• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.501-511
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• 2009

이 연구는 콘크리트구조물의 유지관리 및 보전활동의 절력화와 콘크리트구조물의 장기 수명화를 목적으로 번잡한 검사나 보수작업을 필요로 하지 않고, 콘크리트에 발생하는 미세한 균열에도 수시의 점검 등이 필요 없이 미생 물의 생체광물형성작용을 이용하여 콘크리트 그 자체에 자기치유 기능을 부여하는 것에 관한 내용이다. 이 논문은 콘 크리트에 자기치유 기능을 부여하는 것에 관한 연구 중 지금까지와는 완전히 다른 방법으로 미생물의 생체광물형성작 용(biomineralization)을 이용한 자기치유 콘크리트 개발에 관한 기초적 연구로서, Sporosarcina pasteurii가 탄산칼슘을 석 출시키는 biomineralization을 이용하여 미생물이 신진대사 작용을 할 때의 탄산칼슘 석출 반응에 의한 세포 외에 다른 화합물의 생성, 탄산염광물의 석출 및 모래표면을 고화시켜 모래의 입자를 접착하는 바인더로서의 이용을 검토 하였다. 그 결과 새로운 광물 형성 및 모래표면의 고화가 어느 정도 가능한 것이 확인되었으며, 또한 유기(미생물)·무기(CaC$O_3$) 복합 구조를 가진 calcite에 의해 균열의 보수도 어느 정도 가능한 것이 기초실험을 통해 확인할 수 있었다. 따라서 콘 크리트구조물에 이러한 미생물의 신진대사 작용에 따른 생체광물형성작용의 이용은 미생물과 같이 완성된 진정한 의미 의 자기치유 콘크리트가 될 것으로 사료되며, 이러한 미생물의 적용에 따른 효과는 보수 기능뿐만 아니라 환경 문제를 배려한 새로운 재료로서의 개발로 이어져 향후 더욱 더 중요한 연구주제의 하나가 될 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권10호
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• pp.1034-1038
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• 2008

분해성 고형화/안정화(DS/S, degradative solidification/stabilization)는 전통적인 고형화/안정화(S/S, Solidification/Stabilization)에 경제성과 유기 오염물질의 분해를 추가한 기술이다. 무기 오염물질은 고정되며 유기 오염물질은 DS/S시스템에 의해 분해된다. 본 연구에서는 액상폐기물 내의 클로로포름(CF)과 메틸렌클로라이드(MC) 분해를 위해 cement/slag/Fe(II)시스템을 바인더로 한 DS/S의 효율성을 평가 하였다. 초기 CF의 농도는 0.26 mM, 1.0 mM, 8.4 mM, 25 mM and 42 mM 그리고 Fe(II) 농도는 200 mM로 하였다. 실험결과 다양한 농도의 CF의 분해경향은 유사일차반응으로 표현할 수 있었으며 초기농도 0.26 mM에서 5일 이내에 95%가 분해되었다. MC의 분해를 촉진시키기 위하여 중금속 50 mg/L을 추가하였으나 분해는 거의 이루어지지 않았다. 따라서 MC의 분해를 위해서 추가적인 고찰이 필요하다고 판단되며 다른 반응 경로의 부산물에 대한 추가적인 고찰을 통해 cement/slag/Fe(II)에서 메탄 계열의 염소계유기화합물의 명확한 분해 경로와 메카니즘을 파악할 수 있을 것이다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제9권4호
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• pp.147-152
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• 2010

