• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.19.2-19.2
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• 2009

금속을 용해 응고시킬 때 생성되는 소위, 주조 결함이나 소결금속 내의 기공은 재료의 성능이나강도를 현저하게 낮추는 결함으로서 예전부터 기피되어 왔다. 또한, 재료공정에있어서도 여하의 기공이나 기포가 없는 치밀한 고강도 및 고기능성 재료를 개발하는 것에 최대한의 주의와 관심을 기울여 왔다. 그렇지만, 우리가 자연계의 천연물이나 인공물을 둘러보면 그 대부분이다공질임을 쉽게 눈치챌 수 있다. 예를 들어 목재, 지엽등의 생물을 시작해서 콘크리트 등의 인공물, 우리 체내의 뼈도 전형적인 다공질구조로 구성되어 있다. 이러한 구조로부터 재료의 재질제어 이외에 구조제어라는 새로운 어프로치를 고려할 수 있고, 최근 들어, 금속재료에 있어서도 이러한 다공질구조에 관한 연구가활성화되어 충격흡수재, 생체재료, 베어링재료 등의 다양한응용이 전개되고 있다. 특히, 원주상의 방향성 기공을 갖는 로터스금속은 기존의 복잡한구조의 다공질금속보다 뛰어난 기계적 성질을 갖는다. 이러한 다공질금속은 일방향응고할 때 생성하는 과포화가스원자를 석출시켜 기공을 일방향으로 성장시킨다. 즉, 융점에서의 고상과 액상의 가스 용해도 차를 이용하는 것으로서 응고시에 고용할 수 없는 가스원자가 기공을 형성한다. 이와같이 제조한 방향성 다공질금속은 BT (인플란트, 생체적합성, 저탄성, 경량), ST (초음속기엔진부품, 경량), IT (고성능수냉모듈), ET(고온촉매, 필터)의 분야로의 응용이 기대된다. 본 강연에서는 방향성 다공질금속의 제조법, 특성 및 응용을 포함하여그 동안의 연구성과 및 앞으로의 과제 등을 소개하고자 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.31-36
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• 2004

본 연구는 잔골재 및 혼화재 종류, W/C에 따른 콘크리트의 폭열성상 및 압축강도 초음파속도 등의 공학적 특성을 검토함으로서 폭열 방지 및 화재 피해를 입은 콘크리트 구조물의 재사용과 보수보강, 안전도평가 등에 기초적인 자료를 제시하고자 한다. 폭열성상을 살펴보면, 잔골재에 따라서는 바다모래를 사용한 경우 폭열이 발생하지 않았거나 약간의 폭열이 나타나는 정도이나 재생잔골재나 부순모래를 사용한 경우에는 폭열이 심하게 나타났다. 또한 혼화재 종류에 따라서는 대체로 유사한 폭열성상을 나타내었다. 한편, W/C 30.5%의 고강도 영역에서는 대부분 폭열하였으나 W/C 55%의 보통강도 영역에서는 대부분 폭열하지 않았다. 잔존 압축강도는 W/C 55%의 경우 평균 45%로 나타났으며, W/C 30.5%의 경우에는 평균 64％로 나타났다. 초음파속도는 잔골재 종류 및 W/C, 가열시간에 따라 다르게 나타났으며, 가열 후 3개월이 가열 후 1개월보다 약 1.3∼8.4%의 초음파속도 회복을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.767-776
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• 2004

