• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.151-159
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• 2006

강섬유보강 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 휨성능이 월등히 우수하지만, 아직까지 국내에는 이에 대한 명확한 배합설계 지침이 확립되어 있지 않은 상황이다. 또한, 강섬유를 2종이상 동시에 혼입하여 사용하는 하이브리드 섬유보강 콘크리트에 대해서는 최근에 들어서야 그 연구가 시작되었으며, 이에 대해서도 배합에 대한 구체적인 지침이 확립되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 새로운 최적화 기법인 화음탐색법을 이용하여 강섬유 및 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 최적배합 프로그램을 개발하였으며, 검증 실험을 수행하여 프로그램의 신뢰도를 높였다. 이는 현장 시험 배합횟수의 감소 및 배합설계의 편의성 향상 등에 도움이 될 것으로 기대된다. 또한, 실험 결과 동일한 강섬유 혼입률이라 하더라도, 하이브리드 섬유보강 콘크리트가 일반 강섬유보강 콘크리트보다 휨강도 및 휨인성 모두 우수한 것으로 나타났으며 이를 프로그램 상에 추가 반영하였다. 이는 세계적으로도 아직 연구 초기 단계에 있는 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 휨 특성을 파악하는데에도 향후 연구의 발판이 될 것으로 생각되며, 지속적인 실험 및 연구로 보완이 된다면 보다 더 정밀도를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.763-771
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• 2007

철근부식은 철근콘크리트 구조물의 내구수명을 현저히 저하시키며, 유지보수 비용의 증가를 가져온다. 이와 같은 문제의 해결을 위해 피복두께의 증가, 고성능콘크리트의 사용, 에폭시 코팅 철근의 사용 등이 연구되었으나 완전한 해결책은 되지 못하고 있다. 최근 철근부식 문제를 근본적으로 해결하기 위한 새로운 대안으로 대두되고 있는 것이 FRP (fiber reinforced polymer) 복합재료를 이용한 철근대체제의 사용이다. 그러나 취성적 거동과 낮은 탄성계수로 인하여 철근콘크리트와는 다른 거동을 보이며 이에 대한 많은 연구가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 FRP 보강근을 사용한 일방향 슬래브의 구조 실험을 통하여 철근콘크리트 슬래브와 거동 특성을 비교하였다. 균열 및 파괴모드, 처짐, 연성 등의 평가를 통하여 철근 대체제로서의 가능성을 평가하였으며, 해외의 제안식들을 사용하여 처짐 및 균열예측에 대한 식의 적정성을 평가하였다.

• 전기학회논문지
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• 제56권9호
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• pp.1602-1608
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• 2007

The composites were fabricated, respectively, using 61[vol.%] SiC-39[vol.%] $TiB_2$ and using 61[vol.%] SiC-39[vol.%] $ZrB_2$ powders with the liquid forming additives of 12[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ by hot pressing annealing at $1650[^{\circ}C]$ for 4 hours. Reactions between SiC and transition metal $TiB_2$, $ZrB_2$ were not observed in this microstructure. The result of phase analysis of composites by XRD revealed SiC(6H, 3C), $TiB_2$, $ZrB_2$ and $YAG(Al_5Y_3O_{12})$ crystal phase on the Liquid-Phase-Sintered(LPS) $SiC-TiB_2$, and $SiC-ZrB_2$ composite. $\beta\rightarrow\alpha-SiC$ phase transformation was occurred on the $SiC-TiB_2$ and $SiC-ZrB_2$ composite. The relative density, the flexural strength and Young's modulus showed the highest value of 98.57[%], 249.42[MPa] and 91.64[GPa] in $SiC-ZrB_2$ composite at room temperature respectively. The electrical resistivity showed the lowest value of $7.96{\times}10^{-4}[\Omega{\cdot}cm]$ for $SiC-ZrB_2$ composite at $25[^{\circ}C]$. The electrical resistivity of the $SiC-TiB_2$ and $SiC-ZrB_2$ composite was all positive temperature coefficient resistance (PTCR) in the temperature ranges from $25[^{\circ}C]$ to $700[^{\circ}C]$. The resistance temperature coefficient of composite showed the lowest value of $1.319\times10^{-3}/[^{\circ}C]$ for $SiC-ZrB_2$ composite in the temperature ranges from $100[^{\circ}C]$ to $300[^{\circ}C]$ Compositional design and optimization of processing parameters are key factors for controlling and improving the properties of SiC-based electroconductive ceramic composites.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.411-418
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• 2015