Conventional paints for conversion coating applications in steel production derived mainly from water-based polymer dispersions containing several additives actually show good general performance, but suffer from poor scratch and abrasion resistance during use. The reason for this is because the relatively soft organic binder matrix dominates the mechanical surface properties. In order to maintain the high quality and decorative function of coated steel sheets, the mechanical performance of the surface needs to be improved significantly. In fact the wear resistance should be enhanced without affecting the optical appearance of the coatings by using appropriate nanoparticulate additives. In this direction, nanocomposite coating compositions (Nanomer$^{(R)}$) have been derived from water-based polymer dispersions with an increasing amount of surface-modified nanoparticles in aqueous dispersion in order to monitor the effect of degree of filling with rigid nanoparticles. The surface of nanoparticles has been modified for optimum compatibility with the polymer matrix in order to achieve homogeneous nanoparticle dispersion over the matrix. This approach has been extended in such a way that a more expanded hybrid network has been condensed on the nanoparticle surface by a hydrolytic condensation reaction in addition to the quasi-monolayer type small molecular surface modification. It was expected that this additional modification will lead to more intensive cross-linking in coating systems resulting in further improved scratch-resistance compared to simple addition of nanoparticles with quasi-monolayer surface modification. The resulting compositions have been coated on zinc-galvanized steel and cured. The wear resistance and the corrosion protection of the modified coating systems have been tested in dependence on the compositional change, the type of surface modification as well as the mixing conditions with different shear forces. It has been found out that for loading levels up to 50 wt.-% nanoparticles, the mechanical wear resistance remains almost unaffected compared to the unmodified resin. In addition, the corrosion resistance remained unaffected even after $180^{\circ}$ bending test showing that the flexibility of coating was not decreased by nanoparticle addition. Electron microscopy showed that the inorganic nanoparticles do not penetrate into the organic resin droplets during the mixing process but rather formed agglomerates outside the polymer droplet phase resulting in quite moderate cross linking while curing, because of viscosity. The proposed mechanisms of composite formation and cross linking could explain the poor effect regarding improvement of mechanical wear resistance and help to set up new synthesis strategies for improved nanocomposite morphologies, which should provide increased wear resistance.

• 청정기술
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• 제12권4호
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• pp.232-237
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• 2006

본 연구에서는 분무건조법으로 유동층용 아연계 탈황제를 제조하는 과정에서, 슬러리의 pH와 점도가 성형된 탈황제의 내마모성에 미치는 영향이 조사되었다. 아연계 탈황제의 내마모성을 개선하기 위하여 무기성 결합제로 알루미나 졸이 사용되었으며 슬러리에 들어있는 무기 결합제의 효과적인 분산을 위하여 슬러리의 pH가 조절되었다. 슬러리의 pH가 높아 알칼리성인 경우 알루미나 졸이 겔 상태로 변하여 슬러리의 점도가 높아지며 성형된 탈황제의 내마모성이 저하 되었다. 본 연구의 실험결과, 슬러리의 pH가 6으로 조절되어 성형된 탈황제가 가장 좋은 내마모성을 나타내었다. 또한 슬러리의 점도에 따라 성형된 탈황제의 밀도와 표면적 그리고 기공도가 달라졌으며, 이로부터 탈황제의 마모 특성이 결정됨을 알 수 있었다. 성형된 탈황제의 내마모성은 밀도가 높고, 표면적과 기공도가 낮을수록 높아지는 것으로 나타났으며, 최적 점도범위는 약 400-550 cP 정도였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권5호
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• pp.622-627
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• 2013

콜로이달 실리카는 실리콘과 사파이어 웨이퍼의 정밀연마슬러리, 유-무기 하이브리드 코팅제, 정밀주조의 바인더 등 다양한 제품으로 사용되는 물질이다. 이러한 실리카 졸의 입자크기 및 분산 안정성은 웨이퍼의 표면, 코팅 막 혹은 벌크의 기계적, 화학적, 광학적 특성에 영향을 주기 때문에 정확한 측정값이 요구된다. 본 연구에서는 제조사에서 제시한 입자 크기 및 표면 특성이 다른 8종류 실리카 졸의 부피 분율에 따라 입자 크기, 졸 점도 및 입자 전기영동이동도의 측정결과에 미치는 영향을 논의하였다. 높은 표면활성을 지닌 실리카 입자의 특성 및 실리카 졸의 희석에 의한 안정화 이온 농도의 변화로 인해 실리카의 측정 입자 크기와 이동도는 졸의 부피 분율 혹은 입자 크기에 따라 변한다. 60 nm 보다 작은 입자는 부피 분율이 증가함에 따라 측정된 입자 크기가 증가한 반면에, 그 보다 큰 입자에서는 측정된 입자 크기가 감소하였다. 12 nm와 같이 작은 입자는 부피 분율이 증가함에 따라 점도가 상승하면서 측정 입자의 이동도가 감소한 반면에 100 nm의 큰 입자는 0.048의 낮은 부피 분율까지 이동도가 증가하다가 그보다 높은 부피 분율부터 감소하였다.