폴리머콘크리트는 시멘트 콘크리트에 비해 강도와 내구성에 탁월한 성능을 가지고 있기 때문에 건설현장에서도 다양한 용도로 개발되어 널리 사용되고 있다. 그러나 폴리머콘크리트는 그 결합재로 쓰이는 수지의 비용이 높아 경제적인 면에서는 다소 불리하여 기존의 수지를 대체할 수 있는 결합재에 관한 연구가 진행되고 있다. PET를 재활용한 폴리머콘크리트는 산업폐기물을 재활용하여 경제적인 건설 신소재를 개발할 수 있어 그 영역이 점차 확대 될 것으로 전망된다. 본 연구에서는 프리캐스트 제품 및 구조부재로의 응용과 자원 재활용을 목적으로 PET 재생 불포화 폴리에스터수지를 이용하여 고강도의 폴리머콘크리트를 제조하고 이에 대한 응력-변형률 거동 특성을 파악하여 실험결과와 이론적 근거를 바탕으로 PET 재활용 폴리머콘크리트의 응력-변형률 곡선의 모델식을 얻고자 하였다. 실험 결과 수지 사용량의 증가에 따라 최대 응력과 최대 변형률이 함께 증가하였으나 증가폭에 한계가 있는 것으로 나타났으며 응력-변형률 곡선의 기울기는 상온보다는 고온양생이 더 크게 나타났다. 실란의 첨가는 강도증진의 효과뿐만 아니라 최대하중 이후의 압축 연화거동에 효과적인 것으로 나타났다. 또한 위와 같은 응력-변형률 거동 특성을 통하여 PET 재활용 폴리머콘크리트 응력-변형률 곡선의 수정 모델식을 제안하였으며 PET 재활용 폴리머콘크리트의 특성을 정확히 예측하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.585-593
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• 2021

본 연구에서는 고강도 시멘트 복합체의 배합조건에 따른 압축강도 발현 특성을 분석하기 위해 물/결합재비, OPC 대비 실리카 흄의 함량 및 단위 결합재량을 변수로 총 64개의 배합조건과 2종류의 양생 조건으로 배합실험 및 압축강도 측정을 실시하였다. 일반적인 OPC 콘크리트와 유사하게 물/결합재비의 증가는 고강도 시멘트 복합체의 압축강도를 감소하는 것으로 나타났으며, 상온 양생 시편의 경우 재령일에 따른 압축강도 증가가 뚜렷하게 발생하는 것으로 조사되었다. 하지만 고온 양생을 실시하는 경우 재령일에 따른 압축강도 증가는 관찰되지 않았다. OPC 대비 실리카 흄의 함량이 25%에서 15%로 낮아지는 경우 강도 변화는 미미한 것으로 조사되었으나, 15%에서 0% 감소하는 경우 뚜렷한 강도 감소가 식별되며, 물/결합재비가 낮은 경우 이러한 현상은 더욱 두드러지는 것으로 조사되었다. 단위 결합재량의 840kg/m³인 경우 압축강도 발현이 가장 우수한 것으로 나타났으며, 실리카 흄 함량이 낮은 경우 단위 결합재량 감소에 따른 압축강도 저하가 뚜렷해지는 것으로 조사되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(II)
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• pp.5-8
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• 2005

This research is to present experimental materials model of high strength concrete for prediction of fire safety of structural members based on mechanical properties of materials during heating up to 800$^{circ}C$. The following conclusions are drawn from this study. First of all, between 100 to 200$^{circ}C$, the high strength concrete show degradation at 100$^{circ}C$ and restoration at 200$^{circ}C$. The high strength concrete show elastic deformation at 20 - 200$^{circ}C$. Second, between 300 to 400$^{circ}C$, the mechanical properties of the high strength concrete which are exposed to fire show $75\~95\%$ as compared to the original properties because the thermally expanded ingredients of concrete, aggregates and cement paste, etc. Finally, beyond 600$^{circ}C$, the high strength concrete shows $75\~80\%$ reduction in thermal properties as compared to the normal concrete in the range of 600 to 800$^{circ}C$ and it shows $10\~30\%$ as compared to the original properties.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.57.1-57.1
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• 2012

