• 제목/요약/키워드: Product Substitution

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A novel analytical evaluation of the laboratory-measured mechanical properties of lightweight concrete

  • S. Sivakumar;R. Prakash;S. Srividhya;A.S. Vijay Vikram
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제87권3호
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    • pp.221-229
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    • 2023
  • Urbanization and industrialization have significantly increased the amount of solid waste produced in recent decades, posing considerable disposal problems and environmental burdens. The practice of waste utilization in concrete has gained popularity among construction practitioners and researchers for the efficient use of resources and the transition to the circular economy in construction. This study employed Lytag aggregate, an environmentally friendly pulverized fuel ash-based lightweight aggregate, as a substitute for natural coarse aggregate. At the same time, fly ash, an industrial by-product, was used as a partial substitute for cement. Concrete mix M20 was experimented with using fly ash and Lytag lightweight aggregate. The percentages of fly ash that make up the replacements were 5%, 10%, 15%, 20%, and 25%. The Compressive Strength (CS), Split Tensile Strength (STS), and deflection were discovered at these percentages after 56 days of testing. The concrete cube, cylinder, and beam specimens were examined in the explorations, as mentioned earlier. The results indicate that a 10% substitution of cement with fly ash and a replacement of coarse aggregate with Lytag lightweight aggregate produced concrete that performed well in terms of mechanical properties and deflection. The cementitious composites have varying characteristics as the environment changes. Therefore, understanding their mechanical properties are crucial for safety reasons. CS, STS, and deflection are the essential property of concrete. Machine learning (ML) approaches have been necessary to predict the CS of concrete. The Artificial Fish Swarm Optimization (AFSO), Particle Swarm Optimization (PSO), and Harmony Search (HS) algorithms were investigated for the prediction of outcomes. This work deftly explains the tremendous AFSO technique, which achieves the precise ideal values of the weights in the model to crown the mathematical modeling technique. This has been proved by the minimum, maximum, and sample median, and the first and third quartiles were used as the basis for a boxplot through the standardized method of showing the dataset. It graphically displays the quantitative value distribution of a field. The correlation matrix and confidence interval were represented graphically using the corrupt method.

E. coli 유래 pheA 유전자의 되먹임제어 저항성 돌연변이의 구축과 그 단백질의 생화학적 특성 연구 (Development of the feedback resistant pheAFBR from E. coli and studies on its biochemical characteristics)

  • 카오틴팟;이상현;홍광원;이성행
    • 미생물학회지
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    • 제52권3호
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    • pp.278-285
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    • 2016
  • E. coli의 PheA 단백질은 chorismate mutase and prephenate dehydratase (CMPD) 활성을 가지며 마지막 산물인 페닐알라닌에 의하여 되먹임제어가 되는 생합성 경로의 주요 조절 효소 중의 하나이다. 그러므로, 이 PheA 단백질은 필수 아미노산 중의 하나인 페닐알라닌의 대량 생산에 이용하기 위한 단백질 공학의 타겟이 될 수 있다. 이러한 목적으로 PheA 단백질의 마지막 생산물인 페닐알라닌에 의한 되먹임저해 저항성 유전자원을 선별하였다. 이 유전자의 산물인 $PheA^{FBR}$은 118번째 류신이 페닐알라닌으로 치환되었고, 기질인 prephenate에 대한 친화도가 야생주단백질과 비교하여 약 3.5배 정도 높았다. $PheA^{FBR}$은 세포내에서 축척되어져 되먹임저해를 하는 페닐알라닌 농도에서(약1 mM와 10 mM)에서도 50%와 40%의 활성을 유지 하고 있었고, 페닐알라닌 존재하에서 기질의 결합 성향이 협동적(cooperative) 모드에서 단독적(hyperbolic) 모드로 전환되었다. 이는 기존 연구와 비교해 볼 때, 이 돌연변이 부위는 이 융합기능 효소인 PheA 단백질의 새로운 조절 부위의 존재를 암시 한다. 효소 동력학적 결과는 PheA 단백질의 되먹임저해 저항성 획득이 아미노산 돌연변이에 의한 단백질 구조의 변화 유도에 의한 것으로 생각된다. 더 나아가, 본 연구에서 선별된 돌연변이 유전자는 생물전환법을 이용한 필수아미노산 생산에 산업적으로 응용 가능성이 있다.

