• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제24권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2020

철강 생산으로 인하여 부산되는 철강슬래그 역시 계속적으로 증가하여 2018년에 2,423 만톤에 이르고 있으나 고로슬래그를 제외한 철강부산물은 단순매립 등으로 재활용되고 있어 산업부산물의 유효활용을 통한 자원순환형 사회 구축 및 천연자원 고갈방지를 위해서는 다양한 활용기술 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 한편, 근래 무분별한 해양개발 및 환경오염 등으로 광대한 해양생물의 서식기반이 소실되어 수산자원의 감소현상이 심화되고 있어 이에 대한 대책이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 다량 부산되는 복합슬래그를 천연골재 대체재료로 재활용하는 방안 제시와 해수정화가 가능한 친환경 다공질콘크리트의 배합요인별 공학적 특성 및 적용성 검토연구를 수행하였다. 배합요인별 공극률 시험결과 모든 조건에서 오차범위 2.5%이내의 결과를 나타내었다. 압축강도시험결과 최적 혼입률은 복합슬래그골재 30%, 혼입시 가장 우수한 친환경 다공질콘크리트 제조가 가능하였다. 입상인공Zeolite를 혼입함으로서 침지일수 14일에 총질소 및 총인 농도가 36.8~54.6%까지 감소하여 입상인공제올라이트의 효과를 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.170-178
• /
• 2015

이 연구에서는 산업부산물인 알카리활성 슬래그와 알칼리 활성화제 (물유리, 수산화나트륨)에 강섬유를 사용하였으며, 이를 철근콘크리트 보에 적용하여 휨성능 평가를 하였다. 주요변수는 알칼리 활성화제의 혼입비율 및 강섬유를 혼입으로 총 8개의 실험체를 제작하였으며, 재료 및 구조성능 평가를 위한 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 친환경 알카리활성 슬래그 섬유보강콘크리트를 사용한 철근콘크리트 보는 전반적으로 휨 또는 휨-전단에 의하여 파괴되었다. 그리고 수산화나트륨의 몰 증가와 강섬유를 보강한 결과 최대내력이 15.8~25.9% 증가한 값이 나타났으며, 연성 또한 높게 나타났다. 친환경 알카리활성 슬래그 섬유보강콘크리트는 기존의 콘크리트를 대체할 수 있는 기초연구로서 향후 건설소재 및 재료분야에 활용할 수 있을 것으로 사료되며, 이러한 특성을 바탕으로 콘크리트 2차 제품 생산과 구조부재를 PC화하여 활용할 경우 생산성 향상, 공기단축 등 효율이 상승될 것으로 보인다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제8권1호
• /
• pp.25-32
• /
• 2013

본 연구는 건설 방수 분야에서의 효율적인 재생고무의 활용을 목적으로 개발된 고점착 시트 방수재를 대상으로 현장 적용 가능성 및 성능 검증을 통해 구조물에 적용 가능한 친환경 고기능 방수 기술로 제안하는 것을 목적으로 실시하였으며, 12개월간의 장기적 평가 결과, $0.3N/mm^2$의 정수압 및 측수압에 대해 안정된 방수성능을 확인하였으며, 흡수량 및 부착강도 역시 시일경과에 따라 미미한 변화(+0.05g, $-0.1Nmm^2$)를 보여 방수성능이 안정적으로 유지되고 있음을 확인하였다. 이는 고점착 유연한 재료 특성으로 장기적 부착력 및 수압에 대한 저항성 확보로 현장 적용시 안정적인 방수층 형성 및 유지가 가능할 것으로 판단되며, 상기 연구결과를 통해 재생고무의 건설 방수분야에서의 적용이 천연고무의 재활용 기술의 확대와 향후 적극적인 응용 연구를 통하여 건축 방수시장에서의 친환경 재료를 이용한 기술적 우위를 차지할 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제25권3호
• /
• pp.261-269
• /
• 2013

이 연구에서는 산업부산물인 고로슬래그 미분말과 알칼리 활성화제(물유리, 수산화나트륨)를 사용하였다. 또한, 이를 활용하여 철근콘크리트 보에 적용하여 휨성능 평가를 하였다. 주요변수는 W/B, 알칼리 활성화제의 혼입비율, 혼화재의 종류 및 혼입유무로서 총 8개의 실험체를 제작하였으며, 재료 및 구조성능 평가를 위한 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 친환경 무기결합재 콘크리트는 초기 경화속도가 빠르며, 고강도 콘크리트의 가능성을 보였다. 또한, 이를 활용한 철근콘크리트 보는 기존 시멘트를 사용한 철근콘크리트 보와 유사한 거동과 파괴양상을 보였다. 친환경 무기결합재 콘크리트가 시멘트 콘크리트를 대체할 수 있는 기초연구로서 향후 건설소재 및 재료분야에 활용할 수 있을 것으로 사료되며, 이러한 특성을 바탕으로 콘크리트 2차 제품 생산과 구조부재를 PC화하여 활용할 경우 생산성 향상, 공기단축 등 효율이 상승될 것으로 보인다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제25권3호
• /
• pp.313-320
• /
• 2013

