• Macromolecular Research
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• 제13권5호
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• pp.385-390
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• 2005

The electrospinning process is a fascinating method to fabricate small nanosized fibers of diameter several hundred nanometers. Surfactant-polymer solutions were prepared by adding poly(vinyl alcohol) (PVOH) to distilled water with cationic, anionic, amphoteric, and non-ionic surfactants. Average diameter of the electrospun PVOH fibers prepared from PVOH solution was over 300 nm, and was decreased to 150 nm for the mixture of PVOH/amphoteric surfactant. To explain the formation of ultra fine fiber, the characteristic properties in a mixture of PVOH/surfactant such as surface tension, viscosity, and conductivity were determined. In this paper, the effect of interactions between polymers with different classes of surfactants on the morphological and mechanical properties of electrospun PVOH nonwoven mats was broadly investigated.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.441-444
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• 2008

본 연구에서의 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete, UHPC)는 모래, 시멘트, 실리카퓸, 석영미분말, 강섬유 및 고성능감수제 등으로 구성되며, 평균입경 약 0.5mm이하의 아주 작은 입자들로 구성된다. 일반적으로 석영미분말는 일정크기 이상의 공극을 메움으로써 물리적 성능개선의 효과가 있으며 또한 높은 $SiO_2$함량을 가지므로 고온 또는 고압의 양생조건에서 시멘트 수화물과의 화학반응을 통해서도 성능 향상효과가 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 상압, $90^{\circ}C$ 증기양생 조건에서 석영미분말의 입자크기가 초고성능 콘크리트의 역학적 특성에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 알아보고자 하였으며, 평가항목으로는 굳지 않은 상태에서의 유동성과 굳은 상태에서의 압축강도, 극한변형률, 탄성계수 및 휨강도를 평가하였다. 석영미분말의 입경크기의 영향은 약 $2{\mu}m$에서 $26{\mu}m$까지의 범위에서 고려하였으며, 입경 크기가 작을수록 유동성 및 강도특성이 모두 향상되는 것으로 나타났다.

• Advances in concrete construction
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• 제15권3호
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• pp.161-170
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• 2023

Ultra-high-performance concrete (UHPC) is produced using high amount of cementitious materials, very low water/cementitious materials ratio, fine-sized fillers, and steel fibers. Due to the dense microstructure of UHPC, it possesses very high strength, elasticity, and durability. Besides that, the UHPC exhibits high ductility and fracture toughness due to presence of fibers in its matrix. While the high ductility of UHPC allows it to undergo high strain/deflection before failure, the high fracture toughness of UHPC greatly enhances its capacity to absorb impact energy without allowing the formation of severe cracking or penetration by the impactor. These advantages with UHPC make it a suitable material for construction of the structural members subjected to special loading conditions. In this research work, the UHPC mixtures having three different dosages of steel fibers (2%, 4% and 6% by weight corresponding to 0.67%, 1.33% and 2% by volume) were characterized in terms of their mechanical properties including facture toughness, before using these concrete mixtures for casting the slab specimens, which were tested under high-energy impact loading with the help of a drop-weight impact test setup. The effect of fiber content on the impact energy absorption capacity and central deflection of the slab specimens were investigated and the equations correlating fiber content with the energy absorption capacity and central deflection were obtained with high degrees of fit. Finite element modeling (FEM) was performed to simulate the behavior of the slabs under impact loading. The FEM results were found to be in good agreement with their corresponding experimentally generated results.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.23-30
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• 2008

UHPCC는 고성능, 고강도와 우수한 역학적 특성을 지니고 있다. UHPCC는 동일한 하중 하에서 타 재료에 비해 단면을 축소할 수 있는 장점이 있으나, 보통콘크리트에 비해 외국에서 수입하는 실리카흄이 많이 사용되는 배합이 되어 제작비용을 증가시키는 원인이 된다. 최밀 충전구성에 의한 UHPCC의 우수한 역학적 특성은 분체에 해당되는 아주 가는 입경의 골재를 치환함으로서 변화시킬 수 있다. 본 연구는 실리카흄과 실리카플로우를 석회석 미분말로 치환된 UHPCC의 특성을 파악하고자 한다. 본 실험 시편은 치환종류에 따라 크게 세 가지로 분류한다. 압축강도와 플로우를 비교 검토하였으며, SEM, XRD와 NMR 방법등을 사용하여 미세조직과 수화반응 현상을 분석하였다. 결론적으로 석회석 미분말로의 치환은 UHPCC 구조부재의 시공 단가를 감소시키며, 굳지 않은 UHPCC의 특성을 향상시키는 유용한 치환이 된다고 볼 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.287-295
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• 2010

