• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2007년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.127-127
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• 2007

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.166-166
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• 2017

금속 재료 중 철강은 기계적 특성이 우수하고 대량생산이 가능하여 선박, 건축, 자동차 등 다양한 분야에 기초재료로써 널리 사용되고 있다. 그러나 스테인리스강 등과 같은 일부 특수한 용도의 강을 제외하고는 부식환경에 취약한 특성을 가지기 때문에 내식성을 향상을 위한 표면처리에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 가장 일반적으로 습식법(wet process)을 통해 표면상에 아연(Zn)을 도금해 사용하며, 아연이 자체적으로 포함한 희생양극(sacrificial anode) 및 차폐(barrier) 효과가 철강의 부식을 방지하게 된다. 하지만 산업의 고도화에 따라 더욱 가혹해진 노출환경으로 인해 고내식 강재에 대한 수요가 점차 증가하고 있으며, 아연코팅 층의 두께를 증가하여 내식성을 확보하는 방안은 미래 환경 및 자원적인 측면에서 근본적인 해결책으로 제시하기 어려움이 있다. 한편, 건식 프로세스(wet process)로 대별되는 PVD(physical vacuum deposition)에 의해 내식성을 향상시키고자 하는 연구들이 다양하게 진행되고 있다. 이것은 표면에 고순도 양질의 금속 막을 형성시킴으로써 외부환경과의 반응을 효과적으로 제어가 가능하며, 형성된 막은 그 물질의 고유 특성뿐만 아니라 제작 조건에 따른 표면의 기하학적 혹은 결정학적 구조에 의해 크게 영향을 받게 된다. 본 연구에서는 실용금속 중 이온화 경향이 가장 크고 산소와 반응하여 투과성이 작은 산화 피막 형성이 유리한 마그네슘(Mg)을 활용해 표면의 전기화학적 특성을 향상시켰다. 또한 금속 증착 중 진공도조절을 위해 도입되는 불활성 가스로 아르곤(Ar) 및 질소($N_2$)를 사용하여 표면에 형성한 막의 모폴로지 및 결정배향성이 내식성에 미치는 상관관계를 해석하고자 하였다. 실험방법으로 PVD법 중 비교적 간편하고 기초적인 지침을 제시하기 적합할 것으로 고려된 진공증착(vacuum evaporation)법을 이용해 아르곤 및 질소 분위기에서 진공도를 조절하며 용융아연도금상 Mg막을 형성하였다. 제작조건별 막의 기초 특성을 분석하기위해 SEM, EDS, XRD를 이용하였고, 결정배향성(crystal orientation) 분석을 위해 면간격(d-value)과 상대강도(relative intensity)를 확인하였다. 또한 내식성 평가로 염수분무(salt sprat test) 및 양극분극(anode polarization)을 각각 실시하였다. 실험결과에 따르면, Ar 및 $N_2$ 모두에서 가스압이 증가할수록 코팅층의 증착량은 적어지고 입상정(granular structure)의 모폴로지 형성 및 면간격과 상대강도가 증가하는 것이 확인되었다. 또한 쳄버 내 동일 진공도에서, $N_2$ 도입 시 Mg막은 더욱 치밀하고 미세한 입상정의 모폴로지로 형성되며 면간격과 상대강도는 더욱 증가한 것으로 나타났다. 내식성 평가에서 저진공 $N_2$ 조건에서 형성시킨 막이 가장 우수한 내식성이 나타났는데, 이는 상대적으로 불안정하고 반응하기 유리한 입계면적을 많이 포함한 입상정 모폴로지 및 표면에너지가 높은면의 면점유율 증가로 인해 외부환경과의 신속한 반응은 물론 안정적인 피막형성이 용이하였기 때문일 것으로 사료된다. 이상으로 Ar 및 $N_2$ 가스압 조건에 따른 고내식 Mg 막의 유효성을 확인하였고 향후 내식성을 향상시키는 방법으로 응용 가능할 것으로 생각된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.41-49
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• 2014

