• Composites Research
• /
• 제36권5호
• /
• pp.310-314
• /
• 2023

VaRTM(Vacuum assisted resin transfer molding)과 VAP(Vacuum assisted process) 공정은 RTM(Resin transfer modling) 공정의 한 종류로서, 대형구조물을 저가에 제작할 수 있는 대표적인 탈 오토클레이브(OOA, Out of Autoclave) 공정이다. 본 논문에서는 VaRTM과 VAP 공정을 상호 비교하기 위하여 수지 충진시험을 진행하였으며, 충진과정과 치수 안정성 등을 상호 비교하였다. 또한, 충진과정을 모사할 수 있는 해석기법을 개발하였으며, 유전센서를 사용하여 수지의 유동선단을 검출하여 이를 해석결과와 상호 비교하였다. 수지 충진시험 결과, 복합재 평판의 총 충진시간은 VAP공정은 48분, VaRTM 공정은 145분으로 측정되어, VAP 공정에 의한 충진시간이 VaRTM 대비 약 67% 단축되었으며, VAP공정이 VaRTM 공정에 비해 복합재 평판의 두께조절능력과 균일도가 우수함을 확인하였다.

• Composites Research
• /
• 제36권2호
• /
• pp.132-139
• /
• 2023

추진제 탱크의 경량화를 위해 비강도가 우수한 탄소섬유 강화 복합재를 이용하여 라이너 없이 복합재 추진제 탱크를 제작하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 MEOP 1.7 MPa의 내압을 지탱할 수 있는 직경 800 mm의 복합재 추진제 탱크 축소형 시제를 설계하였고, 보스 또한 동일한 복합소재로 제작하여 무게를 줄였다. 라이너 없이 탱크를 제작하기 위해 분리형 맨드릴을 이용하였고, 맨드릴의 무게도 줄이고 경화 과정에서 맨드릴의 팽창을 줄여 치수안정성을 도모하기 위해 복합재로 맨드릴을 제작하였다. 맨드릴 상에 탄소섬유 직물 소재를 핸드레이업 공정으로 적층한 후 오토클레이브 경화 과정을 거쳐 시제품을 제작하였다. 시제품 제작 후, 상온 보증압 시험과 헬륨 기밀 시험, 그리고 상온 반복 내압 시험과 파열 시험을 수행하여 내압 강도 및 기밀 성능 요건을 충분히 만족함을 확인하였고 파열압에 대한 안전여유가 충분함을 확인하였다. 본 연구 결과를 발사체 연료탱크 개발에 적용함으로써 발사체 전체 경량화에 기여할 수 있고, 향후 극저온 성능까지 검증한다면 극저온 산화제탱크 제작에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제20권5호
• /
• pp.543-548
• /
• 2008

프리캐스트 제품은 소요의 강도를 단기간에 얻기 위하여 일반적으로 상압 증기양생을 실시하며, 칼슘-실리케이트의 수열합성반응을 이용할 경우 1차 양생 이후에 오토클레이브 양생이라는 2차 양생도 실시하고 있다. 여기에서 제품의 강도발현에 커다란 영향을 미치는 양생 방법의 경우, 2차 양생 방법에 대한 연구는 각종 연구로 부터 수열반응에 적합한 조건이 구명되는 등 많은 연구가 수행되었으나, 1차 양생 방법에 대한 검토는 아직 미비한 실정이며 생산업체별로 양생 방식을 달리하여 제품을 생산하고 있어 제품의 소요강도 획득에 문제점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 수열합성 경화체에 있어서 보다 높은 강도를 얻기 위한 1차 양생 방법에 대한 자료를 얻고자 실험적 연구를 수행하였다. 즉 수열합성 경화체에 있어서 1차 양생 방법을 건식과 건/습식 그리고 습식으로 실시한 후에 각각의 시험체에 대하여 수화특성을 알아보기 위하여 SEM, XRD, DT-TGA 및 porosimeter 시험을 실시하였으며, 강도 특성을 알아보기 위하여 압축강도 시험을 실시하였다. 측정 결과, 1차, 2차 양생 후 각 양생조건에 따른 시험체의 압축강도는 건/습식 양생조건이 강도발현에 유리한 것으로 나타났으며, 그 차이는 크지 않은 것을 알 수 있었다. 수화도 분석을 위한 SEM, XRD 및 DT-TGA의 측정 결과, 건/습식 양생조건의 경우가 건식과 습식 양생조건에 비해 가장 많이 수화가 진행된 것을 알 수 있었고, porosimeter의 측정 결과에 있어서도 건/습식 양생조건이 강도특성에 유리한 공극특성을 갖는 것으로 나타났다.