본 연구에 사용한 시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트이며, 공극 최소화를 위한 충전재는 미세석영을 사용하였고 고강도화에 따른 취성파괴 문제를 개선하기위해 강섬유를 사용하여 압축강도 300 MPa 이상의 초고강도 분체콘크리트를 개발 하고자 하였다. 콘크리트의 강도를 크게 향상시키기 위한 연구의 일환으로 계면영역의 부착강도를 향상시킬 수 있는 크기 0.6 mm 이하의 규사, 백운석, 보크사이트, 페로실리콘을 선정한 후 각각의 배합비, 양생조건을 달리하여 압축강도를 비교분석 하였다. 초고강도 분체콘크리트는 보통콘크리트와 달리 사용재료의 영향이 대단히 중요하다. 분체 콘크리트의 압축강도 측정 결과 페로실리콘 > 보크사이트 > 백운석 > 규사 순으로 골재의 강도가 압축강도에 큰 영향을 미치는 경향을 알 수 있었으며 페로실리콘의 경우 시멘트 중량 기준하여 혼입량 110%일 때 가장 큰 강도를 나타내었다. SEM 촬영 결과 C-S-H수화물이 비교적 많이 생성되었고, 고온고압양생으로 토버모라이트와 조놀라이트가 생성된 것을 확인 하였다. 또한 골재의 세립화, 분체의 치밀충전화 및 반응성 재료의 사용으로 인해 페이스트가 고강도화 되고, 강섬유를 사용하여 인성을 보강함으로써, 28일 압축강도 341 MPa의 초고강도 분체콘크리트를 성공적으로 개발 하였다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제9권4호
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• pp.231-238
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• 2013

Carbon nanotubes (CNTs) are one of the nanomaterials that were discovered by Iijima in 1991 for the first time. CNTs have long cylindrical and axi-symmetric structures. CNTs are made by rolling graphene sheets. Because of their large length-to-diameter ratio, they are called nanotubes. CNTs are categorized as single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) or multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) based on the shell structures. CNTs are broadly used in various fields, such as scanning probe microscopy, ultra fine nano balance and medicine, due to their extraordinary thermal conductivity, electrical and mechanical properties. Because long, straight CNTs have the same shape as asbestos, which cause cancer in cells lining the lung, there have been many studies on the effects of MWCNTs on human health that have been conducted. Stable atomization of CNTs is very important for the estimation of inhalation toxicity. In the present study, electro-static assisted axial atomizer (EAAA), which is the instrument that uses MWCNTs and aerosolizes them by transforming the single fiber shape using ultrasonic dispersion and electric field, was invented. EAAA consists of a ultrasonic bath for dispersion of MWCNTs and a particle generator for atomizing single fibers. The performance evaluation was conducted in order to assess the possibilities of 6-hour straight atomization with stability, which is the suggested exposure time in a day for the estimation of inhalation toxicity.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.81-88
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• 2021

최근 지진 빈도 증가로 구조물 건전도 모니터링 (SHM: Structural Health Monitoring, 이하 SHM) 시스템에 대한 관심이 증가하고 있다. Smart concrete는 전기-역학적 거동을 바탕으로 구조물 상태를 분석할 수 있는 기술이다. 하지만 콘크리트 구조물은 지진 시 정적 변형률 또는 하중 속도 보다 10배 이상 빠른 하중 속도가 작용하나 기존 연구 대부분은 정적 하중 속도에서의 감지 능력을 주로 조사하고 있다. 본 연구는 지진과 같이 높은 하중 속도에서 자가 응력감지 능력을 평가하기 위해 만능재료시험기 (UTM: Universal Testing Machine, 이하 UTM)를 사용하여 3가지 하중 재하 속도 (1, 4, 8 mm/min) 하에서 Smart Ultra High Performance Concrete (S-UHPC)의 전기-역학적 거동을 측정하였다. S-UHPC의 최대 압축 하중에서 Stress sensitive Coefficient (SC)는 1 mm/min 하중 속도 기준 -0.140%/MPa로 측정되었으나, 하중 속도가 각각 4, 8 mm/min으로 증가함에 따라 42.8 %, 72.7% 감소하였다. 전도성 재료의 변형 감소, 미세균열 증가로 인하여 S-UHPC의 감지능력이 하중속도 증가에 따라 감소하였지만, 그럼에도 불구하고 높은 하중 속도 하에서도 우수한 감지 성능을 보여 구조물 지진 하중 감지를 위한 SHM 시스템에 활용 가능함을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제32권6호
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• pp.509-515
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• 2008

Acrylic acid 단량체를 방사선 동시조사법으로 폴리프로필렌 멜트 블로운 섬유에 그래프트 반응시켜 PPmb-g-AAc 공중합체를 제조한 후 아민화 반응을 통하여 아민형 이온교환섬유를 합성하였다. 공중합체의 그래프트율은 acrylic acid 단량체의 농도와 총조사선량이 증가할수록 증가하였으며 acrylic acid 단량체의 농도와 총조사선량이 20 v/v%, 4 kGy일 때 140%로 최대치를 나타내었다. Mohr's salt의 최적농도는 $5.0\times10^{-3}$ M로 나타났다. 아민화율은 그래프트율이 증가할수록 증가하여 140%일 때 78.8%로 나타났다. 아민화한 PPmb-g-AAc 공중합체의 함수율은 기재보다 1.5배 정도 높게 나타났으며 이온교환용량은 7.3 meq/g으로 상용 이온교환섬유보다 2$\sim$3배 정도 높게 나타내었다. 합성한 APPmb-g-AAc의 BET 측정결과 PPmb, PPmb-g-AAc 및 APPmb-g-AAc 섬유의 경우 공극의 크기와 비표면적이 각각 $366.1\;{\AA},\;3.71m^2/g$와 $143.3\;{\AA},\;4.94m^2/g$ 및 $40.97\;{\AA},\;8.98m^2/g$로 공극의 크기는 감소하고 비 표면적이 증가하는 경향을 보였다.