Thermoplasma acidophilum 유래 ${\alpha}$-glucosidase로 부터 생산된 glycosynthase 돌연변이 단백질의 개선된 당전이 효율 (Improvement of Transglycosylation Efficiency using a Glycosynthase Mutant derived from Thermoplasma acidophilum ${\alpha}$-Glucosidase)

  • 황성민;서성화;박인명;최경화;김도만;차재호
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.104-110
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    • 2012
  • Glycosynthase는 친핵성 아미노산을 비친핵성 아미노산으로 치환하여 당전이 산물의 가수분해를 막아서 당전이 효율을 증가시킬 수 있다. 이전 연구에서 본 실험실은 열에 안정하고 산에 강한 Thermoplasma acidophilum 유래의 ${alpha}$-glucosidase (AglA)가 당전이 활성이 있음을 입증하였으나 시간이 지남에 따라 당전이 산물이 가수분해 되었다. 이러한 AglA의 당전이 효율을 개선하기 위하여 친핵성 아미노산인 아스파라긴산을 글리신으로 치환하였다. 이 치환된 glycosynthase는 니켈 친화력 크로마토그래피를 통하여 정제되었으며, 정제된 돌연변이 단백질의 배당체를 합성하는 능력이 말토오스를 공여체로 그리고 p-nitrophenyl-${alpha}$-D-glucopyranoside($pNP{\alpha}G$)를 수용체로, 그리고 $pNP{\alpha}G$가 당공여체 및 수용체로 이용될 수 있는지 검사하였다. Glycosynthase를 이용한 당전이 산물의 수율은 약 42.5%를 보였으며 시간이 지남에 따라서 가수분해되지 않았다. 박막 크로마토그래피법을 이용한 반응산물의 분석은 수용체의 높은 농도에서 기존의 효소보다 많은 양의 배당체를 합성할 수 있음을 보여주었고, 특히 중성보다 낮은 pH 영역에서 가장 높은 활성을 보여줌을 확인하였다. 이러한 결과는 glycosynthase가 산업적으로 배당체를 합성하는데 유용성이 크다는 것을 나타낸다.

산업 생태학의 개념 (The Concept of Industrial Ecology)

  • 최우진;홍순성
    • 청정기술
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    • 제2권1호
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    • pp.32-43
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    • 1996
  • 본 논문에서는 IE의 기본개념과 원리를 소개하였으며, 또한 Design for Environment방법을 통한 IE의 응용에 관해 설명하였다. Fig. 5에서와 같이 IE는 오염사전예방(Pollution Prevention, PP)과 환경친화적 제품설계 (Design for Environment, DFE) 즉, 두 가지 활동의 합으로 간주할 수 있다. 오염사전예방은 주로 현재의 공정과 제품을 개선하므로서 환경오염의 최소화를 이루고자 하는것이며, 예를 들면 누출방지, 에너지절약, 포장개선 등이다. 두 번째 DFE는 오염사전예방의 효과가 1~2년 이내인데 비해 훨씬 장기적인 시간목표를 갖고 있으며 때때로 제품과 공정을 도입하기 전에 관여한다. DFE의 전형적인 활동은 modularity의 개발, 사용원료종류의 최소화(Minimization of materials diversity) 및 공정대체(Process substitution)등이다. IE의 성공적 수행은 PP와 DFE의 두 개념을 적절히 조합시킬 때만이 가능하다. IE가 10년또는 20년후의 소비자의 성향, 법적규제의 변화 및 환경변화 등의 예상을 포함시키므로서 IE의 목표를 달성할 수 있기 때문이다. 현재는 IE개발의 초기단계이며 따라서, 기업체는 주도권을 갖고서 정부 및 관련조직의 지원하에 DFE의 실행을 위해 노력해야한다. 결론적으로 환경적으로 제약적인 세계에서 산업의 관행과 구조는 변화가 있어야한다. 또한 산업체는 물질사용과 환경에 영향을 주는 활동을 규제할 수 있는 기능적인 조직이 산업내에서 활성화되도록 관심을 가져야 할 것이다. 우리나라도 날로 강화되는 환경규제에 능동적으로 대처하고 국내산업의 지속적인 발전을 도모하기 위해서는 환경문제를 고려한 새로운 산업전략의 수립이 필요하며, 이를 위해 산업 전분야에 새로운 IE개념의 도입과 실제적인 DFE의 응용이 이루어질 수 있는 효율적인 체제의 구축과 지원이 있어야 할 것으로 사료된다.

