• 콘크리트학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.727-735
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• 2012

최근 국내 기술로 기존의 PS 강연선보다 인장강도가 크게 증가한 2400 MPa급 고강도 강연선이 세계 최초로 개발되었다. KS D 7002는 2011년 고강도 강연선을 반영하는 개정을 통하여 고강도 강연선의 실용화를 뒷받침하였다. 그러나 고강도 강연선의 역학적 특성과 구조물 적용시 실제 성능에 대한 논의와 검증이 아직 미비한 실정이고 고강도 강연선의 적용을 위한 설계기준의 개정 여부 역시 자세한 검토가 이루어지지 않았다. 고강도 강연선의 실용화를 위해서는 이러한 성능 검증과 설계기준 검토가 우선 수행될 필요가 있다. 이 연구에서는 휨성능 검증 실험에 앞서 단면해석을 통해 휨거동을 예측하였으며 해석 결과를 바탕으로 국내외 설계기준을 비교 검토하였다. 또한 고강도 강연선의 적용에 따른 현 설계기준의 개정 필요성을 논의하였다. 휨거동 측면에서 집중적으로 논의된 부분은 강연선의 응력 추정이었으며 이와 관련하여 강연선의 항복점 정의방법, 고강도 강연선의 장기 손실, 부재 파괴시 강연선 응력 추정식, 부재 연성파괴를 보장하기 위한 인장지배변형률 한계를 논의하였다. 논의 결과 일부 개정 필요성이 제기되었으며 이에 대한 추가의 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.520-527
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• 2020

황토는 국내 토양의 약 15.0%를 차지하는 풍부한 자원이며, 고온소성 후 급랭하여 활성화시키면 포졸란 특성을 갖는 콘크리트 결합재로서 사용할 수 있다. 본 연구에서는 시중에서 판매되는 경계석 배합을 기반으로 하여 활성 황토 혼입 모르타르 경계석 시편을 제작하였다. 활성 황토의 혼입율은 10.0% 및 25.0%를 고려하였으며, 시험 항목으로는 압축 및 휨 강도 시험, 동결융해 저항 성능 평가, 촉진 탄산화 시험, 촉진 염화물 확산 시험을 설정하였다. 역학적 성능 평가 결과 OPC 배합에서 가장 높은 강도가 평가되었으며, 재령일의 증가에 따른 강도 증가가 적게 나타났는데 이는 3일간 증기 양생을 통해 대부분의 강도가 발현되었기 때문으로 사료된다. 재령 28일에 해당하는 시편을 대상으로 동결융해 저항성능 평가 결과, 모든 배합에서 85.0% 이상의 강도 저하율을 나타내어 제시된 기준에 만족하였다. 촉진 탄산화 시험은 재령 28일 시편을 대상으로 수행되었으며 활성 황토 혼입 배합에서 OPC 배합 대비 다소 저하된 탄산화 저항성능을 나타내었다. 재령 28일 및 91일에 ASTM C 1202에 준하여 각 배합의 통과 전하량을 평가하였다. OPC 배합의 경우 "Low" 등급을, 활성 황토 혼입 배합의 경우 "Moderate" 등급을 나타내어 활성 황토 혼입 배합에서도 적절한 염해 저항성능을 나타내는 것으로 보인다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.97-104
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• 2018

