• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.75-84
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• 2021

본 연구에서는 시멘트 제조공정에서 연료로 사용된 가연성 산업부산물 및 생활폐기물 대체연료 사용량과 시멘트 품질 중에서도 화학성분, 광물조성, 압축강도간의 상관관계를 확인하고자 하였다. 이를 위해 천연연료로서 유연탄, 대체연료로서 연질 플라스틱류(비닐류 등 풍력에 의해 비산되기 쉬운 성질의 플라스틱류), 경질 플라스틱류(이물질이 혼입되거나, 폐고무, PP 등 풍력에 비산되지 않는 성질의 플라스틱류), 재생유를 사용하는 국내 A시멘트 제조사 소성설비의 2017~2019년 3년간의 연료투입량을 독립변수로 하고, 시멘트 품질 데이터를 종속변수로 하여 요인 회귀분석을 이용한 분석을 실시하였다. 분석결과 대체연료의 종류 및 품질에 따라서는 화학성분(염소 및 LSF) 및 광물조성(f-CaO, C3S량)에 유의한 영향을 미치지 않았으며, 시멘트 압축강도를 저하할 것이라는 우려와는 달리 대체연료 사용량과 시멘트 압축강도간에 유의한 양의 상관관계가 성립하는 것으로 분석되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.293-299
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• 2022

본 연구에서는 도로변 미세먼지 내 타이어와 도로 마모입자의 정량화 분석과 타이어와 도로 마모입자 내 타이어 및 도로 성분 비율을 확인하기 위한 연구를 수행하였다. 이에 시간당 1,300여대 교통량을 갖는 충청남도 지자체중에서 C도시의 종합버스터미널 부근 정류장의 경계석 6곳에서 먼지 샘플을 채집하였다. 채집된 먼지 샘플 1,000 g에 대해 크기와 밀도 분리 수행한 결과 미세먼지 샘플 24 g과 타이어와 도로 마모입자 약 0.05 g이 분리되었다. 즉, 도로변 미세먼지에는 타이어와 도로 마모입자가 약 0.21 % 존재하는 것으로 분석되었다. 분리된 타이어와 도로 마모입자에 대해 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 형상을 분석한 결과 지우개가루 형상이 관찰되었다. 또한, 도로변 미세먼지 내 존재하는 타이어와 도로 마모입자는 자동차 주행 중 타이어와 도로간 마찰에 의해 생성되어 도로변으로 분산되었기 때문에 열중량분석기(TGA)와 가스크로마토 질량분석기(GC/MS)를 이용하여 성분 분석을 수행하였다. 정량화 계산식을 통해 성분에 대한 타이어 및 도로 성분 비율을 도출한 결과 약 3:7로 분석되었다. 본 연구는 도로변 미세먼지 발생원의 구성원과 함량 분석을 위해 객관적이고 신뢰도 높은 분석 기법을 제시하였다. 추후, 도로건설과 타이어 소재의 미세먼지 저감 기술 확보와 개선 방안 확보를 위한 선행적 기초 연구로써 활용되기를 기대하고 지속적으로 더 많은 지역과 샘플 분석에 대한 통계 데이터를 확보하여 신뢰도 높은 연구를 수행하고자 한다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.561-568
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• 2021

본 연구에서는 타이어 마모성능에 따른 타이어 마모입자 생성량 및 도로변 미세먼지 물질로써 타이어 소재와 도로 포장체 구성 성분의 정량화 분석을 위한 기초적 연구를 수행하였다. 이에, 타이어 트레드 부위 고무의 가황제/가황촉진제의 사용비를 달리하여 고무배합물을 제조하였다. 제조된 고무배합물의 물성 평가 결과 가황제/가황촉진제의 사용비가 증가할수록 가교밀도는 감소하여 마모성능이 불리한 조건임을 확인하였다. 밀폐된 실내 마모시험기에서도 가교밀도가 감소할수록 타이어 마모입자 생성량은 증가하였고, 손실량 100% 대비 84~86%의 타이어 마모입자를 포집할 수 있었다. 타이어 마모입자 중, 96.4~97.7% 분산, 2.3~3.6% 비산되는 것으로 평가되었다. 포집된 타이어 마모입자의 화학분석 결과, 타이어의 마모성능에 따라 타이어 마모입자 내 타이어와 도로 구성 성분 비율(63 : 37 → 75 : 25)이 변화됨을 확인 할 수 있었다. 본 연구에서는 타이어 마모성능에 따라 타이어 마모입자 발생에 대한 영향성을 관찰하기 위하여 실제 도로 현장의 조건 대비 가혹한 실내 마모환경으로부터 실험을 수행하였다. 이에 타이어 마모입자 발생이 도로 포장체 성분보다 더 높은 함량으로 분석되었다. 추후 실제 도로 환경에서 완제품 타이어와 실제 차량을 이용하여 자동차 도로변 미세먼지 저감을 위한 실증화 연구 방법을 도출할 계획이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.1385-1390
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• 2012