본 연구는 섬유혼입률 및 패널 두께가 구형비상체 충격에 의한 강섬유보강 콘크리트(SFRC) 패널의 손상특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시되었다. 실험체는 $200{\times}200mm$의 각형 패널로 계획하였으며, 두께는 30 및 50 mm로 설정하였다. 비상체는 직경 20 mm의 강재이며, 속도는 350 m/s로 실험을 실시하였다. 또한 본 연구에서는 SFRC의 역학적 특성과 내충격 성능의 상호관계를 평가하였다. SFRC의 역학적특성은 압축강도, 파괴계수 및 재료의 인성을 평가하였다. 비상체 충격에 의한 패널의 전면손실률은 압축인성이 증가함에 따라 감소하였고, 파괴계수 및 휨인성이 향상됨에 따라 배면손실률이 감소하는 것으로 나타났다. 강섬유보강 콘크리트의 동적특성 평가를 위하여, 상용 프로그램인 ABAQUS/Explicit를 사용하여 유한요소해석을 실시하였다. 해석결과 파괴양상이 유사한 경우 전면 및 배면손실률을 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권1호
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• pp.62-68
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• 2005

질화상압동시소결(NPS) 공정에 의해 제조된 기공율이 다른 질화규소 소결체에 대해 $1300^{circ}C$ 순산소 가스분위기에서 산화거동을 조사하였다. 질화규소 세라믹스 표면에 형성된 산화층의 두께는 산화 시간과 온도에 따라 증가되었으며, $1300^{circ}C$에서 100시간 산화시킨 5A5Y5Si와 5A5Y10Si 시편의 산화층 두께는 각각 10$\mu$m와 20$\mu$m이었다. 5A5YSi와 5A5Y10Si 시편의 산화는 각각 215kJ/mol과 104kJ/mol의 활성화 에너지를 갖고 포물선적 거동을 나타내었다. $1300^{circ}C$에서 500시간 산화시킨 후, 5A5Y5Si 시편에 대해 꺾임 강도를 측정한 결과, 초기의 약 500MPa값을 유지하고 있었으며, 반면 5A5Y10Si의 경우에는 초기의 값에서 약 100MPa의 강도저하를 나타내고 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.282-289
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• 2017

압축강도 160MPa와 길이 15.4m를 가진 초고강도 섬유보강 분절 박스거더에 대한 휨거동 실험을 수행하였다. 실험 변수로는 PS강재의 면적, 강섬유 혼입률과 복부와 상부 플랜지의 종방향 철근이다. 하부플랜지의 두 개 텐던에 16개, 12개, 7개씩을 배치하고, 강섬유 혼입률은 2.0%, 1.5%, 1%를 사용하였다. 하부에 32개의 강연선을 배근한 박스거더는 과보강 강재 거동을 보였으며, 24개의 강연선을 배근한 거더는 강연선 32개를 설치한 거더와 비슷한 최대하중을 보이면서 처짐이 많은 저보강 강재 거동을 보였다. 강연선을 14개 설치한 박스거더는 24개 설치한 거더 내하력의 1/2정도 최대하중을 보이며, 연성거동을 보이고 있다. 설계기준의 강재지수에 따른 보 파괴거동의 분류에 대한 식의 유효성을 검토한 결과 지수 판별식은 초고강도 박스거더의 거동을 정확하게 반영하지 못하고 있으며, 박스거더의 기하학적 형태를 세부적으로 고려하고, 강재의 변형률 0.005에 해당하는 기준값을 새로 산정해야할 것으로 판단된다.

