• 방사성폐기물학회지
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• 제18권1호
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• pp.103-111
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• 2020

콘크리트 구조물 절단에 사용되고 있는 다이아몬드 와이어 쏘가 장착된 당김형 절단 장치의 단점을 개선하여 밀기형 절단장치를 개발하였다. 개발된 밀기형 절단장치에는 먼지 집진 커버가 부착되며 마찰열을 냉각하기 위한 건식이나 습식방법을 선택할 수 있다. 개발된 절단장치의 동작특성과 집진 먼지의 누설률 측정을 실험하였다. 시험결과 원활한 동작특성을 보였으며, 먼지의 누설률은 1.7%인 것으로 나타났다. 개발된 절단장비를 사용하여 생물학적 차폐 콘크리트 절단 시 작업자의 내부 피폭선량을 평가하였다. 보수적 평가를 위해 노심 중심부분을 절단하는 경우를 가정하였다. 비방사능이 99.5 Bq·g^-1인 누설 먼지로 인해 반면마스크를 착용한 작업자의 예탁유효선량은 0.25 mSv로 평가되었다. 개발된 밀기형 절단장비 사용 시 미량의 먼지 누설률로 인해 작업자의 방사선 피폭이 저감되며, 사용의 편리성으로 세부 절단 계획을 수립할 수 있어 방사성 콘크리트 폐기물 감량에도 기여할 수 있다. 따라서 원전의 방사화된 생물학적 차폐 콘크리트를 비롯하여 철근 콘크리트 구조물 해체 작업 시 절단 장비로서 사용될 수 있을 것이다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권3호
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• pp.259-266
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• 2018

최근, 건설현장에서는 콘크리트의 거푸집 해체 및 존치기간을 단축하기 위해서는 5MPa의 강도발현이 조기실현 되어야 한다. 한편, 국내의 온도분포를 분석하면 춘/추절기 및 동절기(급열양생 조건)의 경우 양생 온도가 $10^{\circ}C$ 안팎으로 형성되어 콘크리트의 양생에는 매우 열악한 조건이라고 할 수 있으며, 전체 공기에 미치는 영향이 매우 크므로 이를 고려한 콘크리트 품질관리 기술의 요구가 증대되고 있는 현실이다. 이에 콘크리트의 5MPa의 조기강도 발현을 위하여 배합측면에서 W/B의 저하, 단위 시멘트량의 증가 또는 시멘트 분말도의 증가, 고성능 감수제의 사용 등을 고려한 방법들이 주로 검토되고 있으나, 지역적 공급제한, 경제성 등에 의한 실용화가 일부 제한적으로 실시되고 있다. 본 연구에서는 실제 현장의 골조공사에 주로 활용되고 있는 설계기준강도 21~27MPa 범위의 콘크리트를 대상으로 $10^{\circ}C$ 온도조건의 범위에서 단위 시멘트량, 혼화제의 변경에 따른 물성, 강도발현 등을 검토함으로서 거푸집 탈형시기를 분석해보고자 하였다. 실험결과, 일반형 혼화제를 사용한 상태에서 단위 시멘트량 $360kg/m^3$까지 증가하여도 36시간까지 5MPa를 확보할 수 없는 것으로 나타났으며, 결합재 치환을 실시하는 경우에는 48시간에도 5MPa 확보가 어려운 것으로 확인되었다. 또한, 혼화제의 종류에 따라서는 조강형 PC를 사용하는 경우 강도개선율이 우수한 것으로 확인되었으며, 적산온도 평가 결과 5 MPa 발현시기가 30시간으로 추정되었다. 따라서 현장의 배합설계 있어서는 단위시멘트량은 $330kg/m^3$를 기준으로 조강 혼화제의 사용 또는 조강제의 개선에 따른 검토가 이루어져야 할 것으로 판단되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권1호
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• pp.33-40
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• 2006