이 연구에서는 환경을 고려한 고성능 보수 보강재료 개발을 위하여 섬유를 보강한 폴리머 시멘트 모르타르의 특성을 연구하였다. 친환경 수지인 UM 수지를 일반 시멘트 모르타르와 일정 비율로 혼합하였다. 강도 증진의 영향을 확인하기 위해서 PVA 섬유, 강섬유 그리고 PVA섬유와 강섬유를 일정한 비율로 혼합한 하이브리드 섬유를 일정한 비율로 첨가하였다. 강도특성을 파악하기 위하여 섬유를 보강한 폴리머 시멘트 모르타르에 대하여 압축강도, 쪼갬 인장강도, 휨강도 실험을 수행하였다. 내구성을 파악하기 위하여 폴리머 시멘트 모르타르에 대하여 흡수율 실험, 내약품성 실험을 수행하였다. 실험 결과 UM 수지 폴리머 시멘트 모르타르는 내구성능이 개선되었고, 이러한 폴리머 시멘트 모르타르에 섬유를 보강하면 콘크리트 및 모르타르의 취약점인 인장강도와 휨강도가 증가하였다. 향후 외부 노출된 콘크리트 구조물의 내구성 향상을 위한 보수보강재료로 사용성을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제18권5호
• /
• pp.468-474
• /
• 2012

이 연구에서는 친환경 선박용 재료로 각광받는 탄소나노물질에 대하여 실험적 연구를 수행하였다. 탄소나노물질의 합성을 위한 열원으로서는 대향류 메탄 화염을 이용하였다. 탄소나노물질 합성을 위한 촉매로서는 페로센을 사용하였다. 합성 특성을 파악하기 위한 주요 파라메타로는 대향류 메탄 화염에 수소의 혼합 비율과 샘플링 위치를 변화시켰다. 탄소나노물질의 성향은 SEM과 TEM 이미지를 이용하여 결정되었다. 실험 결과로서는 수소의 혼합 비율이 증가할수록 탄소나노물질의 생성이 잘 이루어졌다. 또한 대향류 메탄 확산화염 내 탄소나노튜브의 생성을 위한 적정 온도로는 1500 K 정도가 적당하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제13권1호
• /
• pp.45-51
• /
• 2012

본 논문에서는 무해성 고화재와 건설공사 시 발생하는 흙을 이용하여 포장재료로 혼합 처리하는 방안을 연구하고자 한다. 특히, 일반적으로 고화재로 많이 사용되어 온 시멘트가 갖고 있는 유해성(6가크롬 등)을 극복함과 동시에 고강도 화 함으로써 준설토 처리, 해안구조물 기초처리, 사면표층안정처리, 하천제방 침식 방지 등 전반적인 토목/건축 구조물 기초보강 및 안정처리공법에 활용하고자 하는데 연구의 목적이 있다. 본 연구에 사용된 NSS(Natural Stabilizer Soil)는 천연섬유에서 추출한 단섬유와 석회 등을 혼합한 재료를 주원료로 하며, 흙의 전단강도를 증가시켜 지반의 지지력과 내구성을 향상시키고 침수와 동해를 방지하는 특징을 가지고 있다. 친환경성을 측정하기 위한 pH측정결과 6.67~7.15로 나타났으며, 용출시험 결과 납(Pb)과 시안(CN)만이 기준치 이하로 나타나 NSS자체에 포함된 유해성분은 거의 없는 것으로 판정되었다. 일축강도 실험결과 풍화토와 NSS의 혼합비율 6%에서 약 1,850kpa의 강도를 발현하는 것으로 나타났으며, 포장재로써의 적부를 판정하기 위한 CBR. 시험결과 원지반의 CBR은 4%~6%인데 비하여 NSS의 혼합비가 6% 이상인 경우 수침 CBR.값은 100% 이상으로 포장재료로써 활용도가 매우 높을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제29권2호
• /
• pp.23-34
• /
• 2013