• 전기학회논문지
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• 제58권4호
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• pp.770-776
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• 2009

The composites were fabricated by adding 0, 15, 30, 45[vol.%] $ZrB_2$ powders as a second phase to SiC matrix. The physical, mechanical and electrical properties of electroconductive SiC ceramic composites by spark plasma sintering(SPS) were investigated. Reactions between ${\beta}$-SiC and $ZrB_2$ were not observed in the XRD and the phase analysis of the electroconductive SiC ceramic composites. The relative density of mono ${\beta}$-SiC, ${\beta}$-SiC+15[vol.%]$ZrB_2$, ${\beta}$-SiC+30[vol.%]$ZrB_2$ and ${\beta}$-SiC+45[vol.%]$ZrB_2$ composites are respectively 99.24[%], 87.53[%], 96.41[%] and 98.11[%] Phase analysis of the electroconductive SiC ceramic composites by XRD revealed mostly of ${\beta}$-SiC, $ZrB_2$ and weakly of $ZrO_2$ phase. The flexural strength showed the lowest of 114.44[MPa] for ${\beta}$-SiC+15[vol.%]$ZrB_2$ powders and showed the highest of 210.75[MPa] for composite no added with $ZrB_2$ powders at room temperature. The trend of the mechanical properties of the electroconductive SiC ceramic composites is accorded with the trend of the relative density. The electrical resistivity of the electroconductive SiC ceramic composites decreased with increased $ZrB_2$ contents. The electrical resistivity of mono ${\beta}$-SiC, ${\beta}$-SiC+15[vol.%]$ZrB_2$, ${\beta}$-SiC+30[vol.%]$ZrB_2$ and ${\beta}$-SiC+45[vol.%]$ZrB_2$ composites are respectively $4.57{\times}10^{-1},\;2.13{\times}10^{-1},\;2.68{\times}10^{-2}\;and\;1.99{\times}10^{-2}[{\Omega}{\cdot}cm]$ at room temperature. The electrical resistivity of mono ${\beta}$-SiC and ${\beta}$-SiC+15[vol.%]$ZrB_2$ are negative temperature coefficient resistance(NTCR) in temperature ranges from $25[^{\circ}C]\;to\; 100[^{\circ}C]$. The electrical resistivity of ${\beta}$-SiC+30[vol.%]$ZrB_2$ and ${\beta}$-SiC+45[vol.%]ZrB_2$ are positive temperature coefficient resistance(PTCR) in temperature ranges from $25[^{\circ}C]\;to\;100[^{\circ}C]$. It is convinced that ${\beta}$-SiC+30[vol.%]$ZrB_2$ composites by SPS for heater or ignitors can be applied.

• 전기학회논문지
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• 제57권11호
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• pp.2015-2022
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• 2008

The effect of content of $Al_2O_3+Y_2O_3$ sintering additives on the densification behavior, mechanical and electrical properties of the pressureless-sintered $SiC-ZrB_2$ electroconductive ceramic composites was investigated. The $SiC-ZrB_2$ electroconductive ceramic composites were pressurless-sintered for 2 hours at 1,700[$^{\circ}C$] temperatures with an addition of $Al_2O_3+Y_2O_3$(6 : 4 mixture of $Al_2O_3$ and $Y_2O_3$) as a sintering aid in the range of $8\;{\sim}\;20$[wt%]. Phase analysis of $SiC-ZrB_2$ composites by XRD revealed mostly of $\alpha$-SiC(6H), $ZrB_2$ and In Situ YAG($Al_5Y_3O_{12}$). The relative density, flexural strength, Young's modulus and vicker's hardness showed the highest value of 89.02[%], 81.58[MPa], 31.44[GPa] and 1.34[GPa] for $SiC-ZrB_2$ composites added with 16[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives at room temperature respectively. Abnormal grain growth takes place during phase transformation from $\beta$-SiC into $\alpha$-SiC was correlated with In Situ YAG phase by reaction between $Al_2O_3$ and $Y_2O_3$ additive during sintering. The electrical resistivity showed the lowest value of $3.l4{\times}10^{-2}{\Omega}{\cdot}cm$ for $SiC-ZrB_2$ composite added with 16[wt%] $Al_2O_3+Y_2O_3$ additives at 700[$^{\circ}C$]. The electrical resistivity of the $SiC-TiB_2$ and $SiC-ZrB_2$ composite was all negative temperature coefficient resistance (NTCR) in the temperature ranges from room temperature to 700[$^{\circ}C$]. Compositional design and optimization of processing parameters are key factors for controlling and improving the properties of SiC-based electroconductive ceramic composites.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제8권6호
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• pp.1474-1480
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• 2013