한국원자력연구소 내의 연구용 원자로(TRIGA II, III) 해체 시 발생한 방사성 알루미늄 해체 폐기물의 감용 및 제염 특성을 평가하기 위해 아크로에서 알루미늄의 용융 특성 및 방사성 핵종의 분배 특성에 대한 연구를 수행하였다. 알루미늄 폐기물은 흑연전극(graphite electrode)을 이용한 전기아크로에서 4가지 종류의 플럭스$(A:NaCl-KCl-Na_3AlF_6,\;B:NaCl-NaF-KF,\;C:CaF_2,\;D:LiF-KCl-BaCl_2)$를 함께 첨가하여 용융시켰다. 또한 알루미늄의 용융 시 방사성 핵종의 분배 특성을 고찰하기 위해 알루미늄 시편에 방사성 모의 핵종인 코발트, 세슘, 스트론튬의 화합물을 오염시킨 후 혹연도가니에 넣어 알루미늄 용융실험을 수행하였다. 전기아크로에서 알루미늄의 용융실험을 수행한 결과 플럭스의 종류에 따라 다소 차이는 있으나 플럭스의 첨가에 의해 알루미늄 용융체의 유동성이 증가됨을 확인할 수 있었다. 아크 용융에 의해 생성된 슬래그의 발생량은 플럭스 A와 B를 첨가한 알루미늄 용융실험에 비해 플럭스 C와 D를 첨가한 실험에서 상대적으로 많은 양이 생성됨을 알 수 있었으며, 첨가된 플럭스의 양이 증가할수록 이에 비례하여 슬래그의 발생량이 증가함을 알 수 있었다. 슬래그(slag)의 XRD 분석을 통해 방사성 핵종이 주괴에서 슬래그 상으로 이동한 후 슬래그를 구성하고 있는 산화알루미늄과 결합하여 안정한 화합물로 슬래그 상에 포집됨을 알 수 있었다. 알루미늄 폐기물의 용융시 Co의 분배율은 플럭스를 첨가한 경우에 보다 높은 제염계수를 나타냈으며, 모든 플럭스에서 40% 이상의 제염 효과를 나타내었다. 반면에 휘발성 핵종인 Cs과 Sr은 주괴로부터 98% 이상이 제거되어 대부분이 슬래그상과 분진으로 이동되는 특성을 확인할 수 있었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.813-823
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• 2020

연구목적: 원자로 내부 시설물 해체 등의 고위험 시설이나 고비용 작업에 앞서 시뮬레이션을 통한 작업의 안정성과 생산성을 최대화하기 위해 실제 제어 장비의 제원을 시뮬레이션 상에 모사하고 이를 통해 정밀 제어될 수 있는 디지털 트윈 기술을 이용하고자 한다. 디지털 트윈 기술을 적용함에 정밀 제어 장비와 시뮬레이션의 시간적 격차로 인해 발생할 수 있는 동작 제어 오차는 위험 시설물과 제어 장비 간의 충돌 등과 같은 위험 요소들을 발생시킬 수 있다. 이러한 상황을 제거하고 통제하기 위해서는 사전 연구가 필요하다. 연구방법: 현재 시뮬레이션을 개발함에 가장 대중적으로 사용되는 엔진으로는 Unity 3D가 있다. 하지만 Unity 3D 엔진 내부의 시간 보정으로 인해 발생할 수 있는 제어 오차가 존재한다. 그 오차는 여러 환경에 예상되고 그 오차는 시스템 사양 등의 개발 환경에 따라 다를 수 있다. 이를 입증하기 위해 Unity 3D 엔진을 이용하여 충돌 시뮬레이션 개발하고 이를 통해 다양한 조건의 충돌실험을 진행하고 그에 따른 결과를 정리하고 분석하여 이를 토대로 정밀 제어 장비의 허용 오차를 도출한다. 연구결과: 충돌실험 시뮬레이션을 통한 실험에서 엔진 내부 함수호출에 1/1000초 단위의 시간 보정으로 인해 충돌체의 이동제어에 단위 시간당 거리오차가 발생하고 거리오차는 충돌체의 이동속도와 비례한다. 결론: 디지털 트윈을 이용한 원격해체 시뮬레이터는 하드웨어와 소프트웨어 환경과 수동 제어 시 정밀 제어 장치의 요구 정밀도에 따른 이동속도의 제한이 필요할 것으로 판단된다. 그리고 운용 제어 장비의 가용 및 허용 오차와 작업의 요구 속도를 시스템 개발 환경, 하드웨어 사양과 시뮬레이션에 모사된 제어 장비 및 시설물 등의 모델링 데이터의 크기도 반드시 고려한다.

