필름의 기계적 물성이 향상됨을 확인하였고, 그에 따른 결정화도 역시 증가하는 것을 확인하였다. 반면, 권취속도가 증가 할수록 압출물의 냉각속도도 역시 증가함으로써 결정화도가 오히려 감소함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권2호
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• pp.199-204
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• 2013

최근 차량 경량화를 통한 에너지 절감을 위해서 무거운 철강재료를 경금속이나 복합재료로 대체하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이중, 폴리머 기반의 복합재료는 사출성형을 통해서 복잡한 형상의 제작이 가능하고, 유리섬유나 탄소섬유를 함께 사용하여 철강재료 수준으로 기계적 물성을 높일 수 있는 장점이 있다. 하지만 엔진의 고온과 우기에서의 높은 습도 환경은 폴리머의 기계적 물성을 낮추기 때문에 재료선택 과정에서 반드시 고려해야 한다. 본 연구에서는 사출성형을 통해 만들어진 유리섬유강화플라스틱을 엔진룸 내부 온도와 유사한 $85^{\circ}C$ 환경과 우기시의 최대 수분흡수 환경하에서의 기계적 물성변화를 인장시험을 통해 알아보았다. 그 결과, 고온환경에서 최대인장강도가 약 23% 감소를 보였고, 수분에 의해서는 약 30% 감소하였으며, 고온과 수분 모두에 대해서는 약 70% 감소를 확인하였으며 이는 재료 선정시 반드시 고려해야 할 영향으로 판단되었다.