• Composites Research
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• 제16권1호
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• pp.1-12
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• 2003

본 연구는 보강재의 부피분율이 49%, 56%, 63%첨가된 패키징용 SiC/Al복합재료를 가압주조법을 통해 개발하였다. SiC/Al복합재료는 0.8%의 무기성형제와 $Al_2$O$_3$섬유가 SiC입자에 비해 부피비 1:10의 비율로 첨가되었으며 새로이 고안된 몰드에서 제조되었다. 제조된 SiC/Al복합재료에 대해 30-300 구간에서 열팽창 계수를 측정하고, FEM수치해석과 비교하여 온도에 따른 특성을 분석하였다. 실험결과 SiC/Al복한재료의 열팽창계수는 혼합법칙, Turner모델의 중간값을 가졌으며 상온에서는 Turner모델에 가깝다가 온도가 높아질수록 혼합법칙에 가까와졌다. 이러한 특성은 모재의 소성변형 및 잔류응력에 의한 것으로 본 연구에서 제안한 모재와 보강재 사이에 작용하는 평균응력 차이로부터 분석이 된다. 해석결파 모재의 소성변형이 시작되는 온도에서 SiC/Al복합재료의 열팽창계수가 급격히 증가하였으며, 가공 잔류응력은 이러한 소성변형의 시작온도를 고온으로 이동시킴으로써 열팽창계수에 영향을 끼침을 밝혔다. 이러한 일련의 연구를 통해 온도에 따른 열팽창 특성은 복수입자모델에 의한 2차인 해석을 통해 성공적으로 분석됨을 보였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제20권2호
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• pp.135-146
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• 1983

This study is to investigate the properties of domestic fly ash for utilization as data in regard to fly ash which is by-product of domestic coal powder plants and the possibility of utilization as insulation material of domestic fly ash. Composition refractoriness size distribution density contents of hollow particles and crystalline phase were examined as the properties of domestic fly ash. As to the fired test pieces of fly ash by itself that varied contents of hollow particles with four kinds and of the fly ash-clay-saw dust system linear shrinkage bulk density app. porosity compressive strength thermal conductivity and structures were investigated for the possibility of utilization as an insulation material. The results are as follows : 1. The properties of the fly ash I) The constituent particle of the fly ash is spherical and it contains not a few hollow particles (floats by water 0.30-0.50 floats by $ZnCl_2$ aq.(SpG=1.71) 6.97-16.72%). ii) The chemical compositions of fly ash are $SiO_243.9-54.1%$ , $Al_2O_321.0-30.7%$ Ig loss is 7.4-24.1% and the principal of Ig loss is unburned carbon. iii) Fly ash was not suitable to use for mortar and concrete mixture because Ig. loss value is higher than 5% 2. Utilization as insulation material I) The test pieces of original fly ash floats by water floats by ZnCl2 aq(SpG=1.71) p, p t by ZnCl2 aq.(SpG=1.71) that were fired at 110$0^{\circ}C$ represented 0.11-0.18 kcal/mh$^{\circ}$ C as thermal conductivity value. ii) The test pieces which (76.5-85.5) wt% fly ash-(8.5, 9.5) wt% clay-(5.0-15.0) wt% saw dust system(68.0-72.0) wt% fly ash -(17.0-18.0)wt% clay-(10.0-15.0) wt% saw dust system and 59.5 wt% fly ash-25.5 wt% clay-15.0wt% saw dust system were fired at 110$0^{\circ}C$ the thermal conductivity was less than 0.1Kcal/mh$^{\circ}$ C. iii) In view of thermal conductivity and economic aspect insulation materials which added saw dust as blowing agent and clay as inorganic binder are better than that of fly ash as it is or separated hollow fly ash particles. iv) When the saw dust contents increased in the (59.5-90.0) wt% saw dust system and when amount of clay de-creased and firing temperature decreased under the condition of equal addition of saw dust app. porosity increased but bulk density compressive strength and thermal conductivity decreased.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제40권1호
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• pp.19-25
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• 2012