본 연구에서는 기존 철근콘크리트 건축물의 구조성능 개선을 위하여 표면요철 매입형 FRP봉과 CFRP시트를 사용한 철근콘크리트 보의 구조성능을 평가하기 위하여 실험을 수행하였다. 표면요철 매입형 FRP봉의 사용량, CFRP시트 보강 유무에 따라 총 7개의 실험체를 제작하고 실험을 수행하여 구조성능을 평가하였으며, 본 연구의 실험결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 표면요철 매입형 FRP봉 보강 실험체 NER 시리즈의 경우, 표준실험체 NBS와 비교하여 12~46% 내력이 증가하였고, 표면요철 매입형 FRP봉과 CFRP시트를 복합 보강한 실험체 NERL 시리즈는 표준실험체 NBS보다 최대내력이 22~77% 증가하였다. 그리고 표면요철 매입형 FRP봉으로 보강된 실험체 NER 시리즈는 부착슬립, 피복분리 형태로 파괴되었으나, 표면요철 매입형 FRP봉과 CFRP시트을 복합 보강한 실험체 NERL 시리즈는 CFRP시트의 연속보강에 따른 콘크리트 구속효과 및 모재와 표면요철 매입형 FRP봉의 부착강도 증가로 인하여 부착슬립의 형태로 파괴되었다.

• Elastomers and Composites
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• 제45권3호
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• pp.199-205
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• 2010

실내 건축내장재로 medium density fiberboard (MDF)는 널리 사용되는 재료이지만, MDF 합판과 표면재의 바인더로 사용되는 포름알데히드 수지의 유리 포름알데히드와 휘발성 유기화합물의 방산 문제점이 있다. 이를 해결하기위해 본 연구에서는 포름알데히드 흡착성능이 있는 축합형 탄닌을 활용하여 표면재에 적용 하였다. 표면재에 사용되는 수지는 멜라민-포름알데히드 수지와 축합형 탄닌을 사용하여 합성하였으며 반응여부는 FT-IR 스펙트럼으로 확인하였다. 또한 전단응력, 충격강도, 테이프에 의한 접착력 실험, 연필경도, 광택도 그리고 접촉각 등과 같은 표면물성을 측정하였고 미반응 포름알데히드를 분석하기 위하여 유리 포름알데히드 분석법과 소형챔버법이 이용되었다. 결과에 따르면 전단응력과 충격강도는 축합형 탄닌의 함유량이 10 wt.% 일 때 가장 우수한 접착물성을 나타내었지만, 연필경도와 광택도의 경우에는 축합형 탄닌의 함유량이 20 wt.% 일 때 최적의 물성을 발현하였다. 또한 포름알데히드 방산량은 59 ${\mu}g/m^2{\cdot}h$ 로 축합형 탄닌의 첨가에 의해 포름알데히드 방산량을 약 3배 정도 감소 시킬 수 있었다.

• 한국음향학회지
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• 제30권1호
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• pp.22-32
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• 2011

본 논문은 건축음향 설계에 있어서 가장 많이 활용되고 있는 컴퓨터 시뮬레이션의 정밀도 향상을 위한 3차원 모델의 구체성에 대하여 연구하였다. 본 연구에서는 건축음향 시뮬레이션 프로그램인 odeon 6.5에서 제시하고 있는 transition order의 단계를 기준으로 3D 모델의 구체성을 총 4단계로 구분하였다. 각 실내마감재의 흡음률은 도면에 표기된 재료를 odeon의 material library 및 시험성적서를 참고해 입력하였으며 확산률은 odeon의 마감의 표면형태에 따른 권장치를 입력하였다. 또한 room setup 설정시 사용음선수를 동일하게 입력하였으며, trasition order는 각 모델의 유효표면수에 맞게 입력하였다. 실제 공연장에서 측정한 현장음향실험 결과를 기준으로 시뮬레이션 결과와 비교하여 물리적 음향인자 (음압레벨, 잔향시간, 명료도 등)의 오차를 분석하였다. 또한 가청화시재를 제작하여 현장에서 녹음한 음원과 청감실험을 통해 비교하여 주관적 음향인자 (잔향감, 명료함 등)별 유사 정도를 평가하였다. 물리적 음향인자 분석결과, 가장 구체적인 3D모델의 잔향시간 오차가 가장 작게 나타났으며 명료도의 경우 단순한 모델의 오차가 가장 작았다. 그러나 단순한 모델은 저주파수 대역의 오차가 상대적으로 매우 크게 나타남에 따라 3D 모델을 구체적으로 작성할수록 보다 정밀한 음향예측이 가능할 것으로 판단된다. 또한 주관적 청감실험 결과, 물리적 오차가 작을수록 가청화시재가 원음과 가장 유사하게 들린다고 응답함으로써 3D 모델의 구체성이 가청화시제 제작에 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.77-84
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• 2021