최근 남해안과 제주도 연안에는 5,000톤 이상의 괭생이 모자반이 유입되어 양식장과 조업에 큰 피해를 주고 있으며, 환경훼손 등 사회적 문제로 부각되고 있다. 괭생이 모자반에 존재하는 알긴산은 주로 의약품, 식품 등으로 활용되는 천연 고분자 물질이다. 하지만, 대량으로 활용할 수 있는 수요처가 확보되지 않아 본 연구에서는 괭생이 모자반을 활용한 바이오 폴리머를 구조물 보수용 폴리머 모르타르에 활용하기 위한 연구를 수행하였다. 응결특성 평가 시험에서는 바이오 폴리머가 12% 혼입된 L0BP12 배합은 합성폴리머만 혼입된 L12BP0 배합보다 종결시간이 최대 20%증가하는 것을 확인하였다. 흡수율 시험에서는 LOBP12 배합이 초속경 시멘트 배합인 Plain-URHC보다 0.36% 감소하는 것으로 나타나 바이오 폴리머 혼입으로 모르타르의 수밀성이 증가하는 것을 확인하였다. 압축 및 휨강도 시험에서는 바이오 폴리머의 혼입이 증가할수록 강도가 감소하는 경향을 나타내었고, KS F 4042 기준을 만족하는 최대 바이오 폴리머의 혼입률은 12%로 결정되었다. 또한, 재령 4시간 기준 부착강도는 Plain-URHC시험체 보다 모두 향상되었으며, 1 MPa 이상을 확보하여 바이오 폴리머의 혼입이 모르타르의 부착강도를 향상 시킬 수 있는 것을 확인하였다.

• 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.

• 대한치과재료학회지
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• 제44권2호
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• pp.129-139
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• 2017

본 연구는 silorane을 기질의 저수축레진과 나노복합레진의 이층 (two-layer) 구조를 갖는 시료의 색과 물리적 성질을 평가하기 위함이다. 실험을 위하여 4종의 나노복합레진(Aelite LS, Grandio, Tetric EvoCeram, Filtek Z350XT )과 1종의 silorane 기질의 복합레진(P90)을 택하고 이들로 층의 두께가 각기 다른 여러 가지 조합의 이층을 만들었다. 색과 굴곡성질 평가를 위해서 나노복합레진과 silorane 레진을 0.5+1.5mm, 1+1mm, 1.5+0.5mm 두께의 조합을 만들었다. 압축성질 평가를 위하여 1.5+4.5mm, 3+3mm, 4.5+1.5mm 두께의 조합을 만들었다. 두께가 각각 2mm (굴곡성질 평가용)와 6mm (압축성질 평가용)인 단층의 시료는 대조군으로 사용하였다. 이들 시료를 이용하여 색, 투명도, 굴곡강도와 굴곡계수 및 압축강도와 압축계수를 측정하였다. 그 결과, 사용된 시료들은 모두 동일한 A3 색조이지만 $L^*$, $a^*$, $b^*$의 색좌표계 값들은 모두 달랐다. 층을 이룬 시료들의 $L^*$, $a^*$, $b^*$값은 위쪽에 위치하는 시료의 두께가 증가할수록 위쪽 레진의 $L^*$, $a^*$, $b^*$값에 가까웠다. 이층을 이룬 시료들의 투명도는 1.92-6.33 이었는데 각층을 이루는 두 시료의 $b^*$값 차이가 클수록 투명도도 증가하였다(p<0.05). 이층을 이룬 시료들의 굴곡강도와 굴곡계수는 각각 108.8-134.0 MPa와 10.95-18.39 GPa이었고 압축강도와 압축계수는 각각 108.3-254.9 MPa와 3.13-4.11 GPa로써 단층 상태의 굴곡강도와 굴곡계수 [(123.2-161.0 MPa)와 (11.64-21.58 GPa)] 그리고 압축강도와 압축계수[(327.4-405.4 MPa)와 (4.02-5.29 GPa)] 보다 모두 낮았다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.104-111
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• 2015

