• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.480-480
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• 2018

전 세계적으로 자연 친화, 하천생태계 보전, 친수하천 등을 조성하기 위한 대대적인 하천 정비사업이 활발히 진행 중에 있다. 최근 홍수로 인한 제방 붕괴에 대응하기 위한 제방의 안정화 및 개선을 위한 방법으로 기존의 시멘트와 같은 혼합물질을 사용하지 않고 환경 친화적이고 지속 가능한 대안에 대한 수요가 증가되고 있는 추세이며 현재 노후화 된 불안정 제방에 대한 보강대책을 수립해나가는 과정으로써 친환경 신소재를 활용하여 제방을 보호하는 연구가 수행되고 있다. 제방사면에 적용되는 신소재는 바이오폴리머를 활용한 재료로써 공동연구기관 카이스트에서 개발된 환경 친화적인 물질로 미생물에 의해 유도된 고인장 및 인체 무해성 등의 특성을 갖고 있으며 경제적 타당성인 측면에서 시멘트와 비교 분석 되어야 하고 실제 현장에서의 적용 가능성, 신뢰성 및 내구성 검토 등 성능을 보장하기 위한 지속적인 연구가 필요한 상황이다. 이에 본 안동하천실험센터에서는 중규모 제방을 직접 제작하여 수리모형실험을 통한 친환경 신소재 활용 제방의 안정성 및 성능 평가를 실시하였다. 수리실험 조건은 카이스트에서 제시된 레시피를 기반으로 먼저 분말형태의 바이이폴리머를 물과 희석하여 만들어진 바이오폴리머 용액을 흙과 혼합한 뒤 제방표면에 직접 미장작업을 수행하여 실험조건에 따라 일정한 두께(1cm, 3cm, 5cm)로 피복하였다. 이후 월류 붕괴 실험이 가능한 3 - 5일 정도의 양생기간을 거쳐 실험을 진행하였다. 실험결과는 다수의 고프로(GoPro) 및 비디오 카메라 등 다양한 영상장치를 이용하여 픽셀기반의 영상분석기법을 활용한 시간 흐름에 따른 제방 사면에서의 붕괴규모를 산정하여 신소재의 피복 두께에 따른 제체의 붕괴 거동 및 안정성을 평가하였으며, 또한 제방 파괴부에서의 흐름 상황 및 유속이 붕괴 발달에 미치는 영향을 분석하기 위하여 PIV 분석을 실시하였다. 이번 연구의 최종목표는 지속적인 예비실험을 수행하여 월류 및 침투, 파이핑 등 파괴 인자 별 신소재의 성능 개선 및 개발된 새로운 공법에 대한 효과 검토를 통한 최적안을 도출함으로써 향후 실규모 실험실증을 통한 신소재 시공 및 공법에 대한 현장적용 가능성 검증을 거쳐 최종적으로 신소재 제방 공법 설계 기술, 신소재 및 공법 표준안, 제방공법 안정성 평가 가이드라인 등을 제시하고자 하며, 이러한 실험데이터를 축적함으로써 실제 제방 붕괴 시 비상대처계획 수립에 필요한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.25-32
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• 2021

고내구성 친환경 콘크리트를 개발하기 위하여 폴리메틸 하이드로실록산과 폴리비닐알코올을 교반, 혼합하여 발수 및 소수성화합물을 제조하였다. 시멘트페이스트에 혼합물을 첨가한 후 BSE와 EDS 분석을 통하여 수화반응 특성과 화학조성의 변화 정도를 분석하였으며, MIP 분석에 의해 미세공극을 평가하였다. PMHS 유액을 혼입한 시멘트는 수화반응성이 높아지고 모세공극률이 낮아지는 것으로 분석되었으나, 시멘트 페이스트내에서의 유액의 분산 정도에 따라 공극률의 편차가 발생하는 것으로 나타났다. 메타카올린을 혼입한 유액의 경우에는 PMHS 유액만을 사용한 경우와 수화도와 공극률에서 거의 차이가 없는 것으로 나타났다. 그러나 시멘트 표면을 PMHS 유액으로 도포한 경우의 접촉각은 OPC와 비교하여 크게 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 PVA 섬유를 같이 사용한 경우에는 과소수성 표면으로 변화되는 것으로 분석되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.583-593
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• 2012