• 광물과 암석
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• 제35권1호
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• pp.25-39
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• 2022

본 연구는 원자력 시설 해체 시 발생되는 저준위 및 극저준위 폐토양, 점토와 산업부산물인 고로슬래그를 이용하여 방사성 폐기물을 안전하게 담지할 수 있는 비소성 시멘트의 제조 가능성을 평가하고 광물·형태학적 분석을 통하여 생성된 반응 물질에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서는 (1) 폐토양, 점토 및 고로슬래그의 특성 분석, (2) 폐토양, 점토 및 고로슬래그를 고화재 및 성분조정제로 이용한 원전 해체 폐기물 담지를 위한 비소성 시멘트 제조 및 최적의 배합 비율 도출, (3) 제조된 비소성 시멘트 고화체의 수화반응 생성물질에 대하여 광물·형태학적 분석 등을 수행하였다. 비소성 시멘트 고화체의 광물·형태학적 분석 결과, 폐토양과 점토는 수화반응 생성물이 관측되지 않았으며, 고로슬래그의 경우 고화체의 강도를 발현시킬 수 있는 수화반응생성물질인 calcium silicate hydrate (CSH), 에트링가이트(ettringite)가 생성되는 것을 확인하였다. 폐토양, 점토를 고화재로 이용한 비소성 시멘트의 재령 28일 후 고화체는 최적의 배합 비율에서 약 3 MPa의 강도를 나타내 처분장 인수기준 압축강도인 3.44 MPa를 만족하지 못하는 것을 확인하였다. 그러나, 고로슬래그를 고화재로 이용한 비소성 시멘트는 모든 실험 조건에서 처분장 인수기준 압축강도를 만족하며, 최적의 배합 비율에서는 약 27 MPa로 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통하여 비소성 시멘트 고화재로 고로슬래그, 방사성 핵종에 대한 흡착제 역할로 폐토양 및 점토를 이용한다면 방사성 폐기물 처분을 위한 최적의 비소성 시멘트를 제조할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권11호
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• pp.71-81
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• 2020

해상 교량기초용 대형 원형강관 가설공법은 가물막이와 작업대의 역할을 함께 수행할 수 있는 공법으로 개발되었다. 본 연구의 목적은 현장실험을 통해 시공과 운용 중 대형 원형강관의 안정성을 모니터링하기 위한 무선 원격계측시스템을 검증하는 것이다. 현장실험을 위해 수심 4m의 인공 해상 지반을 조성하였으며, 직경 5m, 높이 9.5m인 대형 원형강관을 석션 관입하였다. 대형 원형강관의 근입 깊이는 5m이다. 경사계와 변형률계는 상부 모듈의 서로 다른 네 면에 설치되었으며, 강관의 운반, 시공, 해체 전 과정에 걸쳐 경사각과 응력을 모니터링하였다. 실험결과, 경사계로 측정된 경사각은 석션 관입 중 일정하게 유지되었으나 x축 방향으로 더 크게 기울어진 것으로 나타났다. 또한, 서로 다른 면에 설치되어 있어도 같은 축 방향의 경사각은 거의 같게 측정되었다. 변형률계로 측정된 응력은 석션 관입 시 증가하였고, 인발 시 감소하였다. 또한, 측정된 응력으로부터 강관에 편심이 작용하고 있음을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 경사계와 변형률계로 구축된 무선 원격계측 시스템이 대형 원형강관의 안정성 모니터링에 유용하게 활용될 수 있음을 보여준다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.5-13
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• 2008