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라디칼 개시제를 이용한 MA-PLA 제조 및 바이오플라스틱 PLA/PA11 블렌드의 상용성 개선 (Preparation of MA-PLA Using Radical Initiator and Miscibility Improvement of PLA/PA11 Blends)

  • 이종은;김한얼;남병욱
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.76-85
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    • 2019
  • Vegetable oil은 자연 유래 물질로 낮은 가격 및 친환경적이라는 장점으로 최근 다양한 연구가 진행되고 있다. 하지만 vegetable oil 내의 이중결합의 낮은 반응성으로 인해 고분자 합성의 기반 물질로 사용하기 위해서는 반응성이 높은 관능기로 치환하여 사용하는 경우가 많다. Tung oil은 ${\alpha}$-eleostearic acid를 주성분으로 하는데, 이 구조는 3개의 이중결합이 공명구조 형태로 되어있기 때문에 다른 vegetable oil과는 달리 높은 반응성을 보인다. 본 연구에서는 이러한 tung oil을 styrene 및 divinylbenzene 등의 monomer와 양이온 중합을 통해 tung oil의 관능기 치환 과정이 없는 열경화성 수지를 합성하였으며, 각 monomer의 조성이 합성된 열경화성 수지에 미치는 영향을 확인하기 위해 열적 기계적 물성을 측정하였다. 그 결과, tung oil-styrene-divinybenzene copolymer는 단일 Tg를 갖는 homogeneous한 열경화성 고분자를 형성하는 것을 확인하였으며, 기계적 물성의 변화를 통해 tung oil 및 styrene은 soft segment로써 합성된 copolymer에 elastic한 성질을 부여하고, divinylbenzene은 hard segment로 작용하여 합성된 copolymer에 brittle한 성질을 부여하는 것을 확인하였다.

Tung oil을 이용한 바이오 기반 열경화성 수지 합성 및 이의 열적·물리적 특성 연구 (Synthesis of tung oil-based thermoset resin and its thermal·mechanical properties)

  • 김한얼;이종은;남병욱
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권11호
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    • pp.24-30
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    • 2018
  • 식물유는 자연 유래 물질로 낮은 가격 및 친환경적이라는 장점으로 최근 다양한 연구가 진행되고 있다. 하지만 식물유 내의 이중결합의 낮은 반응성으로 인해 고분자 합성의 기반 물질로 사용하기 위해서는 반응성이 높은 관능기로 치환하여 사용하는 경우가 많다. Tung oil은 ${\alpha}$-eleostearic acid를 주성분으로 하는데, 이 구조는 3개의 이중결합이 공명구조로 되어있기 때문에 다른 식물유와는 달리 높은 반응성을 보인다. 본 연구에서는 이러한 tung oil을 styrene 및 divinylbenzene 등의 단량체와 양이온 중합을 통해 tung oil의 관능기 치환 과정이 없는 열경화성 수지를 합성하였으며, 각 단량체의 조성이 합성된 열경화성 수지에 미치는 영향을 확인하기 위해 열적 기계적 물성을 측정하였다. 그 결과, tung oil-styrene-divinylbenzene 공중합체는 단일 Tg를 갖는 균일(homogeneous)한 열경화성 고분자를 형성하는 것을 확인하였으며, 기계적 물성의 변화를 통해 tung oil 및 styrene은 soft segment로써 합성된 공중합체에 탄성(elasticity)을 부여하고, divinylbenzene은 hard segment로 작용하여 합성된 공중합체에 취성(brittleness)을 부여하는 것을 확인하였다.

