• Title/Summary/Keyword: Structural foam

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단열성능향상 재료를 혼합 사용한 콘크리트의 열전도 특성에 관한 연구 (Study on the Thermal Characteristics of Concrete Using Insulation Performance Improve Material Complex)

  • 박영신;김정호;강성혁;김세환;류동우
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2013년도 추계 학술논문 발표대회
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    • pp.40-41
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    • 2013
  • The energy consumption by buildings approximately reaches 25% of total korea energy consumption. The greatest part in the buildings of the energy consumption is building facade. but a few research projects on concrete compising more than 70% of outsider of buildings has been tried. This research is structural insulation concrete what improved insulation performance using micro form admixture and calcined diatomite powedr and lightweight aggregate.

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기포제 적용 빛 감성 친화형 콘크리트의 휨 특성 예측 모델 (Prediction Model of Flexural Properties of LEFC using Foaming Agent)

  • 김병일;서승훈
    • 한국건축시공학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.9-18
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    • 2019
  • 현대에 가장 널리 쓰이는 건축 재료인 콘크리트는 기술의 지속적인 발전에 따라 고강도화 뿐만 아니라 인성 및 연성의 증가, 경량화와 같은 구조적 성능의 향상이 되었다. 또한 인간의 삶의 질이 향상됨에 따라 감성을 충족시킬 수 있는 것에 대한 수요의 급증으로 건축용 외장패널 그리고 건축의 경계를 넘어 인테리어 소품으로까지 다양하게 쓰이는 추세이다. 국내에서는 플라스틱 봉을 삽입하여 빛과 콘크리트의 결합으로 사용자의 감성을 자극하는 빛 감성친화형콘크리트(LEFC)를 개발하였으나, 높은 단위중량으로 인한 현장에서의 시공성 한계를 보여주었다. 이에 본 연구에서는 LEFC에 기포제를 적용하여 단위중량을 감소시켜 경량화를 달성하고 휨 성능 향상을 위해 두 가지 유기섬유(Nylon Fiber, Polyvinyl Alcohol)를 혼입하여 비교분석하였다. 마지막으로 플라스틱 봉 삽입으로 인한 콘크리트 비표면적 손실 및 봉과의 부착력 감소로 인한 휨 강도 변화를 봉의 직경(5mm, 10mm)과 간격(10mm, 15mm, 20mm)에 따른 변수를 적용한 예측 모델을 제안하고자 한다.

직교이방성 복합재료의 극저온 재료 물성치를 고려한 LNG CCS의 강도 평가에 관한 연구 (Strength Assessment of LNG CCS using Strength Analysis Method for Composite Materials)

  • 정한구;양영순
    • 대한조선학회논문집
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    • 제51권2호
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    • pp.114-121
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    • 2014
  • Liquefied natural gas(LNG) cargo containment system(CCS) has the primary function of ensuring both adequate structural safety with respect to sloshing load which is defined as a violent behaviour of the liquid contents in CCS due to external forced motions and thermal insulation keeping natural gas below its boiling point. Among different LNG CCS types such as independent B-type and membrane ones, Mark III CCS is considered in this paper to perform its strength assessment. Mark III CCS plate is designed and constructed by stacking various non-metallic engineering materials such as plywood, triplex, reinforced PU foam that are supported by series of mastic upon inner steel hull structure. From the viewpoint of structural analysis, this plated structure is treated as a laminated composite structure showing complex structural behaviour under external load. Advanced finite element models of Mark III CCS plate is generated and used in conjunction with ultimate strength based failure criteria from laminated composite mechanics for the strength assessment. The strength assessment is performed within the initial failure state of Mark III CCS plate. Results provide failure details such as failure locations and loads. Finally obtained results are reviewed using the loads from acceptance criteria suggested by classification.

IEC1400-1 규격을 고려한 중형 수평축 풍력발전용 회전날개의 설계개선 연구 (Design Improvement on Wind Turbine Blade of Medium Scale HAWT by Considering IEC 1400-1 Specification)

  • 공창덕;정석훈;장병섭;방조혁
    • 한국추진공학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.29-37
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    • 2000
  • 풍력 터빈회전날개의 설계시 구조적 형상을 결정하는 예비설계 단계에서 종전에는 여러 가지 다양한 경우의 설계를 수행하여 이중 적합한 경우를 채택하는 시행착오 방법은 많은 설계시간을 요하였으나, 본 연구에서는 이 같은 설계시의 비효율적 요소를 배제하고자 적층판 이론을 기초로 한 설계 프로그램을 이용하는 설계기법을 계발함으로서 설계절차를 개선하였다. 개선된 설계절차에 따라 국제표준 설계규격 IEC1400-1에서 규정한 각 경우의 하중해석과 응력, 변형율 및 변형한계를 설정한 후, 단순화한 복합재 회전날개 구조에 혼합법칙과 주 응력 설계기법을 이용하여 복합재 구조의 형상을 정하였다. 설계된 구조는 본 연구를 통해 개발된 적층판 이론을 기초로 한 프로그램을 이용하여 강도 및 좌굴에 대한 구조의 안정성을 확인하여 상세설계 과정시 소요되는 시간을 최소화하였다. 설계된 구조는 표피 등을 고려하여 수정 설계한 후 유한요소법을 이용하여 응력, 변형율, 변위, 고유 진동수, 좌굴안정성, 피로수명 등을 해석하여 국제 표준규격의 만족 여부를 확인하였다.