본 연구에서는 대나무숯의 인테리어용 건축자재로의 이용을 위하여 대나무숯 성형보드를 개발코자 하였다. 대나무숯 성형보드의 난연성능 확보를 위해 대나무숯과 발포질석 및 무기계 바인더를 혼합, 성형하여 제조하였다. 초기 열류량 50 kW/$m^2$의 조건에서 콘칼로리미터에 의한 대나무숯 성형보드의 연소시험이 수행되었다. 중량 감소율, 총열방출량, 최대열방출률의 연소거동을 관찰하기 위하여 3종의 건축재료(합판, 일본산 죽탄보드, 석고보드)를 사용하였으며, 표면시험 및 가스유해성을 조사하였다. 대나무숯 성형보드의 중량감소율은 연소 10분후 12.0%로 불연성 석고보드의 중량감소율(15.6%)보다 작았다. 연소 개시 5분 시점에서 대나무숯 성형보드의 총열방출률은 3 MJ/$m^2$, (KS 기준 8 MJ/$m^2$ 이하)이며, 최대열방출률은 20 kW/$m^2$ (KS 기준 200 kW/$m^2$ 이하)를 나타내어 난연3급의 건축재료에 해당되었다. 연소에 따른 외관상 변형과 방출가스에 의한 마우스 유해성은 나타나지 않았다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권1호
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• pp.27-36
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• 2012

금속염화물계 방사성 폐기물은 전해공정으로 이루어진 파이로프로세싱공정의 주요한 방사성 폐기물이다. 이와 같은 폐기물은 탄산염이나 질산염과 달리 고온에서 분해되지 않고 바로 휘발되며, 기존의 규산계 유리와 상용성이 낮아 처리가 쉽지 않다. 본 연구팀은 금속염화물계 폐기물을 고화처리하는 방법으로 탈염화처리법을 채택하였다. 본 연구에서는 그 후속적인 연구로서, 탈염화물질로 제안된 SAP ($SiO_2-Al_2O_3-P_2O_5$)의 조성을 변화시켜 LiCl-KCl과의 반응성을 향상시키고 고화공정을 단순화시키고자 하였다. 기본물질계에 $Fe_2O_3$를 첨가할 경우 무게반응비 SAP/Salt를 3에서 2.25로 낮출수 있으며, Fe가 Al을 치환하는 몰분율이 0.1이상이 될 경우에는 오히려 반응성이 점진적으로 감소하는 것으로 확인되었다. 또한 M-SAP에 $B_2O_3$를 첨가할 경우에는 유리매질을 사용하지 않고 monolithic form을 제조할 수 있었다. 침출 시험결과 U-SAP 1071이 가장 높은 내구성을 보여주었으며, 1 g의 금속폐기물을 처리시 약 3~4 g의 고화체가 발생되며, 이는 기존의 고화처리법보다 약 $\frac{1}{3}{\sim}\frac{1}{4}$배정도 최종처분부피가 감소되는 효과를 얻을 수 있다. 이상의 실험결과로부터, 기존의 유리고화공정으로 처리가 어려운 휘발성 금속염화물계 폐기물을 단 하나의 물질을 이용하여 처리할 수 있음을 확인하였으며, 이러한 처리방법은 고화처리시 발생되는 부피를 최소화활 수 있는 대안적인 고화처리방법이 될 것으로 판단된다.