수확 후 배지의 가축 사료화를 위한 느타리 생육배지 톱밥 대체재료 선발 연구 (Sawdust Substitution in Growth Medium of Oyster Mushroom for Using Its By-product Spent Mushroom Substrates as Ruminant Feed)

  • 김정한;장명준
    • 한국균학회지
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    • 제48권4호
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    • pp.407-414
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    • 2020
  • 느타리 수확 후 배지의 가축 사료화를 위해 생육배지의 톱밥을 대체하고자 면실피펠렛, 옥대펠렛, 콘코브를 활용하여 생육시험을 수행하고, 그 수확후 배지의 사료로서 화학성을 분석한 결과는 다음과 같다. 톱밥 대체재료별 혼합배지의 생육결과 콘코브, 면실피펠렛 처리구의 배양기간이 27일, 초발이소요일수 4일, 생육일수 3일 소요되어 전체 재배기간이 34일로 대조와 같았다. 병당 수량은 콘코브 처리구가 134 g으로 대조구 130 g과 유사하였고, 면실피펠렛처리구는 112 g, 옥대펠렛 처리구 68 g으로 낮았다. 생물학적 효율은 콘코브가 80.1%로 대조구 68.7%보다 우수하였다. 톱밥 대체재료별 수확 후 배지의 화학성을 분석한 결과 콘코브 처리구가 대조구에 비해 NDF는 같지만 ADF와 리그닌 함량이 낮고, 단백질 함량은 높아 사료로서 영양학적 가치가 더 우수하였다. 향후, 농가 현장의 적용시험을 통하여 생산성을 검증한다면 느타리 수확 후 배지도 사료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

국민식생활(國民食生活) 향상(向上)을 위(爲)한 곡류제품(穀類製品)의 경제적( 經濟的) 영향강화(營養强化)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on the Economical Nutrition Supplement of Cereal Food for Improvement in our National Eating Habits)

