• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.84-89
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• 2015

현무암섬유는 높은 인장강도와 콘크리트와 유사한 밀도를 갖기 때문에 콘크리트 보강 섬유로서 장점을 갖고 있다. 이 연구에서는 현무암섬유의 부착 특성과 섬유 배향각에 따른 현무암섬유의 인장 강도 특성을 조사하였다. 이를 위하여 현무암섬유와 폴리비닐알코올섬유에 대한 섬유 인발 실험을 수행하였고, 현무암, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌섬유에 대하여 섬유 배향각에 따른 인장 강도를 측정하였다. 실험 결과 현무암섬유의 화학적 부착, 마찰 부착, 미끌림 경화 계수는 폴리비닐알코올섬유와 비교하여 각각 1.88, 1.03, 0.24배로 나타났다. 현무암섬유의 배향각에 따른 강도 감소 계수는 폴리비닐알코올섬유의 9배, 폴리에틸렌섬유의 3배로 나타났다.

• Composites Research
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• 제19권6호
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• pp.32-37
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• 2006

본 논문은 두 가지 암석인 국내 광물로부터 무기질 연속섬유 제조과정을 요약한 것이다. 두 가지 광물인 현무암과 맥반석으로부터 용융 방법으로 연속섬유를 생산하였다. 제조방법은 유리화된 재료를 노즐이 하나인 백금과 로듐 합금 도가니인 부싱에 넣어 섬유방사가 가능한 온도로 가열하였다. 유리화된 현무암은 어떤 첨가물도 없이 연속섬유 제작에 적합하였으나 맥반석은 산화붕소의 첨가가 연속섬유 방사를 가능하도록 하였다.

• Composites Research
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• 제27권1호
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• pp.14-18
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• 2014

탄소섬유 복합재료는 내열성 및 우수한 기계적 특성을 가지고 있는 우수한 재료이지만 가격이 비싼 결점이 있다. 따라서 본 연구에서는 높은 기계적 강도를 가지며, 가격이 비싸지 않은 재료의 개발을 위해 탄소섬유에 현무암 섬유를 첨가하여 하이브리드 복합재료를 제작하였다. 현무암 섬유의 함유 비율이 높아질수록 강도는 감소하였으며, 탄소의 강화재 비율이 80% 정도에서 CFRP와 유사한 강도를 얻을 수 있었다. 또한 섬유 각각을 적층하여 복합재료를 제작하는 것 보다 섬유사를 혼합시켜 제작한 복합재료에서 더 우수한 기계적 특성을 얻을 수 있었다.

• Composites Research
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• 제23권3호
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• pp.43-49
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• 2010

제주도 표선리 현무암 원광을 이용하여 연속 방사에 의해 현무암 섬유를 제조하였다. 먼저 현무암의 용융특성을 확인하기 위하여 현무암 원광을 백금도가니에 넣고 $1550^{\circ}C$로 용융시킨 후, 물속에서 급냉하였다. 냉각한 후 X-선 회절, 열팽창, 고온 점도, 고온 전기전도도와 고온 현미경을 측정 분석하여 연속방사 조건을 조사하였다. 연속 섬유를 제조하기 위한 최적의 방사 온도와 고온 점도는 각각 $1264^{\circ}C$와 $10^{2.8}$ poise이었다. 제조된 방사 섬유의 특성은 인장강도, 전자현미경 관찰, 내열시험 등으로 확인하였다. 부싱 온도 $1240^{\circ}C$와 와인더 속도 4600rpm의 방사 조건에서 제조된 섬유의 인장 강도는 3660MPa을 나타내었다.

• 폴리머
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• 제39권2호
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• pp.219-224
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• 2015

본 연구에서는 현무암섬유의 계면을 황산과 과산화수소로 처리하고 섬유 배향각을 $0^{\circ}$, $0^{\circ}/90^{\circ}$, $0^{\circ}/45^{\circ}/-45^{\circ}$로 달리하여 현무암섬유 에폭시 강화 복합재료의 기계적 특성에 미치는 영향에 대해서 살펴보았다. 기계적 특성은 층간 전단강도(ILSS)와 파괴인성 요소 중 임계응력세기인자($K_{IC}$) 측정을 통하여 고찰하였으며, 섬유의 표면미세구조 변화와 복합재료의 파단면은 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하였다. 또한 섬유표면에 계면처리의 여부를 확인하기 위하여 적외선 분광법(FTIR)과 X-선 광전자 분광법(XPS)을 분석하였다. 실험결과 계면처리한 섬유 표면의 -OH 기(hydroxyl)가 증가됨을 확인하였다. 계면처리한 후의 기계적 특성이 계면처리 전의 기계적 특성보다 약 ~100% 증가하였다. 이러한 결과는 표면처리에 의해 섬유와 에폭시 수지 매트릭스 사이의 계면결합력을 증가시킨 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권6호
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• pp.1298-1303
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• 2009

현무암 단섬유로 강화시킨 시멘트 복합재료의 섬유장과 혼입률에 따른 인장강도와 굽힘강도의 변화를 고찰하였다. 인장 및 굽힘강도의 증가는 섬유장의 증가에 따른 효과보다는 섬유 혼입률의 증가가 더 큰 역할을 하였다. 또한 현무암 단섬유와 시멘트 사이의 우수한 계면 접착력은 물리적 성질의 향상에 좋은 영향을 미친다고 보여진다. 시멘트의 수화시 생성되는 알칼리 조건과 유사한 포화 $Ca(OH)_2$ 용액에서의 중량감소율을 관찰한 결과 현무암 단섬유는 3주 동안의 침지 후에도 매우 작은 중량감소율을 나타냈다.