이 연구에서는 속채움 콘크리트와 길이방향 철근으로 보강된 PHC 파일에 대한 휨실험을 수행하였으며, 실험의 주요 변수는 길이 방향 철근비와 PHC 파일 중공 내부 표면에 형성된 슬러지 유무로 설정하였다. 총 6개의 PHC 파일 실험체를 제작하였으며, 실험체들의 파괴모드, 균열패턴, 단면내 길이방향 변형률 분포, PHC 파일과 속채움 콘크리트 사이에 발생된 단부 슬립을 상세히 계측하고 분석하였다. 실험결과, 길이방향 철근비가 증가할수록 휨 강성 및 강도가 증가하는 것으로 나타났으며, PHC 파일 내부 표면에 형성된 슬러지는 실험체의 휨성능에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 실험적 연구와 더불어 이 연구에서는 변형률 적합조건, PHC 파일과 속채움 콘크리트 단면내 변형률 및 응력 분포를 고려한 비선형 휨해석 모델을 제안하였으며, 해석결과를 실험결과와 비교하여 제안모델의 합리성을 검증하였다. 그 결과, 제안모델은 속채움 콘크리트와 길이방향 철근으로 보강된 PHC 파일의 휨거동을 매우 우수한 정확도로 평가하는 것으로 나타났다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.163-163
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• 2016

아연계 도금 강판은 우수한 내식성을 가지며 특히 아연의 희생방식기구에 의해 철의 부식을 억제하므로 선박, 건축자재, 전자기기 및 자동차 등 다양한 분야에서 그 수요와 사용범위가 증가하고 있다. 또한 도금 조성비 변화 및 다양한 표면처리 방법을 통해 가혹한 환경에서의 우수한 내식성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 갈바륨(Galvalume)은 55%의 알루미늄(Al)과 45%의 아연(Zn)으로 되어 있으며, 아연의 장점인 희생방식성과 내알카리성, 알루미늄의 장점인 내구성과 내열성, 내산성을 이상적으로 결합시킨 알루미늄(Al)-아연(Zn) 고내식 합금용융도금강판이다. 본 연구에서는 갈바륨 소재를 여러 산업현장에서 강관 형태로 사용할 경우의 내식성을 파악하기 위해 갈바륨 강관과 기존에 사용되고 있는 용융도금재인 용융아연도금 강관을 비교하며 실험을 진행하였다. 냉간압연강관에 용융아연도금 약 $25{\mu}m$, 갈바륨 약 $20{\mu}m$ 두께로 제작된 강관을 사용하였으며 제작된 도금층 표면 모폴로지는 SEM을 통해 관찰하였고, XRD 분석을 통해 결정 구조를 확인하였다. 또한 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 자연침지 시험 및 3% NaCl 용액 중 전기화학적 양극분극 시험을 진행하여 평가하였다. 5% NaCl 환경에서의 염수분무 시험 결과 용융아연도금의 경우 단면에서는 90시간, 표면에서는 260시간 경과 후 적청이 발생하였다. 반면, 갈바륨의 경우에는 단면에서 210시간 경과 후에 적청이 발생하였고, 표면의 경우에는 900시간 이상에서도 적청이 발생하지 않았다. 이 결과를 통해 용융아연도금에 비해 갈바륨 도금의 내식성이 단면에서는 3배, 표면에서는 4~5배 이상 향상된 것으로 확인되었다. 또한 3% NaCl 용액 중 자연침지 시험 결과 용융아연도금 강관 표면은 24시간 경과 후 열화부를 중심으로 흑변하는 것을 확인할 수 있었으나 갈바륨의 경우에는 900시간 이상 실험이 진행되는 동안 No Scribe 및 Scribe 시편 모두 외관상 변화가 거의 없었다. 단면의 경우, 용융아연도금 시편은 900시간 이상 실험이 진행되는 동안 외관상 변화가 없었으며, 갈바륨 시편의 경우 300시간 경과 하면서 흰색의 아연 부식생성물이 나타났으나 900시간 이후로도 적청은 발생하지 않았다. 자연전위 측정결과 용융아연도금 및 갈바륨 시편 모두 유사한 전위거동을 나타냈지만 단면의 경우 갈바륨 시편이 용융아연도금에 비해 안정적인 거동을 보였다. 3% NaCl 용액 중 전기화학적 양극 분극 시험 결과 용융아연도금이 갈바륨에 비해 귀한 방향의 부식 전위 값을 나타냈으며, 부식 전류밀도도 용융아연도금이 갈바륨에 비해 더 높은 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 염수분무시험, 자연침지시험 및 전기화학적 양극분극시험을 통해 종합적으로 분석-고찰하여 보면, 그 부식이 진행되는 과정은 융융아연도금과 달리 갈바륨 도금의 경우가 다단계적인 부식 과정을 거치면서 우수한 내식 특성을 나타낸다는 것을 알 수 있었다. 즉, 갈바륨 도금은 그 도금 막에 분포된 합금상 원소 성분들이 상호 갈바닉(Galvanic) 작용하며 형성된 부식생성물이 수평적으로 자체 차단(Barrier) 역할을 하는 과정과 부분적 부식-회복 과정을 거치면서 다단계적으로 부식속도를 감소시키게 된다는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.539-546
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• 2022