  • 주진순;유종열;김숙희;이기열;한인규
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제6권1호
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    • pp.1-9
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    • 1973
  • I. Subject of the Study: Studies on the economical nutrition supplement of cereal foods for the improvement in our notional eating habits. II. Purpose and Importance of the Study: 1. Our nation is confronted with the situation that the rice, a principal food, short of some essential amino acids, lysine and threonine, leads to imbalanced meals insufficient in the nutrient of protein, to bring many difficulties in the elevation of our national physique. 2. The shortage of even the rice imperfect in the nutrient of protein makes the import of lots of foreign rice inevitable. It is considered that the protein supplement and decrease in the consumption amount, of rice, is a serious key to the solution of our food difficulty, and then a way of the proetin supplement of rice through the addition of essential amino acid is to be rarely applied in the view of the our present finance and situation. 3. In the present experiment, therefore, it aims to the suggestion of an aspect of the improvement in our national eating habits guiding in the nutrition elevation which our nation can afford economically through the development of first, a way of the protein supplement by the mixture of cereals producted plentifully in our country, and second, a way of the decrease in the consumption amount and the improvement in the nutrition of rice through the substitution of the other cereals for rice. III. Contents of Scope of the Study: 1. Objects of the study: Objects of the study are the following three items; a) The nutrition supplement of rice through the mixture of cereals. Our nation makes mainly rice as a principal food, but practically many kinds of cereal are produced in our country. They contain different levels and qualities of each nutrient and they are different from one another in the kinds of essential amino acid consisting protein. For that reason, the mutual complement efficeincy of insufficient nutrients is observed through the mixture of cereals. b) The nutrition supplement of rice through the addition of superior protein sources to rice, a principal food. The development of rice as superior foods in the sense of nutrition is conducted through the risement in protein quality by the addition of protein sources in good quality, for example, fish flour (anchovy flour), egg powder, milk powder, and so on, and through the supplement of vitamins and minerals. c) The decrease in the consumption amount of rice through the substitution of the other cereals for rice, as a principal food. The compensation for the short amount of rice is made by the reduction in the consumption of rice through the discovery of a way of substitution of the other cereals for rice, as a principal food and of the settlement of problems in nutrition and finance subsequent to this. 2. Contents of the study: a) An ideal mixture-ratio of cereals is established for rats by feeding mixed foods(rice-barely or rice-wheat) containing 5%, 15%, 25%, 35% and 45% level of either barely or wheat. b) The nutritive value is determined in the whole subsititution of other foods for rice, and then, a way of the complement of over and under nutrients is devised. c) The ideal combination is investigated for rats through feeding mixed foods of main food, rice and supplement foods of protein sources, soy bean, fish flour, egg powder and milk Powder. d) According to results from the above three experiments, the concise functional test for men and the examination of economical property are made. 3. Scope of the study: a) The observation of the effect of each diet on the growth rate for rats. The growth rate of rats was observed for 15 groups of mixed foods of a main food, rice, and wheat flour, barley powder or soy bean powder, respectively, and 12 groups of wheat flour diets supplemented with $1{\sim}3%$ milk powder, and rice or wheat flour diets supplemented with 5% of milk powder, egg powder, fish flour or soy bean powder, respectively. b) The determination of food consumption. The food consumption was determined at weekly intervals for 27 kinds of diet described in a) item. c) The determination of food efficiency rate. The food efficiency rate for each diet was determined by calculation from the gained body weight and the food consumption amount at the same intervals described in b) item. d) The determination of protein efficiency rate. The protein efficiency rate for each diet was determined by calculation form gained body weight and the protein amount of the food consumption amount at the same intervals described c) item. e) The determination of the body component. The hematocrite and hemoglobin levels in the blood, total nitrogen in the serum, blood sugar, and lipids and glycogen in the liver were determined. f) The observation of nitrogen balance. As a means of the observation of nitrogen balance, the total nitrogen in the urine was determined. g) The analysis of economical property. The economical property was analyzed as the gained body weight to the amount equivalent to one won through the conversion of the food consumption amount into money. h) The functional test for men. The concise functional test for men was made in order to establish if the best diet for experimental animals can be applied to men. IV. Results of the Study: The national food product plan, nationwide nutritive enlightment and the improvement activities in our country eating habits, especially, mixed and powder food problems are to be significantly referred, and the following results must be applied. a) In the mixed foods of cereals, the mixed food of the rice-barley containing $5{\sim}15%$ level of barley is best in terms of nutrition. b) The addition of superior protein sources, egg, Bilk, soy bean, or fish, respectively to either rice or wheat flour makes a great risement in the nutritive value. c) The animal protein is more effective in the elevation of nutritive value of cereals. d) Rice takes the most nutritive operation and has the highest preference, among rice, wheat flour and barley. e) Wheat flour is more economical than rice in evaluation of the gained body weight to the regular money, and the addition of fish or soy bean is more economical than that of any other supplement food. But the above results are true of the range of nutrition and economical property. f) The study on the nutrition composition and barley will lead to the improvement in our national eating habits as mixed food of the rice-barley containing $5{\sim}15%$ level of barley is more nutritive. g) This study on the nutrition only for the growing animal can not be considered as a perfect and entire evaluation. Consequently, the perfect data for our national nutrition can be obtained from the experiment similar to this for the much longer period examining, in details, the growth rate, change of physical strength, mental and bodily change, average life span, and resistance ability to infectious diseases.

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자기조립단분자막을 위한 보편적이고 기능화된 긴 사슬 알킬티올 연결자의 제조 (Preparations of Universal, Functionalized Long-Chain Alkylthiol Linkers for Self-assembled Monolayers)