• Composites Research
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• 제32권6호
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• pp.368-374
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• 2019

무기필러가 첨가된 현무암섬유 강화 에폭시 복합재료를 제조하여 그 특성을 평가하였다. 첨가된 무기필러는 각각 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 알루미나, 베마이트이며 이를 첨가제로한 에폭시 수지를 현무암섬유에 핸드레이업으로 함침시킨 후 hot pressing하여 수지 함침량이 30 wt%인 섬유복합재료를 제조하였다. LOI 평가 결과 BFRP의 LOI (28.9)는 에폭시 수지 (21.4)에 비해 향상된 것을 확인하였으며 무기필러가 첨가될 경우 그보다 더욱 향상되는 것을 확인하였다. 또한 무기필러가 첨가된 복합재료는 무기필러가 첨가되지 않은 복합재료에 비해 콘칼로리미터 시험에서 PHRR, THR, TSR 등이 감소하여 무기필러 첨가에 따른 난연 특성 향상을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.111-120
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• 2024

본 논문에서는 홍수와 같은 재해시 비탈면 긴급 복구를 위한 보수재료를 제조하기 위한 일환의 연구로써, 플라이애시 혼합율에 따른 모르타르, 현무암 섬유 보강에 따른 모르타르를 각각 제조하여 보수재료의 기초 품질 특성에 미치는 특성을 평가하였다. 긴급 복구를 위한 보수재료는 각각의 특성으로부터 최적의 플라이애시 사용량을 선정하였으며, 현무암 섬유 혼합에 따른 기초 품질 향상을 위하여 화학혼화제 및 증점제의 최적 사용량을 도출하였다. 특히 하이볼륨 플라이애시는 알려진 장점으로 인하여 고성능 감수제 사용량 감소 및 작업성 향상이 가능함을 확인하였으며, 증점제 효과와 함께 섬유 뭉침 현상을 해소할 수 있는 것으로 나타났다. 본 실험결과를 통하여 얻어진 보수재료는 초기재령 강도를 중점으로 평가하여 긴급 복구를 위한 보수재료로써의 활용 가능성을 제시하고자 하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권6호
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• pp.545-551
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• 2016

막구조 건축물의 시공 증가에도 불구하고 국내에는 내화 및 방화기준이 마련되어있지 않고 일반 건축물의 내화기준을 적용하고 있어 막구조 건축물과 막재료의 특성을 반영하지 못하고 있다. 또한 막구조 건축물의 내화 및 방염성능을 확보하기 위해서는 막재료가 규정된 난연성능을 만족해야 한다. 따라서 본 연구에서는 건축용 막재의 고온에서의 안전성을 확보하기 위해 현무암섬유를 직포로 적용하였다. 그리고 막재의 강도특성과 방염 및 난연특성을 기존의 건축용 막재와 비교, 평가함으로써 막재료의 평가기준에 대한 참고자료로 삼고자 한다. 연구결과, 현무암섬유와 유리섬유 기반의 건축용 막재는 낮은 열방출율과 총방출열량을 나타내 화재안전성이 높은 것으로 확인되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.49-56
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• 2015

초고성능 콘크리트는 높은 강도와 유동성을 갖는 우수한 재료 특성을 나타내는 콘크리트이다. 그러나 고연성 시멘트 복합체에 비하여 낮은 연성을 나타낸다. 이 연구에서는 강섬유와 마이크로섬유의 조합이 초고성능 콘크리트의 인장거동에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위하여 강섬유와 폴리에틸렌, 폴리비닐알코올, 현무암섬유 조합에 따라 4가지 초고성능 콘크리트 배합을 결정하였고, 인장거동을 평가하기 위하여 직접인장 실험을 수행하였다. 또한 마이크로섬유가 제조과정에서 의도하지 않은 과도한 기포를 생성하는지를 확인하기 위하여 밀도실험을 수행하였다. 실험결과 인장강도가 높은 폴리에틸렌섬유는 초고성능 콘크리트의 인장거동을 향상시키는데 효과적임을 확인하였고, 현무암섬유는 초고성능 콘크리트의 균열강도 및 인장강도를 증가시키는데 효과적임을 확인하였다. 또한 마이크로섬유가 의도하지 않은 기포를 생성하지 않는다는 것도 확인하였다.