강판콘크리트(SC)구조에 관한 국내의 연구는 내력을 많이 요구하는 원전건물을 중심으로 연구가 진행되었다. 또한 SC구조는 공장생산과 모듈화시공을 통한 공기단축이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 중 저층의 일반건물에서 낮은 강도로 사용 할 수 있는 SC구조의 토대를 마련하고자 하였다. 강도를 저감시키는 방법으로 친환경재료인 황토와 시멘트를 조합하여 중요도가 낮은 건물에 사용이 가능하도록 하였다. 본 연구에서는 중심압축하중을 받는 기둥부재를 대상으로 압축거동, 유효길이계수, 좌굴하중, 강판좌굴 및 스터드의 성능을 검증하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.797-800
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• 2008

시멘트 사용량을 줄이기 위한 방법으로 포졸란 반응재료들이 혼화재로 사용되고 있다. 우리나라 전역에 널리 매장되어 있는 황토는 친환경 재료로서, 포졸란 반응을 하는 활성황토는 콘크리트의 혼화재로 활용성이 증가하고 있다. 또한 PET보강섬유는 폐 PET병을 재활용하여 만든 친환경재료로서 콘크리트에 혼입되어 미세균열을 제어하는 역할을 한다. 하지만 보강섬유를 혼입한 콘크리트에 대한 연구는 아직도 미비한 실정이고 황토를 혼화재로 사용한 콘크리트의 경우 황토 혼화재의 포졸란 반응과 보강섬유의 보강효과가 복합적으로 나타날 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 황토와 PET보강섬유를 혼입한 콘크리트 거동 특성을 분석하기 위하여 건조수축 시험을 통해 황토와 PET보강섬유를 혼입한 콘크리트의 재료특성을 평가하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제32권6호
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• pp.10-17
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• 2023

칼슘실리케이트 시멘트(Calcium silicate cement, CSC)는 친환경 저탄소 시멘트로써 최근에 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 이산화탄소 반응 활성화와 시료 handling을 위하여 사전경화 단계를 진행하여야하는 어려움이 있다. 본 연구에서는 CSC에 칼슘설포아루미네이트(Calcium sulfoaluminate, CSA) 속경시멘트를 혼합하여 초기강도 발현으로 사전경화 없이 사용할 수 있는 CSC의 확대적용 가능성을 살펴보고자 하였다. 이를 위하여 이산화탄소 분위기에서 CSC 와 CSA 속경성 시멘트 혼합비율 변화에 따른 압축강도와 Q-XRD 광물특성 함량 변화를 측정하였다. 압축강도 측정결과, CSC 50% 조건에서 3일과 7일 압축강도가 각 각 14.18MPa과 22.98MPa로 1종시멘트 KS규격을 만족하였다. 광물특성 분석을 통하여 이산화탄소 반응생성물인 calcite 광물이 증가하여 강도발현에 기여했음을 알 수 있었다. 7일 경과 후에도 수화광물인 dicalcium silicate 및 yeelimite광물뿐 아니라, 이산화탄소와 반응하지 않은 rankiniten 및 pseudowollastonite 광물이 다량 관찰되어 7일이후의 강도발현 가능성을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권9호
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• pp.71-78
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• 2011

최근 준설점토 고화처리과정에서 환경에의 부하를 고려하여 시멘트와 같은 지반 고화재를 최소화 하고자 하는 노력이 시도되고 있다. 그러나 적정한 지반 고화재의 비율이나 각 비율에 따른 물리/역학적 특성과 재료적 특성에 대한 충분한 연구가 수행되지 않아 설계에 반영되는 단계에 까지는 이르지 못하고 있는 것이 현실이다. 이에 본 연구는 준설점토의 유효한 활용과 친환경적 접근이라는 두 가지 문제를 동시에 극복하기 위하여 고화재를 최소화할 수 있는 방안과 고화재 비율에 따른 혼합토의 물리/역학적 특성 및 재료특성을 장단기적 관점에서 규명하고자 하였다. 이를 위해 본 연구에서는 먼저 지반 고화재로써 시멘트를 활용하여 혼합 지반의 역학적 성능을 충분히 발휘하는 범위에서 고화재의 투입량을 최소화할 수 있는 최적의 설계방안에 대해 알아봄과 동시에 각 고화재 투입량에 따른 혼합토의 물리/역학적 특성과 재료적 특성을 평가하여 정리하였다. 강도 측면에서는 빈배합 혼합점토는 본 연구에서 상정한 최대 양생기간인 270일 동안 지속적인 강도증가를 보이고 있었으나 혼합비가 상대적으로 높은 증가 추세가 현격하게 떨어지고 있었다. 압밀측면에서는 시멘트 혼합에 의한 의사과압밀현상이 낮은 배합비에서도 충분히 발휘된다는 점을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 준설점토를 조기에 안정화시키고 동시에 친환경적으로 재활용할 수 있는 방안이 구체적으로 모색되었으며, 본 연구에서 수행되는 다양한 시험 및 해석적 연구 자료는 향후 관련 공법을 실제 현장에 적용할 경우에 설계를 위한 기초 설계자료로써 제공될 수 있으리라 기대된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.425-432
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• 2011