금속을 용해 응고시킬 때 생성되는 소위, 주조 결함이나 소결금속 내의 기공은 재료의 성능이나 강도를 현저하게 낮추는 결함으로서 예전부터 기피되어 왔다. 또한, 재료공정에 있어서도 여하의 기공이나 기포가 없는 치밀한 고강도 및 고기능성 재료를 개발하는 것에 최대한의 주의와 관심을 기울여 왔다. 반면에 자연계의 천연물이나 인공물을 둘러보면 그 대부분이 다공질임을 쉽게 눈치챌 수 있다. 예를 들어 목재, 지엽 등의 생물을 시작해서 콘크리트 등의 인공물, 우리 체내의 뼈도 전형적인 다공질구조로 구성되어 있다. 이러한 구조로부터 재료의 재질제어 이외에 구조제어라는 새로운 어프로치를 고려할 수 있고, 최근 들어, 금속재료에 있어서도 이러한 다공질 구조에 관한 연구가 활성화되어 충격흡수재, 생체재료, 베어링재료 등의 다양한 응용이 전개되고 있다. 원주상의 방향성 기공을 갖는 로터스 금속의 제조 원리는 용융금속의 높은 가스용해도와 고체금속의 낮은 가스고용도의 차이를 이용하여 응고할 때 고용되지 않는 가스원자가 기포를 형성시키는 것이다. 수소용해도는 모든 금속에 있어서 온도상승에 따라 증가하지만 융점에 있어서 용해도의 불연속적 증가를 나타내며 응고할 때 고액계면에서 다량의 가스를 방출하고 기공 생성을 야기한다. 특히, 고 액상에 있어서 수소용해도 차가 큰 마그네슘, 니켈, 철, 동 등은 기포를 생성하기 쉽다. 또한 기공의 배열구조를 제어하기 위해 일방향응고법를 이용하여 기공에 방향성을 부여한다. 외관상 기공구조가 연근뿌리를 닮은 것으로 부터 로터스 금속이라는 명칭이 널리 알려져 있다. 이와 같은 제조방법에 의해 로터스 금속은 기공 방향, 기공크기, 기공률을 자유롭게 제어할 수 있고 우수한 기계적 성질이 기존의 발포금속, 소결금속과 전혀 다른 특성을 가지고 있다. 이러한 기공구조는 용해온도, 응고속도, 분위기 가스압, 불활성가스와의 혼합체적비 등의 제어를 통해서 조절할 수 있다. 이와 같이 제조한 방향성 다공질금속은 BT (인플란트, 생체적합성, 저탄성, 경량), ST (초음속기엔진부품, 경량), IT (고성능수냉모듈), ET(고온촉매, 필터)의 분야로의 응용을 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.111-117
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• 2017

이 연구는 제조 공정에 따른 국산 왕겨재의 재료특성 변화를 조사하는 것과 고강도 콘크리트 혼화재로서의 활용 가능성을 검토하는 것을 목적으로 수행되었다. 이를 위해 왕겨재의 소성온도 ($400^{\circ}C$, $650^{\circ}C$ 그리고 $900^{\circ}C$) 및 분쇄 여부를 주요 변수로 두고 그것의 입도 분포, 구성 성분, 그리고 미세구조가 분석되었다. X-ray fluorescence (XRF)를 이용한 성분 분석 결과, $650^{\circ}C$ 이상의 고온소성 공정을 거칠 경우, 왕겨재의 산화규소($SiO_2$) 함량이 92% 이상으로 향상되는 것을 확인하였다. 또한, 주사 현미경 촬영을 통해 $650^{\circ}C$ 에서 소성된 왕겨가 다공성 구조인 것을 확인하였으며, 이 공정이 적용된 시편의 흡습성능이 모든 시편들 중 가장 우수하였다. 분쇄 공정 적용시 공극구조가 파괴되기 때문에 흡습능력은 더 감소하는 경향을 보였다. 반면, $900^{\circ}C$ 에서 소성된 시편은 공극구조가 발견되지 않았고, 흡수율 역시 가장 낮게 나타났다. 분석결과를 근거로, $650^{\circ}C$ 에서 소성된 왕겨재는 포졸란 반응 활성화제 뿐만 아니라 흡습성능에 의한 자기수축 저감제로서 고강도 콘크리트를 위한 혼화재로서 적합한 것으로 결론 내려진다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.31-39
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• 2009