  • 유동진;이경섭;김애란;남기석
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제49권3호
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    • pp.330-337
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    • 2011
  • 본 연구에서는 자기조립단분자막(SAM)의 연구에 유용한 일련의 $\omega$-mercapto alkyl amine 1 및 $\omega$-mercapto alkanoic acid 2를 만드는 제조공정을 서술하였다. 먼저 첫 번째 목표물질인 $\omega$-mercapto alkyl amine 1의 제조방법은 다음과 같다: 먼저 시중에서 시판되는 potassium phthalimide와 $\omega$-bromo alcohol을 $80{^{\circ}C}$, DMF 용매에서 치환반응으로 화합물 3을 합성하였다. 아민기와 알코올기를 포함하는 화합물 4을 합성하기 위하여 먼저 화합물 3를 hydrazine hydrate로 환류시킨 후, 이어서 c-HCl로 처리하여 부반응물 5를 수반하여 생성물 4를 76-98% 수율로 만들었다. $\omega$-aminoakanol 4의 hydroxyl기를 HBr로 브로민화반응을 하여 $\omega$-bromoamine 화합물 6을 34-97% 수율로 만들었다. 티올기를 도입하기 위하여 화합물 6을 95% 에탄올 속에서 thiourea와 치환 반응하여 $\omega$-aminoalkanthiuronium 7을 만든 다음, 이 화합물을 센 염기(KOH)와 센 산으로 처리하여 목표화합물, $\omega$-mercapto alkylamines 1을 총 5단계를 걸쳐서 제조하였다. 덧붙여 두 번째 목표물질인 $\omega$-mercapto alkanoic acid 2는 다음과 같이 2단계를 통하여 제조하였다: $\omega$-bromo alkanoic acid를 95% 에탄올 속에서 thiourea로 처리하여 화합물 7을 만든 다음, 센 염기(KOH)를 처리하여 thiuronium bromide 를 제거한 후, 다시 센 산(HCl) 수용액으로 처리하여 두 번째 목표화합물 $\omega$-mercapto alkanoic acid 2을 얻었다. 제조한 긴 사슬 알킬티올 1과 2 유도체들은 금속(Au, Pt, Ti)에 자기조립단분자 막을 형성함으로써 단백질, 효소 및 다양한 생체분자를 고정하는 연결자로 사용될 수 있으며, 그 밖에 금속의 표면개질을 이용하여 다양한 응용 연구를 위한 화학 도구로 사용될 수 있다.

유황폴리머를 활용한 콘크리트 표면보호재의 양생조건에 따른 강도 평가 및 유황폴리머의 유해성 평가 (Strength Development of Sulfur-Polymer-Based Concrete Surface Protecting Agents Depending on Curing Condition and Hazard Assessment of Sulfur Polymers)

  • 이병재;이의성;김성구;김윤용
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.139-146
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    • 2015
  • 콘크리트의 화학적 침식은 콘크리트 구조물의 내구성 감소로 이어져 문제가 되고 있다. 현재 사용되고 있는 콘크리트 표면보호재의 내구수명이 짧아 유지보수에 많은 비용과 노력이 요구되고 있다. 한편 국내 산업시설에서 유황의 부산량이 늘어나고 있으나, 소비량이 한정되어 있어 잉여유황이 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 유황폴리머를 콘크리트의 표면보호재로 사용하기 위한 연구로써 채움재의 종류 및 양생조건에 따른 역학적 특성을 평가하였고, 유황폴리머에 대한 유해성을 평가하였다. 압축강도 평가 결과 채움재의 치환비율이 40%까지 증가할수록 압축강도 또한 증가하였으며, 채움재의 종류에 따라 양생온도 $40^{\circ}C$ (SS, FA)와 $60^{\circ}C$ (OPC)에서 높은 압축강도를 나타냈다. 기건양생과 수중양생의 압축강도 차는 미미한 것으로 나타나 양생 시 수분에 의한 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 부착강도 평가 결과 채움재의 종류와 무관하게 기건상태 $40^{\circ}C$에서 가장 높은 부착강도를 나타냈으며, 수중양생시 기건양생에 비하여 부착이 되지 않는 것으로 나타났다. 또한 $60^{\circ}C$에서 양생한 공시체의 경우 온도에 영향을 받아 변색 및 잔갈림 등이 나타냈으며, 채움재의 종류에 따라 치환 비율 20% (SS, FA) 30% (OPC)에서 가장 높은 부착강도를 나타냈다. 유해물질 용출시험 결과, 유해물질이 용출되지 않아 유황폴리머를 활용한 표면보호재의 유해성이 없는 것으로 판단된다. 본 연구범위에서 검토한 결과, 유황폴리머를 표면보호재로 활용하기 위해서는 규사를 20% 정도 치환하여 배합하고 $40^{\circ}C$의 기건상태에서 양생하는 것이 가장 적절한 것으로 판단된다.