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해면질골 팬텀으로서 개포된 구조를 갖는 구리폼 및 니켈폼에서 구조적 특성에 대한 군속도 및 감쇠계수의 의존성 (Dependencies of Group Velocity and Attenuation Coefficient on Structural Properties in Copper and Nickel Foams with an Open-Celled Structure as Trabecular-Bone-Mimicking Phantoms)

  • 김성일;이강일
    • 한국음향학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.158-166
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    • 2011
  • 본 연구에서는 해면질골에서 해면소주 두께 (Tb.Th) 및 해면소주 간격 (Tb.Sp)과 같은 구조적 특성에 대한 군속도 및 감쇠계수의 의존성을 살펴보기 위하여 해면질골 팬텀으로서 개포된 구조를 갖는 8개의 구리폼 및 니켈폼이 이용되었다. 구리폼 및 니켈폼의 군속도 및 감쇠계수는 12.7 mm의 직경 및 1.0 MHz의 중심 주파수를 갖는 한 쌍의 광대역, 비집속형 초음파 변환기와 함께 수중에서 투과법을 이용하여 측정되었다. 구리폼 및 니켈폼을 투과한 초음파 신호에서 Biot의 fast wave 및 slow wave가 분리되어 나타나는 것을 관찰할 수 있었다. 구리폼 및 니켈폼의 군속도는 Tb.Th 및 Tb.Sp와 모두 높은 양의 상관관계를 나타냈다. 구리폼의 감쇠계수는 Tb.Th 및 Tb.Sp와 높은 음의 상관관계를 나타내는 반면에 니켈폼의 감쇠계수는 Tb.Th 및 Tb.Sp와 높은 양의 상관관계를 나타냈다. 이와 같은 결과는 해면질골 샘플 또는 팬텀을 이용한 다른 연구자들에 의하여 보고된 결과를 이해하는데 도움이 된다.

유리섬유복합체를 사용한 전단연결재 형상에 따른 중단열 벽체의 면내전단내력 (Effect of Glass Fiber-Reinforced Polymer (GFRP) Shear Connector's Shape on Inplane Shear Strength of Insulated Concrete Sandwich Panels)

  • 장석준;유영찬;김호룡;윤현도
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.9-17
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    • 2013
  • 최근, 중단열 벽체의 단열성능 향상을 위해 철과 콘크리트 코어 전단연결재를 열전도율이 낮은 유리섬유복합체 (GFRP)로 전단연결재를 대체하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 단열재의 표면처리에 따른 부착력과, GFRP 전단연결재로 보강된 중단열 벽체의 전단내력을 알아보기 위하여 실시되었으며, 각 변수에 따른 영향을 분석함으로써 구조성능에 대한 검증을 실시하였다. 총 13개의 실험체에 대해 직접전단실험을 실시하였으며, 파괴양상 및 하중-상대슬립 관계에 대한 분석을 실시하였다. 실험결과, 기존의 압출법 보온판 (XPS) 단열재에 거친표면처리와 10 mm의 홈을 낸 경우 단열재와 콘크리트사이에 부착력을 향상시킬 수 있으며, 부착력의 기여는 전단연결재의 파단 상대슬립의 영향을 받는 것으로 나타났다. 파형 전단연결재의 폭이 커짐에 따라 강성이 증가하였으며, 보강단면적이 증가함에 따라 최대내력이 증가하였다. 효과적인 보강을 위해서는 파형 전단연결재의 높이와 피치의 비율을 1:2로 산정해야 할 것으로 판단되며, 안정적인 파괴를 위해서는 매립깊이에 대한 검증이 필요할 것으로 사료된다.

기포제 혼입 단열형 경량모르타르의 물리적 특성 및 압축강도 추정에 관한 기초적 연구 (Fundamental Study on Estimating Compressive Strength and Physical Characteristic of Heat insulation Lightweight Mortar With Foam Agent)

  • 민태범;우영제;이한승
    • KIEAE Journal
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    • 제10권3호
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    • pp.89-96
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    • 2010
  • In comparison with ordinary or heavy-weight concrete, light-weight air void concrete has the good aspects in optimizing super tall structure systems for the process of design considering wind load and seismic load by lightening total dead load of buildings and reducing natural resources used. Light-weight air void concrete has excellent properties of heat and sound insulating due to its high amount porosity of air voids. So, it has been used as partition walls and the floor of Ondol which is the traditional Korean floor heating system. Under the condition of which the supply of light-weight aggregates are limited, the development of light-weight concrete using air voids is highly required in the aspects of reduced manufacturing prices and mass production. In this study, we investigated the physical properties and thermal behaviors of specimens that applied different mixing ratios of foaming agent to evaluate the possibility of use in the structural elements. We proposed the estimating equation for compressive strength of each mix having different ratio of foaming agent. We also confirmed that the density of cement matrix is decreased as the mixing amount of foaming agent increase up to 0.6% of foaming agent mixing ratio which was observed by SEM. Based on porosity and compressive strength of control mortar without foaming agent, we built the estimating equations of compressive strength for mortars with foaming agent. The upper limit of use in foaming agent is about 0.6% of the binder amount. Each air void is independent, and size of voids range from 50 to $100{\mu}m$.