최근 고층건물의 화재안전성에 대한 문제점이 사회적으로 부각되어지고 있으며, 이러한 고층 건물에 다수 사용되고 있는 CFT기둥 부재에 대한 내화성능을 정량적으로 평가하는 방법이나 기준들이 마련되지 않은 상황이다. 이에 본 연구에서는 고강도 콘크리트를 충전한 CFT 단주를 제작하여 내화실험을 실시하고, 화재시 내화성능평가 및 비정상온도분포해석을 이용한 해석을 수행하여 온도분포해석의 모델링을 제안할 수 있었다. 이것을 기초로 CFT Stub Column의 고온특성 평가결과를 활용하여 화재시 내화시간에 따른 CFT기둥의 잔존내력 예측식을 유도할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.867-873
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• 2010

이 연구에서는 강섬유로 보강된 철근콘크리트에서의 부식 특성에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 먼저 강섬유의 보강콘크리트의 수송특성, 즉 공극률, 흡수성, 투과성 및 염소이온 확산성에 관한 실험을 수행하여 철근부식과 의 관계를 비교 평가 하였다. 강섬유의 보강으로 인해 약간의 압축강도 증가와 함께, 흡수성, 투과성 및 확산성에 관한 실험 결과에서도 콘크리트 내부로의 유해물질의 침투저항성이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 철근부식과의 관계에서는 예상된 결과와는 다르게 강섬유의 혼입이 철근부식을 가속화 시키는 경향이 나타났다. 염화나트륨 용액이 침투하는 노출면에서는 강섬유의 부식팽창으로 인한 표면박리현상이 관찰되었으며, 철근부위 절단면에서는 철근 주변에 강섬유의 부식이 국부적으로 관찰 되었다. 고온 및 고농도의 염화물 환경에서의 건습 싸이클링이 노출표면에 가까운 공극에서 지속적으로 염분결정체의 증가와 더불어 내부공극에서의 강섬유의 부식으로 증가된 압력이 표면 박리를 일으킨 것으로 보인다. 결과적으로는 노출면 부근에서의 미세균열을 증가가 물, 염화이온 및 산소의 침투를 보강근으로의 가속화를 진행 시킨 것으로 판단이 된다. 이 연구에서는 강섬유로 보강된 철근콘크리트에서 철근부식에 영향을 주는 명확한 메커니즘은 충분히 규명이 되지 않았으며, 보다 명확한 관계를 이해하기 위해서는 부식과정에서 강섬유의 잠재적인 부식팽창에 관한 보다 상세한 실험적 연구가 필요할 것으로 판단되어 진다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제1권3호
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• pp.225-232
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• 2013

규석, 시멘트, 생석회 및 소량의 무수석고에 알루미늄 분말과 물을 첨가 혼합하여 오토클레이브 중에서 고온 고압 증기양생으로 미네랄 하이드레이트 소재를 제조하였다. 수열 합성된 미네랄 하이드레이트 소재는 균일한 세포조직을 갖는 다공질 경량 기포 콘크리트이다. 미네랄 하이드레이트 소재의 대표적인 특성으로는 다수의 기공으로 인해 뛰어난 경량성 및 단열성능을 들 수 있다. 제조된 미네랄 하이드레이트 소재의 특성은 각각 밀도 $0.26g/cm^3$, 압축강도 0.4MPa, 열전도율 0.064W/mK로 나타났다. 본 연구에서는 상기의 소재 특성을 증진시키기 위하여 "기포제의 종류 및 함량, 규석 및 시멘트의 입도 조건, 기능성 첨가제 종류 및 함량"에 따른 특성 평가 및 분석을 실시하였다. 그 결과 소재의 열적 특성을 개선할 수 있었으며, 특히 기능성 첨가제인 폴리디메틸실록산 혼화제를 첨가할 경우 밀도 및 열전도율을 개선하는 동시에 탁월한 강도 증진 효과를 나타내었다.