• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.372-379
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• 2023

국제유가가 배럴당 85달러에서 하반기에는 최대 100달러까지 오를 것으로 예상하여 세계 시장에서 해양플랜트 발주가 늘어날 가능성이 크다. 해양플랜트의 주요 특징 중 한 가지는 탑사이드에 대형 헬리데크가 위치하며 경량화 및 내부식성을 위하여 알루미늄 합금을 구조의 기본 재료로 사용하고 있다. 선주사는 긴급 상황 발생 시 신속한 인명 대피를 위하여 헬리콥터 크기를 대형화하는 추세이고, 헬리콥터를 데크에 안정적으로 고박할 수 있는 장치의 안전사용하중도 증가가 필요하다. 알루미늄 재질의 특성상 용접에 의한 구조 강도 저하가 크기 때문에, 고정 장치는 데크에 매립하여 볼트로 고정하는 방식으로 설계가 필요하다. 본 연구에서는 대형 헬리데크(직경=28m)에 사용이 가능한 헬리콥터 고정 장치를 개발하기 위하여 알루미늄 합금 6082-T6를 적용한 모델을 개발하였다. 개발된 고정 장치는 실제 고박에 사용하는 하중 조건을 만족하도록 비선형구조 강도 계산을 통하여 검증하였다. 45도 경사각을 갖는 하중 조건은 국부적인 소성 붕괴로 인하여 90도 조건에 비해 낮은 최종강도를 나타냈다. 최종 모델에 대한 비선형 구조 붕괴 거동은 강도 실험과 경향이 유사하게 나타났다. 본 연구에서 도출한 주요 내용은 유사 알루미늄 기자재의 구조 강도 검토 시 참고 문헌이 될 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제25권4호
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• pp.316-323
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• 2019

대기 오염 물질 저감과 연소 효율 증가를 위해서 연소 환경 내 일산화탄소를 정밀하게 측정하는 것은 필수적인 요소이다. 일산화탄소(carbon monoxide, CO)는 불완전 연소 때 급격히 증가하며 질소산화물(nitrogen oxide, NOx)과 Trade-off 관계로 오염 물질 배출량과 불완전 연소 반응에 기여하는 중요한 가스종이다. 특히, 대형 연소 시스템 중 열처리로의 경우, 강판 표면위 산화층 형성을 억제하기 위해 과잉 연료 조건에서 환원 분위기로 운전이 진행된다. 이는 많은 양의 미연분 일산화탄소가 배출되는 원인이기도 하다. 하지만 연소 환경 내에서 일산화탄소 농도는 불균일한 연소 반응과 열악한 측정 환경으로 인하여 실시간 측정이 어렵다. 이러한 문제점을 극복하기 위해서 광학적 측정 방식인 파장 가변형 다이오드 레이저 흡수 분광법(tunable diode laser absorption spectroscopy, TDLAS)이 각광을 받고 있다. TDLAS 기법은 열악한 현장 측정, 빠른 응답성, 비접촉식 방식으로 연소 환경 내 특정 가스종 농도 측정에 적합하다. 본 연구는 과잉 연료 조건에서 당량비 제어를 위한 연소시스템을 제작하였으며 연소 배기가스 생성을 위해 LPG/공기 화염을 이용하였다. 당량비 변화에 따른 CO 농도 측정은 TDLAS와 Voigt 함수 기반 시뮬레이션으로 분석하였다. 또한 연소 생성물로부터 간섭이 없는 CO 광 흡수 영역 확보를 위해 근적외선 영역의 4300.6 cm^-1을 선택하여 실험을 진행하였다.

• 자원환경지질
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• 제54권2호
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• pp.271-283
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• 2021