실험적 열적 물성치를 반영한 CCS 방열박스의 열전달 해석 (Thermal analysis of two main CCS(cargo containment system) insultaion box by using experimental thermal properties)

  • 최성웅;노정우;김무선;이우일
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제24권4호
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    • pp.429-438
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    • 2011
  • 본 논문에서는 Membrane형 LNG선의 구성 요소를 대상으로 단열창의 열적 분포를 알아보기 위해 극저온 상태에서부터 온도 별로 각 소재의 열적 물성치인 열전도도(thermal conductivity)를 실험을 통해서 알아보았다. 극저온 상태인 $-163^{\circ}C$의 온도상태로 유지되어야 하는 LNG선 화물탱크는 단열재료로 하여금 열을 차단하기 위해 많은 연구가 되어야 하는데 특히 여러 재료로 구성되어 있는 단열 화물창(CCS: Cargo containment system)은 열적 물성치가 온도에 따라 각각 어떠한 값을 가지는 것이 주요 관심대상이고, 이를 통해 전체 LNG 단열 화물창이 어떤 열적 분포를 가지는 것에 대한 연구가 필요하다. 실험을 통해 얻은 물성치를 가지고 전체 화물창의 온도분포를 정적 열해석을 통해 알아보았다. 또한 외부의 충격에 의해 LNG가 누수되었을때 2차 방벽 특히 hull 부분에서는 누수량에 대해서 어떠한 온도분포와 열적 안전성에 대해서 알아보았다.

구조 복합재료 기반 이종재료 첨가시의 유리섬유의 열적 성능 평가에 대한 실험적 연구 (Experimental Study of Thermal Conductivity for Glass Wool by Inserted Dissimilar Materials based on Structural Composites)

  • 배진호;오종호;변준석;이제명
    • 대한조선학회논문집
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    • 제55권5호
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    • pp.448-455
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    • 2018
  • Glass wool is an eco-friendly materials that is manufactured through a continuous process by processing waste glass. This materials is low cost compared with another materials and has excellent thermal conductivity. For this reason, glass wool is installed as insulation system for LNG carriers and as insulation of building wall as well as various industries. The mechanism of insulation of glass wool is the conduction of the wool itself and convection by space between fibers. Therefore, in order to develop the enhanced thermal conductivity of glass wool is necessary to reduce its own conduction or to insert additional material after manufacturing as well as prevent convection. In this respect, many researchers have been actively studying to decrease thermal conductivity of polyurethane foam using by inserted glass wool or change the chemical component of glass wool. However, many research are aiming reduction of glass wool itself. This study focus on post-processing and inserted different materials; silica-aerogel, kevlar fiber 1mm, 6mm and glass bubble. Experimental results show that the thermal conductivity almost decreases with the addiction of glass bubble and silica aerogel.

소재-구조 최적화 기반 다층-복합재료구조 충격흡수성능 (Impact Absorption Performance of Multi-layered Composite Structures based on Material-Structure Optimization)

  • 김병조;김태원
    • Composites Research
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    • 제22권3호
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    • pp.66-73
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    • 2009
  • 적층 두께, 면밀도, 질량관성모우멘트는 소재의 구조-역학적 특성을 나타내는 중요한 인자들이다. 본 연구에서는 이와 같은 인자들이 다층-복합재료구조의 내충격 성능에 미치는 영향을 고찰하기 위해 높은 충격자 속도 하에서 탄자한계속도기 최대가 되는 재료-구조 최적화를 수행하였다. 세라믹복합재료, 고무, 알루미늄 그리고 알루미늄 폼으로 구성된 다층-복합재료구조의 최적화를 위해 Florence 모델과 Awerbuch-Bonder 모델을 연계한 통합 모델을 개발하였으며, 구속 조건으로써 적층 두께, 면밀도, 질량관성모우멘트를 함께 사용하였다. 결과에서 알 수 있듯이, 제안된 통합 모델을 통해 계산된 탄자한계속도는 유한표소해석에서의 탄자한계속도와 거의 유사함을 확인하였다. 통합 모델을 바탕으로 재료-구조 최적화를 통해 설정된 다층구조는 최적화를 수행하지 않은 다층구조에 비해 약 10.8%의 탄자한계속도 및 26.7%의 충격흡수에너지 향상이 나타남을 알 수 있다.