본 연구에서는 각종 건축물의 해체 공사에서 발생하는 다량의 폐콘크리트를 이용한 재생골재의 활용방안으로 유해폐기물 고형화 방법에 있어 요구되는 재생골재의 공학적 특성을 파악하고 그 적합성을 평가하기 위하여 실험하였다. 시멘트 모르타르에 재생골재를 기존 모래와 혼합하여 재생골재 5-15%일때 28일 양생 모르타르의 강도는 1급 콘크리트 벽돌 C종의 강도기준인 $163kg/cm^2$을 모두 상회하였다. 안정성 평가를 위한 용출실험 결과 Cu, Cd, Pb, Cr, As의 경우 법적기준치 보다 낮았으나, Hg의 경우 기준치보다 용출농도가 높게 나타내었는데 이는 Hg이 단순히 물리적으로 고정되기 때문인 것으로 판단된다. 시멘트의 모르타르의 결정구조를 파악하기 위한 XRD 분석결과 $Ca(OH)_2$, ettringite, CSH 피크가 나타났으며, 양생시간이 길어짐에 따라 나타나는 비교적 안정된 수화물인 CSH의 피크가 높게 나타났다. 위의 실험 결과 재생골재 치환량 5-10%일 때 혼화재인 비산회, 하수슬러지 소각재를 첨가한 경우 유해폐기물고형화 재료로써 활용가능성이 충분하나 압축강도를 좀 더 증진시킬 수 있는 다른 혼화재 및 첨가제 등에 관한 연구가 진행된다면 효과적인 재활용 방안이 될 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제11권5호
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• pp.435-441
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• 2011

기 발표된 보고서에 따르면, 철근콘크리트 건축물을 전과정 평가 한 결과, 온실가스가 신축과 해체 등을 제외한 냉 난방 사용의 유지관리 단계에서 전체 발생량의 70 % 이상 배출한다고 보고하였다. 이는 건축물로 인한 온실가스 배출량을 줄이기 위해서는 유지관리 단계가 중요하고, 건축물의 설계단계 부터 에너지 소비를 최소화할 수 있는 유지관리 계획이 필요함을 의미한다. 따라서, 본 연구에서는 건축물의 사용단계에서 냉방에너지 소비를 줄일 수 있는 방법으로 상변화물질(Phase Change Material)인 파라핀 시트를 건축물의 개구부 또는 벽체 마감재로의 활용 가능성을 검토하였다. 온도조절이 가능한 챔버 내부에 파라핀 시트를 적용한 축열실과 적용하지 않은 일반실을 제작하고, 대류와 직사일광의 조건으로 각각 챔버 온도를 상승시켜 실험체 내부의 온도변화를 측정하였다. 실험 결과, 파라핀 시트를 적용한 모든 조건의 실험체에서 상변화 온도인 $26^{\circ}C$ 전후에서, 일반실보다 $1{\sim}3^{\circ}C$정도의 실내온도 상승을 지연시키는 것으로 나타났다. 결론적으로 외부 에너지가 상변화에 소비되어 온도변화가 없는 잠열축열재를 건축물 마감재로 활용함으로써, 여름철 실내 냉방 에너지 소비를 줄일 수 있다는 사실을 확인하였다.