• Composites Research
• /
• 제28권4호
• /
• pp.212-218
• /
• 2015

본 연구에서는 AFP 장비를 이용하여 대형 복합재 스파 구조를 제작하고, 스파 구조에서 가장 취약한 부분인 코너부(Corner radius)에 대한 굽힘강도 시험과 해석을 수행하였다. 국내에서 AFP를 이용한 제품 제작기술이 보편화되지 않은 초기단계임을 고려하여, 복합재 스파 제작을 위한 맨드릴 설계 및 해석에서 구조 검증시험에 이르기까지의 전 과정을 요약, 정리하였다. 맨드릴 설계에서는 자중과 장비 하중에 의한 처짐, 응력, 열변형, 고유진동수 등을 고려하였다. 대상 시제품은 대형 C-스파이고 AFP로 제작한 후 오토클레이브에서 성형하였다. 제품의 성능 확인을 위해 스파 코너부에서 시편을 채취하여 4점 굽힘시험과 비선형 강도해석을 수행하여 제작된 구조물이 이론적 구조강도에 근접하는 강도를 보이는지 점검하였다. 연구결과, 제안된 공정을 사용하여 제작한 대형 C-스파의 코너부는 최초층 파손이론을 사용한 이론적 강도대비 20% 이내의 차이를 보이는 것을 확인하였고, 향후 양산용 대형 복합재 구조물 제작에 적용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권2호
• /
• pp.78-86
• /
• 2017

본 논문은 전기로 산화슬래그 골재의 체적안정성 평가를 위해 전기로 산화슬래그 골재의 물리적 화학적 특성을 검토하고, 전기로 산화슬래그 골재의 체적안정성 실험을 진행하였다. 체적안정성을 검토하기 위하여 물리적 화학적 방법을 고안하여 실험을 진행하였다. 물리적 방법으로는 오토클레이브의 고온 고압을 이용하여 전기로 산화슬래그 골재의 체가름 변화를 확인하는 방법과 모르타르바를 제작하여 길이변화율에 따른 체적팽창성을 확인하였다. 화학적 방법으로는 Ethylene glycol 시험법을 이용하여 전기로 산화슬래그 골재의 free CaO 함량을 정량 평가하였다. 전기로 산화슬래그 골재의 free CaO 정량 평가 결과 0.5% 이하의 함량으로 나타났으며, 화학 분석 결과 KS F 4571의 CaO 40%이하로 확인 되었다. 전기로 산화슬래그의 free CaO가 소량 함유됨에 따라 건설재료로서의 가능성을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.117-124
• /
• 2003