Silicon carbide (SiC)-zirconium diboride ($ZrB_2$) composites were prepared by subjecting a 60:40 vol% mixture of ${\beta}$-SiC powder and $ZrB_2$ matrix to spark plasma sintering (SPS) in 15 $mm{\Phi}$ and 20 $mm{\Phi}$ molds. The 15 $mm{\Phi}$ and 20 $mm{\Phi}$ compacts were sintered for 60 sec at $1500^{\circ}C$ under a uniaxial pressure of 50 MPa and argon atmosphere. Similar composites were simulated using $Flux^{(R)}$ 3D computer simulation software. The current and power densities of the specimen sections of the simulated SiC-$ZrB_2$ composites were higher than those of the mold sections of the 15 $mm{\Phi}$ and 20 $mm{\Phi}$ mold simulated specimens. Toward the centers of the specimen sections, the current densities in the simulated SiC-$ZrB_2$ composites increased. The power density patterns of the specimen sections of the simulated SiC-$ZrB_2$ composites were nearly identical to their current density patterns. The current densities of the 15 $mm{\Phi}$ mold of the simulated SiC-$ZrB_2$ composites were higher than those of the 20 $mm{\Phi}$ mold in the center of the specimen section. The volume electrical resistivity of the simulated SiC-$ZrB_2$ composite was about 7.72 times lower than those of the graphite mold and the punch section. The power density, 1.4604 $GW/m^3$, of the 15 $mm{\Phi}$ mold of the simulated SiC-$ZrB_2$ composite was higher than that of the 20 $mm{\Phi}$ mold, 1.3832 $GW/m^3$. The $ZrB_2$ distributions in the 20 $mm{\Phi}$ mold in the sintered SiC-$ZrB_2$ composites were more uniform than those of the 15 $mm{\Phi}$ mold on the basis of energy-dispersive spectroscopy (EDS) mapping. The volume electrical resistivity of the 20 $mm{\Phi}$ mold of the sintered SiC-$ZrB_2$ composite, $6.17{\times}10^{-4}{\Omega}cm$, was lower than that of the 15 $mm{\Phi}$ mold, $9.37{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$, at room temperature.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.551-565
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• 2017

차수용 박층 멤브레인은 폴리머를 주요 구성성분으로 하는 재료로서 높은 부착성능과 시공성을 특징으로 하는 방수 재료이다. 차수용 박층 멤브레인은 일반적으로 콘크리트 또는 숏크리트 라이닝과 일체화되어 복합 구조체 형태로 방수 기능을 발현하는 재료이다. 본 연구에서는 지하구조물의 대표적인 구조물인 터널에서 차수용 박층 멤브레인 타설이 가능한 콘크리트 라이닝 재료에 차수용 박층 멤브레인을 적용할 경우 콘크리트 라이닝의 거동 변화를 수치해석적 방법으로 검토하였다. 콘크리트 라이닝의 거동은 3점 휨 시험을 수행하는 것으로 가정하고 이때 발생한 하중-변위 관계를 통해 콘크리트 라이닝의 최대 휨 하중 변화와 항복 이후 변화를 검토하는 방법으로 연구를 수행하였다. 해석결과, 콘크리트 라이닝에 차수용 박층 멤브레인 시공을 통해 고려할만한 보강효과를 확인하였다.