본 연구는 혼합 활성화제에 의한 알칼리 활성화 슬래그 시멘트(AASC)의 역학적 특성에 관한 연구이다. 사용된 활성화제는 황산칼슘($CaSO_4$, 이하 CS), 황산나트륨($Na_2SO_4$, 이하 SS) 및 수산화나트륨(NaOH)이다. 황산염은 슬래그 중량의 2.5, 5.0, 7.5 및 10.0%로 치환하여 사용하였으며, NaOH는 2M 및 4M 농도의 수용액으로 사용하였다. 본 연구에서는 황산염(CS 및 SS) 치환율에 따른 배합(4가지 배합)과 2M 및 4M의 각각의 NaOH 수용액에 치환된 황산염을 혼합하여 시험체를 제작하였다. 시험체는 총 24가지의 배합에 따라 페이스트로 제작되었으며, 물-결합재 비는 0.5로 하였다. 경화된 시험체에 대해서 압축강도, 휨강도, 초음파속도(UPV), 흡수율 및 XRD 분석을 수행하였다. CS의 활성화제를 사용한 경우는 7.5% CS 치환율, 2M NaOH 수용액 + 5.0% CS 치환율 및 4M NaOH 수용액 + 5.0% CS 치환율의 시험체에서 최고의 압축강도를 나타내었다. 또한, SS의 활성화제를 사용한 경우는 10.0% SS 치환율, 2M NaOH + 7.5% SS 치환율 및 4M NaOH + 2.5% SS 치환율에서 최고의 압축강도 발현을 나타내었다. 휨강도, UPV 및 흡수율은 압축강도 발현 결과와 유사한 경향을 나타내는 것을 알 수 있었으며, XRD 분석결과 시험체 내에 생성된 반응물질은 ettringite, CSH 및 실리케이트계 수화물인 것으로 나타났다. AASC에서 황산염과 NaOH의 혼합 사용은 황산염의 단독 사용의 경우와 비교하여 일정 수준의 농도 범위에서 강도를 향상시키고 조직을 치밀화 시키는 등의 긍정적인 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.117-124
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• 2014

온실가스 배출로 인한 환경 문제가 전 세계적으로 대두되고 있으며 시멘트 산업의 $CO_2$ 배출 비중은 매우 큰 실정이고 앞으로도 시멘트의 지속적인 수요가 필요하다. 이 연구에서는 시멘트 생산에 의한 $CO_2$ 배출과 환경 부하를 감소시키기 위해 산업부산물인 고로슬래그를 활용하여 소성을 거치지 않은 알칼리활성 시멘트의 개발을 위한 기초 물성 실험을 실시하였다. 2차 제품으로의 활용 등 양생에 따른 특성을 비교하기 위하여 상압 증기 양생 등 양생 조건을 다르게 하여 실험을 진행하였다. 모르타르 경화체를 통한 휨 압축강도 측정으로 역학적 특성을 파악하고 내산성 내염화물 침투성 등 화학적 특성을 파악하였으며 XRD, SEM 실험을 통해 수화 반응 메커니즘을 분석하였다. 이 실험 결과로부터 보통 포틀랜드 시멘트와 비교하여 우수한 역학적 화학적 특성을 확인하였고, 뛰어난 내구성을 요구하는 지하구조물이나 수중 및 해중 구조물에 적용이 가능할 것으로 예상된다. 증기 양생을 통한 우수한 장기강도를 바탕으로 콘크리트 2차 제품에 시멘트 대체제로 활용이 가능할 것으로 예상되며 지속적인 연구를 통해 문제점을 해결하여 우수한 경제성 및 환경부하를 줄일 수 있는 효과가 기대된다.

• 한국재료학회지
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• 제4권2호
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• pp.194-205
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• 1994

본 연구에서는 원료 석탄 핏치와 흑연화성이 우수한 THF 가용성분만을 추출한 핏치 결합재에 8H/Satin woven fabric 프리프레그 및 고탄성 및 고강도계 연속 탄소섬유 등을 보강하여 가압열성형법으로 green body 를 제조한 다음 탄화, 함침, 재탄화 및 흑연화 공정을 거쳐 열적 미 기계적물성이 우수한 CFRC를 제조하였으며, 주사전자현미경, 편광현미경, X선회절분석,열중량분석, 굴곡강도, 굴곡탄성률, 충간전단강도 등을 시험하였다. THFSP결합재를 $2300^{\circ}C$까지 열처리 한 다음 X선회절분석을 한 결과, 결정성이 가장 우수하여 (002) 면에서 $C_0$/2인 값이 3.380$\AA$였으며, 2$\theta$값도 $26.276^{\circ}$로 천연흑연의 Bragg angle에 거의 접근하였으며 공기산화 반응특성을 시험하기 위하여 등온 열중량분석을 한 결과 $2300^{\circ}C$까지 흑연화 한 THFSP결합재가 산화에 대하여 가장 우수한 저항성을 나타내었다. 섬유용적률이 증가됨에 따라 65~70%까지는 기계적 물성이 중가하는 경향을 보였지만 그이상 섬유가 보강된 CFRC는 결합재의 부족으로 인하여 오히려 기계적 물성이 감소하였다. 또한 굴곡강도 시험후 주사전자현미경으로 파괴 단면을 관찰한 결과 THFSP결합재가 흑연화성이 우수하여 파괴시 결합재가 외력에 대한 흡수가 양호하여 보강재의 파괴를 억제했기 때문에 기계적 물성도 우수하게 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.165-172
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• 2012