철도시설물 유형별 전과정 온실가스 배출량에 관한 연구결과를 분석한 결과 철도건설에 사용된 콘크리트가 주요 발생원임을 확인하였다. 친환경설계전략(ECODESIGN PILOT)을 활용하여 철도시설물의 제품유형을 분석한 결과에서도 철도시설물은 재료집약제품으로 분류되었다. 따라서, 본 연구에서는 건설재료측면에서 철도시설물의 온실가스배출량을 저감하는 방안을 도출하고 이를 철도현장에 시범, 적용함으로써 그 저감효과를 분석하였다. 연구에서 고려한 철도시설물의 온실가스 배출저감기술은 고로슬래그를 이용하여 시멘트 사용량을 저감한 친환경 콘크리트와 콘크리트 구조물의 수명을 보장할 수 있는 콘크리트 열화방지제이다. 그리고 설계단계에서 철도노선에 대한 온실가스배출량을 사전에 평가하고 예측할 수 있는 저탄소 철도노선 평가 및 설계기술이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.87-98
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• 2011

최근 생태 친환경 건축이 화두로 등장하면서 친환경 건축재료인 점토벽돌과 공기의 흐름과 수분의 이동이 가능한 석회모르타르의 사용이 증가하고 있다. 하지만 국내 연구는 콘크리트벽돌과 시멘트모르타르에 집중되고 있어 점토벽돌 및 석회모르타르에 대한 연구가 거의 없는 실정이며, 조적조의 국내 기준 또한 국내에서 사용되는 재료와 다른 물리적 값을 사용하고 있는 국외기준을 바탕으로 제정되어 국내 실정을 적절히 반영하지 못하고 있다. 따라서 본 연구는 프리즘압축강도, 부착강도, 전단 및 사인 장강도 실험을 통해 점토벽돌과 석회모르타르를 사용한 조적구조의 물리적 특성을 파악하고자 한다. 또한, 콘크리트벽돌과 시멘트모르타르를 사용한 조적구조와의 물리적 특성을 비교분석하여 국내 조적기준을 개정하기 위한 근거를 제시하고자 한다. 점토 벽돌과 석회모르타르를 적용한 조적구조는 콘크리트벽돌과 시멘트모르타르를 사용한 조적구조와는 다른 양상을 보이므로 점토벽돌과 석회모르타르를 적용한 조적구조의 프리즘압축강도와 탄성계수에 대한 추정식을 제안한다.

• 한국건축시공학회지
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• 제11권5호
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• pp.452-458
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• 2011

활성탄을 혼입한 모르타르의 특성을 분석한 결과 유동성 측면에서는 무치환과 참나무 숯 모두 큰 차이를 보이지 않았고, 강도적인 측면에서는 활성탄을 혼입한 모르타르의 강도가 참나무 숯과 무치환 모르타르에 비해 높게 나타났다. 열적 특성은 치환율이 증가할수록 두 혼화재 모두열전도율이 감소하는 경향을 보여 단열성능이 우수함을 입증하였다. 결과적으로 활성탄을 혼입한 모르타르가 강도와 단열성능이 우수함을 증명하여 기존의 활성탄이 가지고 있는 오염물질 흡착성능과 함께 우수한 건축 마감재로서의 여러 성능이 검증되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.143-149
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• 2006

무단 매립이나 일시 야적으로 환경오염을 유발하는 굴패각을 활용한 친환경 굴패각고화재의 고화성능을 평가하는 일련의 실험연구를 수행하였다. 연구목적은 연약지반개량에 적용하기 위하여 고화재의 고화능력을 평가하고 지반개량 효과를 규명하는 것이다. 이를 위하여 굴패각 고화재 및 시멘트 고화재를 가지고 준설토사에 적용하여 양생기간 및 물/고화재 비를 다르게 변화하면서 일축압축실험을 수행하여 상호 비교하였다. 실내모형 실험을 수행한 결과,굴패 각 고화재는 표층이나 천층 및 심층혼합처리공법으로 연약지반을 개량하는 경우에 시멘트 고화재 보다 고화성능이 우수한 것으로 나타났다.