최근 강모래의 고갈로 인하여 해사의 사용이 증대되고 있는 실정에 있다. 그러나 해사는 철저하게 제염처리 하여 사용하지 않으면 철근 콘크리트 구조물의 철근에 막대한 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 제염처리하지 않은 해사를 시멘트 콘크리트에 직접 사용하여도 철근의 부식을 억제할 수 있는 방청재료를 개발하기 위한 연구의 일환으로서, 기존의 에폭시 철근과 비교하여 경제적이고 방식 성능면에서 우수한 재료로서 폴리머 시멘트 슬러리를 이용하고자 하였다. 각종 폴리머를 사용하고 여러 가지 부식촉진 실험을 통하여 도장하지 않은 철근과 도장한 철근과의 성능을 비교평가하였다. 연구결과, 폴리머 시멘트 슬러리로 도장한 철근은 도장하지 않은 철근에 비해 염화나트륨 수용액에 대한 침지 및 분무시험과 시멘트 콘크리트 속에서의 부식에 관한 실험에 있어서도 매우 우수한 방식성능을 발휘하였다. 다양한 부식촉진 실험결과, 철근의 부식은 염분, 중성화 및 촉진양생에 의해 크게 영향을 받으며, 복합적인 인자가 작용될 때, 더욱더 심한 부식이 발생하였다. 이러한 부식을 폴리머 시멘트 슬러리에 의한 도장으로 억제할 수 있는데, 폴리머 시멘트 슬러리의 매트릭스에 존재하는 폴리머 필림의 연속된 막에 의해 염화물 이온의 침투가 차단되었기 때문이며, 폴리머 시멘트 슬러리의 완벽한 방식효과는 도장두께로 조절할 수 있을 것이다.

• Composites Research
• /
• 제33권5호
• /
• pp.296-301
• /
• 2020

적층복합재는 면내 방향의 물성은 우수하지만 두께 방향의 물성이 취약하여 굽힘, 비틀림하중이 가해질 때 층간 분리(Delamination) 현상이 쉽게 나타난다. 층간 분리 현상을 지연하는 복합재의 두께 방향 물성 보강법으로는 Z-pinning, Stitching, Tufting 등이 있으며, 대표적으로 Z-pinning과 Stitching 공법을 많이 사용한다. Z-pinning 공법은 prepreg의 두께 방향으로 금속 핀이나 카본 핀을 적용하여 보강하는 공법이고, Stitching 공법은 프리폼에 상부 및 하부 섬유를 교차시켜 두께방향으로 기계적 강도를 향상시키는 방법이다. 본 논문에서는 Z-pinning과 Stitching 공법의 단점을 보완 및 개선한 I-fiber stitching 공법을 제안하였으며, 본 공법이 적용된 복합재 Single-lap joint의 정적 강도를 평가하였다. Single-lap joint 시편은 오토클레이브 진공백 공정을 사용하여 동시경화법으로 제작하였다. 복합재 시편 두께는 고정하였으며, Stitching 패턴(5×5, 7×7)과 삽입 각도(0°, 45°)를 변화시켜가며 총 5 종류의 시편을 제작하였다. 시험 결과, I-fiber stitching 공법을 적용한 시편의 파손하중은 보강하지 않은 시편의 파손하중 대비 최대 143% 증가하였다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제24권2호
• /
• pp.13-22
• /
• 2015

건설 분야 중 건설 재료와 건자재 산업에서 발생하는 $CO_2$는 약 6,700만톤으로 건설 분야에서 발생하는 $CO_2$의 약 30%를 점유하고 있다. 건설 분야에서 $CO_2$ 저감은 건자재 산업에서 $CO_2$를 발생시키는 2차, 3차 양생을 줄여 소비되는 화석연료 사용과 배출 가스 저감의 조절이 필수적이다. 따라서 본 연구는 저에너지양생용 혼합재(Low energy curing Admixture 이하 LA)를 압출성형패널에 적용한 후 그 혼입량, 섬유종류, 섬유 혼입율에 따른 물리적 특성을 관찰하였다. 섬유종류가 강도에 영향을 나타내는 주요한 인자는 아닌 것으로 나타났으며, LA 혼입율과 섬유 혼입량은 강도에 영향을 주는 주요한 인자인 것으로 나타났다. 특히 LA 혼입율 dl 40% 일 때 가장 높은 강도발현을 나타냈으며, 50% 인 시험체의 경우 강도가 하락하는 결과를 나타냈다, 또한 섬유 혼입율은 휨강도에 크게 영향을 주었으며 혼입율이 증가할수록 휨강도는 증가하는 것으로 나타났다.