• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.321-330
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• 2011

최근, 고강도 콘크리트의 잔존 역학적 특성에 관한 섬유의 혼입과 고온의 영향은 실험적으로 연구되어지고 있다. 이 논문에서는 고온에 노출된 물시멘트비 55%, 42% 및 35%에 따른 콘크리트의 잔존 역학적 특성을 0.05~0.20 vol.%의 범위로 폴리프로필렌 섬유를 혼입한 콘크리트와 비교하여 평가하였고, 고려된 요인은 섬유 혼입량, 콘크리트 강도 및 재하 하중량이다. 폭렬 발생 시간, 열팽창 변형, 길이 변화 및 중량 감소의 측정과 압축강도, 탄성계수 및 에너지 흡수 능력의 평가를 실시했다. 결과로서는 고온에 노출된 50 MPa급 콘크리트의 폭렬을 방지하기 위해서 0.05 vol.% 이상의 PP섬유가 필요했다. 또한, PP섬유의 단면적은 고온에 노출된 섬유보강 콘크리트의 폭렬 경향과 잔존 역학적 특성에 관해서 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히, 외부 하중은 콘크리트의 잔존 역학적 특성 뿐만 아니라 폭렬의 위험 및 취성적 경향을 증가시켰다.

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.37-41
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• 2023

선박의 평형수처리장치 전해조 내부 용액은 해수를 전기분해 시 DSA(Dimension Stable Anode) 전극에서 생성되는 수산화물로 인하여 높은 알칼리성 분위기를 생성한다. 본 연구에서는 기존 평형수처리장치 배관에 사용되어지는 PE 코팅 강관 배관의 취약성을 대체 가능한 복합재료로써 4가지 소재를 선정하였으며, 이들 BRE(Basalt fiber reinforced epoxy), BRP(Basalt fiber reinforced unsaturated polyester), GRE(Glass fiber reinforced epoxy), GRP(Glass fiber reinforced unsaturated polyester)를 강 알칼리성 NaOH 용액에 720시간 침지 후 마찰 및 마모 시험을 통하여 재료 마찰 깊이에 따른 마찰계수와 섬유와 수지 간 계면 결합 거동을 분석하였다. 그 결과, 수지와 섬유 간의 게면 분리 현상에 대한 메커니즘을 도출하였다. 또한, 불포화폴리에스테르와 같이 상대적으로 낮은 계면 결합력의 갖는 소재의 경우, 알칼리성 용액에 침지 시간이 길어질수록 표면에서부터 시작된 열화가 내부로 급격하게 확산되어 마찰 계수의 감소로 이어지는 경향을 나타냈다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.31-39
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• 2021

본 연구에서는 후크형 강섬유(HSF)와 스무스형 섬유(SSF)의 혼합 비율과 변형속도가 하이브리드 섬유보강 시멘트복합체의 인장 특성 시너지 효과에 미치는 영향을 평가하기 위하여, HSF와 SSF를 각각 1.5+0.5, 1.0+1.0, 0.5+1.0vol.%의 혼합 비율로 혼입한 하이브리드 섬유보강 시멘트복합체를 제작하였다. 실험 결과, HSF를 보강한 시멘트복합체(HSF2.0)은 변형속도가 증가함에 따라 섬유 주변 매트릭스에 발생하는 마이크로 균열의 증가에 의해 직선형으로 인발되는 섬유의 수가 감소하고, 인장강도 점 이후 응력 저하가 급격하게 발생하였다. SSF가 0.5vol.% 혼입되는 경우, 준정적에서 마이크로 균열을 효과적으로 제어하지만, 고속에서는 마이크로 균열 제어 및 후크형 강섬유의 인발저항성능 향상에 효과적이지 않은 것으로 확인되었다. 반면, HSF 1.0vol.%와 SSF 1.0vol.%를 혼입한 시험체(HSF1.0SSF1.0)은 마이크로 및 매크로 균열에 대해 각각의 섬유가 효과적으로 제어하고, SSF가 HSF의 인발저항성능을 향상시킴으로써 고속에서 변형능력 및 에너지 흡수 능력에 대한 섬유 혼합 효과가 크게 증가하였으며, 인장강도, 변형능력 및 피크인성의 변형속도 민감도가 가장 높은 것으로 나타났다. 반면, SSF 1.5vol.%의 혼입은 매트릭스 내의 섬유 혼입 개체 수를 증가시키고, HSF의 인발저항성능을 향상시켜 가장 높은 인장강도 및 연화인성 시너지 효과를 나타내었지만, 매크로 균열을 제어하는 HSF의 혼입률이 0.5vol.%로 낮아 변형능력 및 피크인성 시너지에는 효과적이지 않은 것으로 확인되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권2호
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• pp.244-252
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• 2010