현행 시설물의 안전 및 유지관리 실시 세부지침(성능평가 편)에서는 표면부 콘크리트의 품질의 평가 수단으로 표면에 품질의 저하가 없는 건전부와 겨울철 우수나 누수 등으로 표면 손상이 발생한 비건전부에 대한 표면반발경도를 측정하고 측정값을 상대비교하여 손상도를 평가하도록 규정하고 있다. 그러나 이 판정법은 동결융해 촉진 모사환경으로부터 구한 실험 DB로 도출된 상관관계를 분석하여 제안한 방법으로 실제 현장에서 수집된 DB와 비교 검토하는 등의 현장 적용성에 대한 검토가 미흡한 채 제정되었다. 따라서 이 연구에서는 국내 21개 콘크리트 교량을 대상으로 현장 조사를 실시하고 현장 적용의 적정성을 분석하였다. 분석 결과로부터 동해 손상에 따른 건전부와 비건전부의 뚜렷한 표면반발경도의 차이를 확인할 수 있어 현행 판정법의 현장 적용이 적정함을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라 표면 반발경도의 측정 위치 및 방법의 구체적인 제시에 대한 필요성을 제안하고, 전체 교량을 대상으로 할 때 동해 판정 등급에 대한 유효성에 대하여도 분석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.145-152
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• 2013

본 논문은 1990년대~2011년 시공 중이었던 건축물의 커튼월의 단열성을 평가하기 위하여 내외 표면 온도를 측정하여 부위별 온도 차이를 분석하였다. 유리면이나 단열층이 있는 표면보다 커튼월의 프레임 (멀리온 및 트랜섬)의 온도는 동절기 외부 평면의 경우 $6^{\circ}C{\sim}10^{\circ}C$ 정도 높게 나타났다. 또한, 같은 프레임에서도 앵커유닛이 있는 부위가 다른 프레임보다 $2^{\circ}C{\sim}3^{\circ}C$ 더 높게 나타나 보다 큰 열 손실이 일어나고 있는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제14권1호
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• pp.21-28
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• 2014

경량골재의 내부공극을 통한 탄산가스 유입으로 인해 경량골재콘크리트는 보통콘크리트에 비해 탄산화가 더 빠르게 진행되는 문제점을 극복하고자, 4가지 표면코팅제로 코팅된 경량골재를 사용한 콘크리트에 대하여 탄산화 저항성을 보통 경량골재콘크리트, 보통콘크리트와 비교 분석하였다. 코팅경량골재를 사용한 콘크리트가 보통 경량골재콘크리트보다 우수한 탄산화 저항성을 보였으며, 특히 발수제보다는 고분자계 코팅제를 사용하였을 때 더 우수한 저항성을 나타내었다.