한반도 중서부에 위치한 임진강대는, 페름기-트라이아스기에 북중국판과 남중국판이 충돌하여 형성된 친링-다비-술루 대륙충돌대와 지구조적으로 대비되고 있는 지역으로, 지각규모의 전단대, 트러스트 및 습곡 등의 충돌조산운동 관련 지질구조들이 보존되어 있는 것으로 알려져 왔다. 본 연구는 경기육괴와 접하는 임진강대의 남쪽 경계지역인 문산지역에서 수행한 구조지질 연구결과를 종합하고, 이를 바탕으로 기존에 이 지역에서 일부 연구자들에 의해 대륙충돌로 형성된 조산대 후기 붕괴 단계에 형성된 것으로 제안되었던 지각규모 신장성 경기전단대의 존재와 변형 특성에 관해 검토하고자 하였다. 이를 위해, 야외조사를 통해 획득한 지질요소 자료를 바탕으로 문산지역의 구조기하학적 형태를 해석하였고, 노두 및 박편 상에서 확인한 전단감각 지시자로부터 암석 이동과 관련된 키네마틱스를 해석하였다. 이 지역의 가장 주된 지질구조는 동북동-서남서 주향의 광역규모 임진강단층의 상반 및 하반에 발달한 대략 남-북 주향의 힌지를 가지는 지질도규모의 습곡이다. 이 습곡에 대한 키네마틱스 해석 결과는 전단감각들이 습곡의 힌지를 중심으로 양쪽 익부에서 서로 반대 방향으로 대략 동쪽 내지 서쪽을 향함을 지시한다. 또한 문산지역 흑운모편마암과 변성섬장암의 광물 미세변형구조 관찰 결과로부터 유추한 암석의 변형조건은 전형적인 석영-장석질 암석들의 중부지각 소성변형조건에 해당한다. 따라서 본 연구를 통해 획득한 문산지역의 구조기하, 키네마틱스 및 미세구조 분석결과는 이 지역에 발달한 전단대가 기존 연구들에서 제안된 대륙충돌 후기에 형성된 지각규모의 신장성 경기전단대보다는, 요굴습곡작용에 의한 지질도규모 습곡의 발달과 관련된 전단운동의 결과일 가능성이 높은 것으로 제안한다. 이와 같은 임진강대 내 대륙충돌의 증거들에 대한 상세한 구조지질학적 검증은 향후 한반도 충돌조산운동에 있어 임진강대의 지구조적 역할에 대한 난제들을 해결하는데 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제12권1호
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• pp.54-63
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• 2012

본 연구에서는 산업부산물인 고로슬래그, 레드머드, 실리카 흄 등을 사용하여 콘크리트의 혼화재가 아닌 시멘트 대체재로 사용하여 시멘트 제조시 배출되는 $CO_2$가스 및 환경부하를 저감하고자 하였다. 고로슬래그, 레드머드, 실리카 흄 등을 혼합한 저탄소 무기결합재에 알칼리 자극제만으로 고온의 소성과정없이 상온에서 제조하기 위한 최적배합을 도출하고자 하였다. 이를 위해 CaO 함유량 및 Si/Al, 알칼리 자극제 혼합비율 및 양, 양생조건 및 W/B 변화에 따른 경화성상 및 압축강도시험을 실시하였다. 시험분석 결과, 저탄소 무기결합재의 최적배합은 CaO 함유량 30%, Si/Al 4, 알칼리 자극제 혼합비율$(NaOHg:Na_2SiO_3g)$ 50g:50g, 알칼리 자극제 양 100g, W/B 31%인 것으로 판단된다. 또한 무기결합재의 단점인 수축을 보완한다면 보다 우수한 성능의 저탄소 무기결합재의 개발이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제21권2호
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• pp.82-86
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• 2011

인공경량 골재는 다결정질 소성체를 주 구성으로 하므로 골재 내부에 다량의 공극이 일정비율로 형성되는 것이 특징이다. 이러한 인공경량 골재는 조직 구조의 특성상 외부환경의 변화에 의해 수분이 비정상적인 이동을 보이는 경향이 있다. 다공질 재료의 수분 방출 특성은 일반적으로 기공률 및 기공크기 분포에 크게 좌우되지만, 인공적으로 소결 제조된 경우에는 표면에 생성된 치밀한 구조의 표피층에도 많은 영향을 받을 것으로 생각된다. 인공경량 골재 내부의 수분 이동에 미치는 요인은 골재내의 세공 및 공극의 분포와 형상, 크기, 그리고 프리웨팅 방법 등이 있으며 각 조건에 따라 상당한 차이를 보인다. 본 연구에서는 인공경량 골재를 제조하여 골재의 가압시 흡수 특성이나 침수시간에 대한 흡수율의 거동에 대한 명확한 규명을 함으로써 경량골재 펌프압송을 위한 기초적 자료를 제공하고자 하였다. 본 실험에 사용된 인공경량골재는 독일 'L'사의 상업용 인공경량골재와 본 연구팀이 제조한 2가지 조성의 인공경량골재를 사용하였으며, 골재 수분함침시간, 진공압력, 급냉조건을 변화시켜 골재의 흡수율을 측정하였다. 인공경량골재를 $300^{\circ}C$ 에서 급냉 하였을 경우 24시간 침수보다 높은 흡수율을 보였고, 진공압력에 따라 흡수율이 증가하는 경향이 있으며, -300 mmHg의 진공 압력시 24시간 침수보다 "L"사 골재는 54 %의 높은 증가를 보였으나 K622와 K73 골재는 비교적 적은 2 % 내외의 흡수율 증가양상을 보였다.