• 토지주택연구
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• 제2권4호
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• pp.397-406
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• 2011

본 연구는 지속 가능한 주거환경을 구현하기 위한 실천전략의 하나로서 100년의 내구성과 가변성을 갖는 장수명 공동주택 표준모델에 실질적으로 적용할 수 있는 다양한 가변요소 시스템 개발을 주된 목적으로 한다. 연구방법으로는 장수명 공동주택 표준모델을 적용한 '실험주택'을 대상으로 개발한 각종 가변요소 시스템과 기술들을 통합하고 단계별 현장 적용성 평가, 전문가 의견조사 및 설문조사 등을 실시하였다. 본 연구는 총 3단계로 구분하여 수행하였다. 1단계에서는 고정요소인 전체 구조체와 가변요소인 건식외벽, 창호 등을 시공함과 동시에, 전용면적 $84m^2$에 가변요소 시스템을 시공하면서 현장 적용성을 평가하였다. 2단계에서는 전용면적 $50m^2$ 3세대를 대상으로 국내 최초로 수직통합형 세대(전용$50m^2$+전용$40m^2$)와 수평확장형 세대(전용$50m^2$+전용$10m^2$)를 대상으로 다양한 가변요소시스템의 현장 적용성 평가를 실시하였다. 3단계에서는 본 연구에서 개발한 건식 온돌의 현장검증을 위한 각종 성능평가 실험과 기 사용한 주택부품의 해체, 이동 및 재시공을 통한 3R 구현 정도 파악 등 실용성 제고를 위한 다양한 검증 작업도 함께 실시하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권1호
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• pp.94-104
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• 2009

본 연구는 폐바이오매스로서 활엽수(hardwood, HW)톱밥, 침엽수(softwood, SW)톱밥, 산야초류(grass) 등 3종의 발효재료를 이용, 3종의 나선형 열교환기와 1종의 평판형 열교환기를 제작하여 발효과정에서 생산되는 발효열을 가장 효율적으로 회수할 수 있는 발효열 교환장치 개발을 위하여 실시하였다. 본 연구에서는 다양한 바이오매스재료의 적절한 원료 배합을 통한 발열 및 열교환 특성을 조사하고 실제 농가에 설치 및 해체가 용이한 열교환기를 개발하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 나선형 열교환기를 사용한 발효열 실험에서 활엽수톱밥 및 침엽수 : 활엽수톱밥(50 : 50) 처리보다는 활엽수톱밥 : 산야초(90 : 10)의 발효가 약 3개월간의 긴 발열기간을 나타냈으며, 발효상을 통과한 물의 온도를 100일간 측정한 결과, 중앙부가 $64.5{\sim}76.5^{\circ}C$로 매우 높았고, 물탱크 온도는 $33{\sim}48^{\circ}C$ 범위였으며, 출구의 수온은 $33{\sim}44^{\circ}C$로서 4~5인 기준의 가정용 온수공급이 가능함이 확인되었다. 수행한 4종의 열교환기 실험 결과, 나선형 열교환기 HX-H1은 수온이 $35{\sim}36^{\circ}C$범위로서 더 이상의 온도상승이 없었고, HX-H2는 수온이 $40{\sim}45^{\circ}C$로서 실험기간 중 일정한 온도분포를 보였다. 한편 HX-H3는 최고온도 $68{\sim}70^{\circ}C$, 최저온도 $30^{\circ}C$, 평균온도 $50^{\circ}C$였고, 출구의 온수온도는 $33{\sim}44^{\circ}C$ 범위로서 45일간 공급 가능하였다. 평판형 열교환기 HX-P는 수온이 $42{\sim}58^{\circ}C$로서 3개월 이상 온수공급이 가능하였으므로 4~5인 기준의 가정용 난방 및 온수공급에 문제가 없는 것으로 확인되었다. 그러므로 평판형 열교환기 HX-P는 나선형 열교환기 HX-H에 비해 발효상 내부에 열교환용 파이프가 빈틈없이 배치되어 발효상 전면적을 통해 발효열을 최대로 회수할 수 있었으며, $42{\sim}58^{\circ}C$의 발효열을 최대 3개월정도 이용 가능하였고, 장시간 운용에도 온도가 급강하 하는 등의 문제가 발생되지 않았다. 따라서 발효열교환기는 나선형 시스템보다는 발효열의 회수 효율이 매우 높으면서도, 열교환장치의 제작, 설치, 해체가 용이한 평판형 시스템이 유리한 것으로 나타났다.