바톰애시와 현장발생토사를 혼합한 유동성뒤채움재에 실험적 연구를 수행하였다. 유동성과 일축압축강도를 이용하여 4가지 다른 배합조건에 대한 각각의 최적배합비를 결정하였다. 현장발생토 25-45%, 바톰애시 30%, 플라이애쉬 10-20%, 고무분말 0-3%, 시멘트 3% 및 물 22%의 범위에서 최적배합비가 결정되었다. 각각의 혼합물은 20cm 이상의 유동성, 3일 양생시 127 kPa 및 28일 양생시 206-980 kPa 일축압축강도 조건을 만족하였다. 시험재료는 상온양생 및 습윤양생 2가지 조건을 이용하였다. 전체 혼합물에 대한 변형계수(E50)는 0.07-0.08 * $q_u$로 나타났다. 또한, 습윤양생 시편의 일축압축강도가 상온양생 시편에 비해 약 10% 정도 큰 값을 나타나내었다. 전체혼합물의 내부마찰각은 36.5-46.6도, 점착력은 49.1-180 kPa 범위로 측정되었다. 고무분말이 추가된 case 4번의 경우 다른 case에 비해 점착력은 크게, 내부마찰각은 작은 값을 나타내었다. 유동성채움재의 공용 성능을 위해 실시한 pH실험 결과 배합초기 12이상 강알칼리성으로 평가되었다.

• Elastomers and Composites
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• 제44권3호
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• pp.196-208
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• 2009

감응 성질을 탑재한 복잡한 고분자 재료가 시장에 등장하기 시작하고 있다. 가역적이며 비공유성인 상호작용을 사용하여 이와 같은 감응형 재료를 설계하는 예가 많아지고 있다. 최근에 개발된 수소결합 단위가 이와 같은 설계 기법을 극으로 치닫게 하고 있다. 단량체를 이어주는 힘이 수소결합뿐인 초분자 고분자는 온도나 용매의 변화에 기계적 성질이 감응되는 재료를 형성한다. 본 보문에서는 수소결합으로 이루어진 초분자 고분자가 자기치유 재료로 사용되는 예를 소개한다. 재생 가능한 고무성 재료를 합성하는 일은 그리 매력적이라 할 수 없다. 그러나 상온에서 접착제를 사용하지 않고도 손상을 반복해서 치유할 수 있는 고무 재료는 우리의 상상의 나래를 펼치게 하는 재료이다. 외부의 간섭 없이 환경적 자극에 비선형적으로 감응하여 파손된 부분을 치유시키는 재료인 자기치유 재료는 여러 가지 첨단공학 계에서 엄청난 가능성을 가진 재료라 할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1729-1734
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• 2009

해마다 전 세계적으로 약 4천만 대, 우리나라에서는 약 55만 대의 자동차가 그 수명을 다하고 폐차장으로 보내지고 있다. 폐차에 의한 환경오염을 줄이기 위하여 각 국은 규제를 강화하고 있으며 EU(European Union)에서는 현재 84%에 머무르고 있는 재활용율을 2015년까지 95%로 올릴 것을 요구하고 있다. 자동차 중량의 75%를 차지하는 철은 95% 이상의 높은 재활용율을 보이고 있으나 나머지 25%를 구성하는 플라스틱, 유리 고무 등의 비금속류와 구리, 니켈 알루미늄 등의 비철금속류는 재활용율이 이에 미치지 못하고 있다. 따라서 95%의 재활용 요구를 만족시키기 위해서는 비철금속류의 재활용이 획기적으로 향상되어야 한다. 본 논문에서는 자동차에서 가장 많이 사용되는 비철금속인 구리와 니켈 재활용 향상을 통하여 전체 재활용율 변동을 산출하고자 한다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권5호
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• pp.535-543
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• 2019