• 한국가스학회지
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• 제24권5호
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• pp.29-38
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• 2020

산업현장의 대형 연소시스템 내부의 온도 및 농도를 실시간으로 정밀하게 계측하는 일은 그 규모 및 환경 조건으로 인해 사실상 어렵다. 현재 주로 사용되고 있는 열전대를 이용한 온도 계측은 점 측정 방식으로 대형 연소시스템 내부 광역 범위의 온도 분석에 적용하기에는 정밀성과 신뢰성이 낮으며, 접근성에 한계가 있다. 농도 분석 측면에서 대부분의 계측 방법은 샘플링 방식으로 실시간 측정이 어렵고 대표성에 한계가 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위한 방법으로, 레이저를 이용한 측정법이 지속적으로 개발되고 있다. 레이저 기반 측정법들은 선 평균 측정 방식으로 대표성과 정밀도가 뛰어나 대형 연소시스템 적용에 유리하다. 본 연구에서는 파장 가변형 레이저 흡수 분광법(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, TDLAS)을 통해 연소 시에 발생하는 수증기와 산소를 이용하여 실시간으로 온도 및 농도를 측정하였다. 측정 결과 연소시스템 내부 평균 온도는 1330℃, 평균 산소 농도는 3.3 %로 발전소 데이터와 비교하였을 때 유사한 경향성의 측정값을 얻었다.

• 분석과학
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• 제24권4호
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• pp.275-281
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• 2011

세제 제조시설 폐수의 유기물을 틀로 하여 $Al(OH)_3$과 $H_3PO_4$의 반응으로 $AlPO_4$-계 물질을 합성하였다. 소성된 $AlPO_4$-계 물질을 APTMS, 석신산 무수물과 반응시켜 표면을 카르복실기로 바꾸었다. 분말 XRD 결과, 특징적인 $AlPO_4$-계 물질의 패턴을 얻었으며, 물질의 형태는 SEM으로 조사하였고, 작용기는 FT-IR 분석으로 확인하였다. 증류수에 분산시킨 고체의 표면 전위 측정 결과, $AlPO_4-NH_2$는 양의 표면 전하를 갖는 반면, $AlPO_4$-COOH는 음의 표면 전하를 갖는 것으로 나타났다. 합성된 $AlPO_4$-계 물질을 이용하여 수용액에서 유해 중금속의 제거 실험을 수행하였다. 납 이온은 표면에 존재하는 카르복실기와 착물을 형성하며 물질에 흡착되었고, 흡착 분배계수는 91.1 mL/g이었다. 결론적으로 본 연구에서 고찰한 $AlPO_4$-계 물질은 수환경에서 유해 중금속 이온의 제거에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수산과학회지
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• 제31권2호
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• pp.149-159
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• 1998