본 연구는 충북 도내에 거주하는 남녀 중학생 282명을 대상으로 24시간회상법을 이용하여 식이섬유 섭취 수준을 조사하고 식이섬유 주요급원식품을 알아보았다. 또한 식품섭취빈도조사를 이용하여 조사방법 간의 식이섬유 섭취수준을 비교, 분석하고 식이섬유섭취수준의 타당도를 검증하고자 하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 조사대상자의 성별에 따른 열량 및 영양소 섭취량은 에너지필요추정량과 비교할 때 남학생은 75.4%, 여학생은 93.8%였다. 단백질은 평균필요량의 남녀 각각 85.8% 및 102.6%의 섭취수준을 보이며 남학생의 경우 다소 부족한 결과를 나타내었다. 한국인 영양섭취기준의 평균필요량이 남녀학생 모두 낮은 섭취량을 보인 영양소는 칼슘, 철분 및 엽산 순이다. 전반적으로 남녀학생 모두 영양소의 섭취수준이 낮은 것으로 나타났다. 24시간회상법에 의한 남학생의 1일 평균 식이섬유 섭취량은 $17.6\pm5.3$ g(54.8%), 여학생은 $16.5\pm4.8$ g(68.8%)으로 나타났으며 남녀학생 모두 충분섭취량에 매우 부족한 상태로 남녀학생의 유의적인 차이는 없었다. 식이섬유의 주요 급원식품 중 두 방법 간의 공통적인 섭취순위를 보인 식품은 1위 백미, 2위 배추김치이며 채소류와 곡류로부터 총 식이섬유의 68.44%의 섭취를 보였고 주요급원식품군별로 분류하면 채소류, 곡류와 그 제품, 과일류, 두류, 해조류 순이었다. 24시간회상법과 식품섭취빈도조사법 간의 Pearson 상관계수는 0.71로 높게 나타났으며, 유의적인 상관성(p<0.05)을 보였다. 백미가 0.82로 가장 높은 상관성을 보였고, 19종의 식품품목이 상관관계에서 유의성을 보였다. 식이섬유 섭취량의 Pearson 상관계수가 낮고 유의성이 없는 식품을 제외한 후 섭취량을 보정한 결과 상관성이 0.78로 높게 나타났고 유의적인 상관성(p<0.01)을 보였다. 두 방법에 의해 산출된 섭취수준에 따라 각각 4등급으로 분류하였을 때 보정 후 낮은 등급이 일치할 확률이 90.2%에서 92.4%로 높아졌고 평균 식이섬유의 Kappa값은 0.54에서 0.59로 높아졌다. 따라서 본 연구에서 개발된 식품섭취빈도 조사지는 비교적 높은 타당성을 보였으므로 조사지의 수정보완을 통해 청소년의 식이섬유섭취상태 파악에 유용하리라 생각된다. 또한 섭취량 보정을 통해 선정된 식품품목 19종을 기초로 하여 학생들의 학교급식메뉴와 기호도를 조사하고 급식과 연계하여 식품품목을 증가시키기 위한 과정이 선행되어야 할 것이다. 따라서 식품섭취조사지의 개발과 적극적인 활용방안을 위해서는 지속적인 연구가 필요하리라 사료된다.