식물의 추출물로 제조할 수 있는 유기산 재료는 포설 시 지중 속에서 미생물의 증식을 유도하며, 미생물에 의해 지반에서 압밀을 가속화시키고 빠르게 간극수압을 소산시킨다. 추가적으로 일부 미생물에 의해 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 채워 강도를 증대시키거나 투수성을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 유기산 재료의 지반개량 메커니즘 규명을 위하여 화강풍화토, 라테라이트성 적토에 유기산 재료 혼합 전 후의 강도와 투수시험을 실시하였으며, SEM, XRD로부터 원인을 규명하였다. 유기산 재료 혼합 후 재령 96일에서 강도는 약 1.5~2.5배 증가하였으며, 투수계수는 72.9~93.1%의 감소율을 보였다. SEM으로부터 흙 입자의 구조가 변하거나 공극이 감소한 것을 관찰하여 강도증대, 투수감소의 원인을 규명할 수 있었으며, XRD로부터 탄산칼슘의 생성도 고결화의 주된 요인이라고 결론내릴 수 있었다. 이에 본 유기산 재료는 친환경적으로 지반을 개량할 수 있는 공법으로 활용될 수 있을 것으로 보인다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.223-223
• /
• 2016

산업 및 기술의 발전에 의해 많은 신소재들이 개발되고 있다. 그 중에서 금속 나노 분말의 경우, 자성소재, 차세대 MLCC, 전도성 페이스트, 살균 등 여러 산업분야에서 관심을 보이면서, 다양한 재료들이 개발되고 있는 추세이다. 그 중에서 금속 나노 분말은 입자 미세화에 따른 경도, 인성, 연성들의 기계적 특성 향상, 전자기적 기능의 향상 등 기존재료에 비해 우수한 물성, 새로운 기능의 발현이 입증되면서 차세대 소재로서 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 최근에는 단순한 나노입자의 제조단계를 뛰어넘어 입경 및 입도의 제어 형상제어를 통한 입자 균일성이 요구되고 있다 DC 열 플라즈마를 이용한 나노입자 합성 방법은 초고온의 온도의 달성이 가능하여, 모든 금속원소에 대한 나노화 및 고순도화가 용이할 뿐만 아니라, 제조공정이 단순한 친환경 공법으로 저비용으로 나노입자를 제조할 수 있는 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 이송식 DC 열 플라즈마를 이용한 Cu 나노분말 제조, 비이송식 DC 열 플라즈마를 이용한 Fe 나노분말 합성 연구를 통해 반응기의 압력과 플라즈마 파워, Gas 유량등의 공정 변수가 나노입자 생성 특성에 미치는 영향을 확인 하였다. 또한 DC 열플라즈마 나노입자 합성 시스템에 대한 장비와 기술도 소개한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.33.1-33.1
• /
• 2011

최근 산업에서는 산업의 고도화로 인한 환경오염이 큰 문제로 대두되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안 중, 친환경소재에 대해 연구가 활발히 진행하고 있다. 연잎의 자기세정효과(self-cleaning effect)에 관한 연구는 이러한 친환경소재에 대한 연구 중 하나이다. 연잎의 표면은 마이크로 크기의 돌기와 나노 크기의 왁스의 dual-scale의 구조로 이루어져 있으며, 왁스의 경우 소수성을 가진다. 이러한 dual-scale 구조와 소수성의 왁스에 의해 초소수성이 발현되고, 결과적으로 연잎의 자기세정효과가 발현된다. 본 연구에서는 나노임프린트 리소그래피와 수열합성법을 이용한 나노로드 성장을 이용하여, 연잎의 dual-scale의 표면구조를 형성하는 실험을 진행하였다. 나노임프린트 리소그래피와 수열합성법은 다른 공정에 비하여 상대적으로 적은 비용을 필요로 하고, 대면적에 적용이 가능한 기술이다. 실험 진행은 먼저 silicon 마스터 스탬프를 역상으로 복제한 PDMS (Polydimethylsiloxane) 스탬프와 $TiO_2$ sol을 이용하여 기판 위에 $TiO_2$ gel 패턴을 형성한 후, 열처리 과정을 통해 $TiO_2$ gel 패턴을 결정화한다. 다음으로 결정화된 $TiO_2$ 패턴 기판을 수열합성 방법을 이용하여 $TiO_2$ 나노로드를 무작위적으로 형성하였다. 마지막으로 소수성을 갖는 자기 조립 단분자막 용액을 이용하여 소수성 표면처리를 한 후 접촉각을 측정하였다. 본 연구에서 개발한 기술을 이용하여 다양한 형태의 기판에 초소수성 표면을 형성할 수 있고, 자기세정효과를 갖는 표면을 구현할 수 있다.