우리나라는 급격한 도시화 및 산업화를 통하여 토지의 효율적 활용과 하천의 공학적 이치수의 목적만을 위해 하천을 인공화 시켰으며, 더욱이 90년대 이후에는 교통량의 급격한 증가에 따라 개발이 유리한 하천을 복개하여 도로, 주차장 등으로 활용함으로서 하천생태계 파괴와 단절, 도시미관의 훼손 등 많은 문제점을 발생시켰다. 이 연구에서는 우리나라 지형 및 기후에 적합하며 하천의 생태복원 기능 및 자연형 하천의 조기형성 기능을 가지는 친환경 기능성 콘크리트의 개발을 위하여 친수환경 조성과 생태보존에 적합한 기능성 콘크리트의 물리역학적 성능평가 및 구조적 성능평가와 현장적용 성능으로서 식생능력을 평가하였다. 역학적 성능평가 결과, 보강용 PVA섬유 및 실리카퓸의 혼입률이 증가함에 따라 강도가 증가하였고 최적 혼입률은 PVA 섬유 0.05Vol.%, 실리카퓸 10%정도인 것으로 나타났다. 내동해성 평가에서는 PVA섬유 0.05Vol.% 및 실리카퓸 15%를 동시 혼입시 가장 우수한 성능을 발휘 하였다. 구조성능 평가 결과 휨강도가 Plain에 비하여 PVA섬유 0.05Vol% 혼입시 47.7% 강도향상효과를 나타내었고, 휨인성 역시 현저히 개선되는 것으로 나타났다. 현장 적용성 평가를 위한 식생 모니터링 결과, 잔디류가 빨리 발아되었으나 시간이 경과함에 따라 봄철 발아식물인 개양귀비의 생육이 활발하였다. 식피율 측정 결과 모든 모니터링 지점에서 12주 후부터는 95% 이상의 우수한 식피율을 나타내어 친환경 기능성 콘크리트의 우수한 식생기능을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권9호
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• pp.874-880
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• 2003

AIN-BN계 머시너블 세라믹의 미세조직, 기계적 성질 및 기계 가공성에 미치는 h-BN 첨가의 영향을 조사하였다. 소결체의 상대밀도는 h-BN 첨가량의 증가와 더불어 감소하였다. 또한, 4점 굽힘 강도도 AIN 단미의 238 MPa에서 30 vo1% BN 첨가에 의해 182 MPa까지 감소하였다. 낮은 탄성계수와 AIN 매트릭스와 h-BN 입자와의 열팽창계수의 차이에 의해 발생한 잔류인장응력에 의해 AIN-BN 복합재료의 강도가 감소되었다고 생각된다. 판상형태의 h-BN 입자에 의해 균열편향과 pull-out은 증가하였으나, 파괴인성은 BN 첨가량과 더불어 감소하였다. AIN 분말표면에 존재하는 알루미나와 소결조제인 $Y_2$O$_3$와의 반응에 의해 2차상인 YAG상과 ${\gamma}$-Al$_2$O$_3$상이 생성되었다. AIN에 10～30 vo1%의 BN을 첨가한 복합재료에 대하여 수행한 절삭시험에서 절삭력과 배분력은 h-BN 첨가량에 따라 감소하였으며, 우수한 기계 가공성을 입증하였다. 또한, 모든 시편에서 짧은 시간 내에 0.5 $\mu$m (Ra) 이하의 비교적 양호한 표면 거칠기에 도달할 수 있었다.