• 농업생명과학연구
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• 제44권5호
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• pp.1-8
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• 2010

이 연구에서는 녹차를 이용한 친환경 복합보드를 건축내장재로의 활용을 위하여, 녹차의 다양한 기능성과 목재섬유의 우수한 강도특성을 살려 녹차-목재섬유 복합보드를 제작하였고, 녹차-목재섬유 복합보드의 정적 휨강도성능에 미치는 녹차와 목재섬유 배합비율 및 접착제의 영향을 조사하였다. 녹차-목재섬유복합보드의 휨 강도성능은 녹차의 배합에 따라 대조보드 (control 보드) 보드의 그것보다 감소하였는데, 그 감소비율은 전반적으로 녹차배합비율이 증가할수록 커지는 경향을 나타내었다. 또한, 보드제조에 사용된 수지의 종류에 따라 강도성능의 차이가 나타났는데, 포름알데히드 방산량이 많은 $E_1$급 요소수지가 $E_0$급 요소수지보다 휨 탄성계수에서는 1.08~1.53배 그리고 휨 강도는 1.19~1.82배의 더 높은 값을 나타내었으며, 녹차의 배합비율이 커질수록 양자의 차이는 커지는 것이 확인되었다. 휨 강도는 $E_1$급 요소수지의 경우, 시판용 중밀도섬유판 (medium density fiberboard, MDF)의 0.94~1.03배의 값을 나타내어 시판용 중밀도섬유판과 거의 차이가 없었고, 녹차와 목재섬유를 복합한 우수한 친환경 기능성복합보드제조가 가능한 것이 밝혀졌다.

• Composites Research
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• 제26권2호
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• pp.91-98
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• 2013

복합재 이중-겹침 볼트 체결부의 파손을 예측하기 위해 손상계수를 고려한 강성저하 방법과 Hashin의 3차원 파손판정식에 근거한 3차원 유한요소해석 방법을 제안하였다. 기지 혹은 면내(In-plane) 전단 손상을 고려하기 위해 손상변수를 이용하는 Ladeveze 이론을 섬유방향 강성저하와 연계하여 사용하였고, 수지 압축/전단, 수지 인장/전단, 섬유압축, 섬유 인장 등 4가지 파손모드를 고려하였다. 상업용 유한요소 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 마찰력과 볼트 체결력을 고려하였고, 강성저하모델 처리를 위해 ABAQUS의 사용자 정의 부프로그램을 이용하였다. 제안된 유한요소해석 방법을 검증하기 위해 복합재 이중겹침 볼트 체결부 시험 결과와 파손강도를 비교한 결과 7~16% 오차를 보임을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.51-59
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• 2019

철근의 대체보강재로서 섬유보강근에 대한 적용연구가 증가하고 있으며, 단기거동에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 동결융해와 알칼리 환경하에서의 바살트와 유리섬유보강근의 미세구조와 인장거동 변화를 실험적으로 평가하였다. 100회까지의 동결융해에서 5% 내외의 강도와 탄성계수 저하가 발생하였다. 20일까지의 초기 미세구조변화의 경우 알칼리용액의 온도가 낮은 경우에는 손상이 거의 발생하지 않았으나, $60^{\circ}C$에서는 20일 경과시에도 수지 용해와 섬유 손상이 관찰되었으며, 수지계면의 섬유분리가 발견되었다. 알칼리 환경에서는 $20^{\circ}C$환경에서 100일까지는 10% 내외의 강도저하 현상이 발생하였으며, 500일 노출시 최대50%의 강도 저하가 발생하는 것으로 관찰되었다. $40^{\circ}C$와 $60^{\circ}C$ 환경에서는 50일과 100일에서 급격한 강도저하가 관찰되었으며, 바살트섬유보강근의 경우에는 알칼리에서 섬유부풀음에 의한 손상으로 강도저하가 더 크게 나타났다. 따라서 블레이디드된 섬유보강근의 장기성능을 향상시키기 위해서는 내알칼리성 확보를 위한 표면처리가 필요한 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6A호
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• pp.861-872
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• 2008