매년 막대한 양이 폐기되어져 환경오염 문제를 유발시키는 굴껍질에 다량 함유되어 있는 칼슘 성분을 체내 칼슘 공급원으로 이용하기 위하여 굴껍질을 $1200^{\circ}C$로 소성 가공시켜 $98.6\%$의 수율로 산화칼슘을 만들었고, 이로부터 $CaCl_2$과 $CaHPO_4$ 등과 같은 칼슘화합물을 제조하였다. 여러 가지 효소로 가수분해시켜 얻은 어피 젤라틴 유래 펩티드를 굴껍질 유래 칼슘화합물들에 대한 칼슘 흡수 촉진제로 사용하였는데, in vitro 실험 결과 참치 유문 수 유래 조효소인 TPCCE를 사용하여 4시간 동안 가수분해시켜 얻은 어피 젤라틴 펩티드가 가장 뛰어난 $CaHPO_4$ 침전 저지 효과를 나타내었으며, 무첨가와 비교했을 때 $70\%$의 상승 효과를 나타내었다. 이상의 결과들을 바탕으로 칼슘을 결핍시킨 수컷 흰쥐(SD-Dawley male rats)를 이용하여 in vivo에서 칼슘 흡수 촉진 실험을 실시한 결과, 칼슘 흡수 촉진제로 어피 젤라틴 펩티드가 첨가된 굴껍질 유래 칼슘화합물을 섭취시킨 군들은 대조군에 비해 유의적으로 높은 칼슘 및 회분량을 나타내었으며, $1\%$보다는 $3\%$의 펩티드를 섭취시킨 군들이 좋은 것으로 나타났다. 또한 $CaCl_2$ 섭취군 보다는 $CaHPO_4$ 섭취군들에게서 더 뛰어난 촉진 효과를 볼 수 있었다. 또한 분으로의 칼슘 배출은 대조군의 약 $50\%$이하로 나타나는 것으로 보아 소장내 불용화 칼슘의 형성에 매우 뛰어난 효과를 갖는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.237-244
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• 2015

시멘트는 건설 산업의 발전과 비례하여 눈부신 발전을 이루었다. 그러나 이산화탄소의 발생량 또한 매우 치명적이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이산화탄소의 배출이 적은 시멘트의 개발이 시급한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 시멘트의 대체제로 소성과정이 없어 에너지 손실률이 낮으며 이산화탄소의 배출량이 적은 비소성 시멘트(Non-Sintered Cement, 이하 NSC) 모르타르를 개발하고자 하였다. 산업 부산물인 고로슬래그 미분말(Granulated ground Blast Furnace Slag, 이하 GBFS)에 이를 활성화시키기 위한 자극제를 배합하였다. 그리고 GBFS와 자극제의 배합비율이 어떠한 양생조건에서 우수한 지를 알아보기 위해 각각의 양생조건에 따른 휨 및 압축강도, 그에 따른 수화 반응 생성물과 메커니즘을 알아보기 위해 SEM, XRD 실험을 진행하였고, 또한 화학저항성, pH측정, 염화물 이온 침투 저항성 및 탄산화 촉진실험을 실시하여 내구성을 알아보았다. 실험 결과 보통 포틀랜드 시멘트와 비교하여 전체적으로 우수한 특성과 내구성을 보여주었고, 콘크리트 2차 제품으로 개발하여 경제성 향상, 친환경적인 제품 생산, 환경문제 및 에너지 절약에 큰 이바지를 할 것으로 기대된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권5호
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• pp.306-314
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• 2006

가동 중인 설비 및 대형 구조물은 장시간 사용, 고온 환경 및 반복되는 하중 등의 영향으로 설비재료의 교체 및 유지 보수가 요구된다. 이때 설비의 기계적 특성을 평가하는 것은 필수 불가결한 요소 이지만 대부분의 물성평가방법이 파괴적이기 때문에 가동 중인 설비에 직접 적용하는 것은 상당한 어려움이 따른다. 그러나 계장화 압입시험법은 다양한 기계적인 특성을 비파괴적으로 측정하는 최신기술로서 재료에 하중 인가 및 제거 과정 중 하중과 변위를 연속적으로 측정하여 획득된 압입하중-변위곡선의 분석을 통해 유동물성, 잔류응력, 파괴인성 등의 기계적 특성을 평가 할 수 있다. 본 연구에서는 계장화 압입시험을 이용하여 철강재료 및 용접부 유동물성과 잔류응력을 정량적으로 평가하였다. 계장화 압입시험 시 발생하는 압입자 하부의 응력 상태를 고려하여 유동응력과 변형률을 정의하고, 이를 최적화된 응력-변형률 구성방정식을 통해 유동곡선 및 항복강도, 인장강도 등의 유동물성을 평가 하였다. 계장화 압입시험을 이용하여 잔류응력을 측정하기 위해 소성변형과 직접 관련된 편차 응력 성분만으로 압입변형과 잔류응력 간의 상호작용을 분석하여 잔류응력 모델을 정의하였다. 측정된 유동물성은 일축인장시험의 결과를 통해 그 정확성을 검증하였고, 잔류응력은 홀-드릴링, 절단법 및 ED-XRD 시험과 비교하여 그 모델을 검증하였다.