Building on/with expansive soils with no treatment brings complications. Compacted expansive soils specifically fall short in satisfying the minimum requirements for transport embankment infrastructures, requiring the adoption of hauled virgin mineral aggregates or a sustainable alternative. Use of hauled aggregates comes at a high carbon and economical cost. On average, every 9m high embankment built with quarried/hauled soils cost $12600MJ.m^{-2}$ Embodied Energy (EE). A prospect of using mixed cutting-arising expansive soils with industrial/domestic wastes can reduce the carbon cost and ease the pressure on landfills. The widespread use of recycled materials has been extensively limited due to concerns over their long-term performance, generally low shear strength and stiffness. In this contribution, hydromechanical properties of a waste tyre sand-sized rubber (a mixture of polybutadiene, polyisoprene, elastomers, and styrene-butadiene) and expansive silt is studied, allowing the short- and long-term behaviour of optimum compacted composites to be better established. The inclusion of tyre shred substantially decreased the swelling potential/pressure and modestly lowered the compression index. Silt-Tyre powder replacement lowered the bulk density, allowing construction of lighter reinforced earth structures. The shear strength and stiffness decreased on addition of tyre powder, yet the contribution of matric suction to the shear strength remained constant for tyre shred contents up to 20%. Reinforced soils adopted a ductile post-peak plastic behaviour with enhanced failure strain, offering the opportunity to build more flexible subgrades as recommended for expansive soils. Residual water content and tyre shred content are directly correlated; tyre-reinforced silt showed a greater capacity of water storage (than natural silts) and hence a sustainable solution to waterlogging and surficial flooding particularly in urban settings. Crushed fine tyre shred mixed with expansive silts/sands at 15 to 20 wt% appear to offer the maximum reduction in swelling-shrinking properties at minimum cracking, strength loss and enhanced compressibility expenses.

• 한국의상디자인학회지
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• 제23권2호
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• pp.165-176
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• 2021

To solve environmental problems, research and efforts are required to reduce leather waste that is generated in large quantities during the leather manufacturing process. Leatherboard is a plate-like material that is made by crushing leather waste, such as trimming or shaving scraps and mixing fibers, pulp, rubber, and adhesives. The aim of this study is to provide basic data on the localization of leatherboard manufacturing technology for outsoles, which are increasingly in demand due to their excellent performance and price competitiveness. Interviews with experts and related organizations were conducted to investigate the related global technology trends. Also, the performance of three products that can be used as reference materials were evaluated and compared. As part of the research and efforts to reduce the amount of leather waste generated, high-performance materials using leather waste were developed and commercialized by major western companies. In Korea, various efforts have been made since 2000, and some companies have produced leatherboard for interior uses. However, the amount of waste recycled relative to that generated is not large due to the limited demand. Natural leather soles perform better than leatherboard soles in all evaluation aspects. In the case of leatherboard, performance varied by manufacturer. German products showed flexibility resistance and dimensional stability, thereby meeting performance requirements. However, abrasion resistance and cleavage resistance were slightly below the required performance standards, and research and development is needed to improve performance in those areas. Currently, it is impossible to evaluate the performance of domestic products due to underdevelopment. However, if the development of process technology continues based on the performance evaluation results of the best leatherboard in the shoe industry, materials for outsoles will be able to be produced domestically with prices competitiveness while realizing natural leather materials performance to some extent.

• 분석과학
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• 제11권1호
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• pp.62-72
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• 1998

본 연구에서는 산업용화학, 조립금속, 고무 플라스틱 및 석유정제 등 4개 업종을 정밀조사 대상업종으로 선정하였으며, 선정된 대상업종의 30개 업소에 대하여 원폐수 및 방류수 등의 시료를 채취하여 분석한 결과를 토대로 업종별 미량유기오염물질의 배출특성을 파악하였다. 산업용화학의 경우에는 생산되는 제품의 종류가 매우 다양하기 때문에 폐수중에 함유되어 있는 유기오염물질의 종류 또한 매우 다양하여 산업용화학을 대표할 수 있는 특성미량유기오염물질의 선정이 곤란하였고, 조립금속업 배출 폐수는 유기물 함량이 적고, 반휘발성 화합물의 양은 미비한 정도이며 휘발성 유기화합물은 탈지 및 세척과정에서 사용되는 몇가지 유기용제류가 검출되는 특성을 보인다. 석유정제업은 원유의 상압증류공정중 탈염공정에서 폐수가 다량 발생되며, 이 공정에서 발생되는 폐수에는 휘발성 유기화합물로 benzene, toluene, xylene 등과 반휘발성 유기화합물로는 saturated hydrocarbon, phenol compounds 및 benzene, naphthalene 등의 aromatic compounds들이 배출되었다. 이들 폐수에는 유류가 함유되어있기 때문에 $C_{15}{\sim}C_{35}$의 saturated hydrocarbons이 일정한 간격으로 배출되는 전형적인 유류 패턴을 나타내고 있다. 고무 플라스틱제조업에서는 몇몇 업소를 제외하면 우리나라 대부분의 업소가 중 소규모의 업소로서 주로 원료 및 부원료의 용융 및 성형공정만으로 제품을 생산하는 단순공정으로 이루어져 있기 때문에 폐수발생량 자체가 없거나 있다하더라도 소량이며, 또한 제품의 냉각과정에서 사용되는 냉각수도 대부분 재사용되고 있어 폐수가 크게 문제되지 않는 업종으로 판단되었다.