콘크리트충전 유리섬유 복합소재 튜브는 좋은 내구성과 심한 부식환경에서 견딜 수 있는 높은 화학적인 저항성으로 인해서 해양구조물에서 종종 사용된다. 이 연구는 원형 콘크리트충전 유리섬유 복합소재 튜브에 대한 다양한 실험을 수행하고 결과를 분석한다. 유리섬유 직포 수적층, 필라멘트 와인딩 적층을 압축을 받는 관의 바깥 튜브로 사용하는 경우에 고려해야 하는 몇 가지 측면을 실험 분석한다. 이 연구의 목적은 다음과 같다: (1) 유리섬유 층의 필라멘트 와인딩 각도의 효율성 검증 (2) GFRP 적층수가 강도 및 최고 변형률에 미치는 영향 평가 (3) 단부 재하조건이 구속효과 및 파괴양상에 미치는 영향 파악, 그리고 (4) 구속 상태에서 콘크리트의 응력-변형률 거동을 모사하는 해석적인 모델 제시이다. 세 가지 서로 다른 종류의 섬유 구성이 사용되었다: 직포층, ${\pm}45^{\circ}$ 필라멘트 와인딩 층, 그리고 ${\pm}85^{\circ}$ 필라멘트 와인딩 층. 각 층은 독립적으로 혹은 복합적으로 함께 사용되었다. 시편의 비 및 지름이 서로 다른 경우도 실험하였다. 총 27개의 GFRP 튜브 시편을 이용해서 인장 실험을 수행하였고, 66개의 콘크리트충전 GFRP튜브 시편을 이용해서 압축 실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 구속상태의 콘크리트 응력-변형률 거동을 모사하는 해석적인 모델 및 영향계수를 제시하였다.

• 농업생명과학연구
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• 제46권2호
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• pp.9-17
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• 2012

이 연구에서는 선행연구의 녹차-목재섬유 복합보드에 부가하여, 목제품 생산 후 발생하는 부산물인 편백나무 톱밥의 효율적인 이용과 건축내장재로의 응용을 목표로 목재섬유와 편백톱밥 및 녹차를 혼합한 복합보드를 제조하여 동적탄성률에 미치는 톱밥 및 녹차 배합비율의 영향 및 동적탄성률로부터 정적 휨강도성능의 예측가능성을 평가하였다. 목재섬유-톱밥-녹차 복합보드의 동적탄성률은 1.41~1.65 GPa의 범위에 있었고, 목재섬유: 톱밥: 녹차의 배합비율 50 : 40 : 10에서 가장 높은 값을 나타내었다. 이 값은 정적 휨 탄성계수의 1.4~1.6배의 높은 값을 나타내었고, 녹차-목재섬유복합보드보다 2.0~2.9배 낮은 값을 나타내었다. 동적탄성률과 정적 휨 강도성능과의 상관회귀에서는 일부 예외를 제외하고 대부분 매우 높은 상관계수가 확인되어, 양단자유 휨 진동에 의한 동적탄성률로부터 정적 휨강도성능의 예측이 비파괴적으로 가능할 것으로 사료된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권11호
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• pp.927-936
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• 2014

이 논문에서는 복합 적층판의 점진적 파손해석 기법을 개발하고 검증하였다. 강도 및 강성 예측의 정확성을 높이기 위해 재료 비선형 효과와 연속체 손상역학을 동시에 고려하였다. 파손 시작점과 성장을 예측하기 위한 식으로 Hashin의 판별식이 사용되었으며, 파손 모드는 수지인장/전단, 섬유 인장의 2가지 파손모드를 고려하였다. 비선형 탄성 및 점탄성의 구성방정식을 고려한 평형을 계산하기 위해 Newton-Raphson 방법이 사용되었다. 실험을 통해 얻어진 복합재료 단층의 물성을 이용하여 노치가 없는 시편에 인장력을 가했을 때 예상되는 적층복합재의 강도 및 변형률을 예측하였다. 이 경우 선형 물성과 저하계수만을 고려하여 예측된 강성/강도보다 실험결과에 근사하게 나타남을 확인하였다.