• 한국건축시공학회지
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• 제17권2호
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• pp.183-189
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• 2017

플라이애시는 시멘트 계열 재료의 혼화재료로서 널리 사용되고 있는 재료이다. 다만, 플라이애시는 화력발전소의 석탄재를 포집하여 정제과정을 거친 재료로서 정제과정의 에너지 소모 및 유통과정에서의 품질 확보가 중요하다. 이에 본 연구에서는 플라이애시 생산과정 중 발생하는 세 가지 종류의 다른 품질의 석탄재를 대상으로 각각의 입자조건과 시멘트 페이스트 상태에서 레올로지 거동을 평가하였다. 실험결과 리젝트 애시는 작은 석탄재 입자가 응집되어 굳어진 다공질의 큰 입자로 구성되어 있었고, 그러한 이유로 시멘트 페이스트에 포함될 경우 공기량이 높게 측정되는 경향이 나타났다. 유동성 측면에서는 석탄재가 치환되는 경우 유동성이 증진되는 양상을 보였으며 특히 점도 측면에서는 입자조건에 따라 점도를 조정할 수도 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제31권9호
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• pp.532-538
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• 2021

In this study, a spray dryer is used to make granules of Y₂O₃ and YF₃, and then Y₅O₄F₇ is synthesized following heat treatment of them under Ar gas atmosphere at 600 ℃. Single and binary monomer mixtures are compared and analyzed to optimize photocurable monomer system for DLP 3D printing. The mixture of HEA and TMPTA at 8:2 ratio exhibits the highest photocuring properties and low viscosity with shear thinning behavior. The optimized photocurable monomer and synthesized Y₅O₄F₇ are therefore mixed and applied to printing process at variable solid contents (60, 70, 80, & 85 wt.%) and light exposure times. Under optimal light exposure conditions (initial exposure time: 1.2 s, basic exposure time: 5 s), YOF composites at 60, 70 & 80 wt.% solid contents are successfully printed. As a result of measuring the size of the printed samples compared to the dimensions of the designed bar type specimen, the deviation is found to increase as the YOF solid content increases. This shows that it is necessary to maximize the photocuring activity of the monomer system and to optimize the exposure time when printing using a high-solids ceramic slurry.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.989-1002
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• 2018

암반 내 그라우팅은 불연속면 내부에 시멘트 그라우트재를 주입하여 주변지반을 강화하는 목적으로 사용된다. 현장에서 다상의 그라우트재의 주입 시 거동특성 및 주입경로인 3차원 절리면의 형태가 사전파악되지 않으므로 정량적인 설계가 어려운 분야중 하나이다. 따라서 현장에서의 그라우트 주입 거동특성을 나타내는 GIN (Grouting Intensity Number) 지표를 이용하여 주입 모니터링을 통해 적절한 시공관리를 수행하는 것이 최적이 방안이다. 본 논문에서는 그라우팅 주입 시 절리면의 거칠기 등급과 물시멘트(W/C)비에 따라 발생하는 압력의 손실을 전산유동해석을 수행하여 조사하였다. 절리면이 거칠수록 그리고 물시멘트비가 높을수록 주입 시 마찰저항은 크게 발생하였으며 해당 결과를 각 조건별 상관식으로 정리하였다.

• 산업식품공학
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• 제21권1호
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• pp.12-21
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• 2017

Foods are becoming more customized and consumers demand food that provides great taste and appearance and that improves health. Food three-dimensional (3D)-printing technology has a great potential to manufacture food products with customized shape, texture, color, flavor, and even nutrition. Food materials for 3D-printing do not rely on the concentration of the manufacturing processes of a product in a single step, but it is associated with the design of food with textures and potentially enhanced nutritional value. The potential uses of food 3D-printing can be forecasted through the three following levels of industry: consumer-produced foods, small-scale food production, and industrial scale food production. Consumer-produced foods would be made in the kitchen, a traditional setting using a nontraditional tool. Small-scale food production would include shops, restaurants, bakeries, and other institutions which produce food for tens to thousands of individuals. Industrial scale production would be for the mass consumer market of hundreds of thousands of consumers. For this reason, food 3D-printing could make an impact on food for personalized nutrition, on-demand food fabrication, food processing technologies, and process design in food industry in the future. This article review on food materials for 3D-printing, rheology control of food, 3D-printing system for food fabrication, 3D-printing based on molecular cuisine, 3D-printing mobile platform for customized food, and future trends in the food market.

• Advances in concrete construction
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• 제17권5호
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• pp.293-310
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• 2024

Ultra-high-performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC) is a form of cement-based material that has a compressive strength above 150 MPa, excellent ductility, and superior durability. This composite material demonstrates innovation and has the potential to serve as a viable substitute for concrete constructions that are subjected to harsh environmental conditions. Over many decades, extensive research and progressive efforts have introduced several commercial UHPFRC compositions globally. These compositions have been specifically designed to cater to an increasing variety of applications and meet the rising need for building materials of superior quality. However, the effective manufacturing of UHPFRC relies on the composition of its materials, especially the inclusion of fiber content and the proportions in the mixture, resulting in a more compact and comparatively uniform packing of particles. UHPFRC has notable benefits in comparison to conventional concrete, yet its use is constrained by the dearth of design codes and the prohibitive expenses associated with its implementation. The study demonstrates that UHPFRC presents a viable, long-lasting option for improving sustainable construction. This is attributed to its outstanding strength properties and superior durability in resisting water and chloride ion permeability, freeze-thaw cycles, and carbonation. The analysis found that a rheology-based mixture design technique may be employed in the production of UHPFRC to provide enough flowability. The study also revealed that the use of deformed steel fibers has shown enhanced mechanical qualities in comparison to straight steel fibers. However, obstacles such as higher initial costs, the requirement for highly specialized personnel, and the absence of comprehensive literature on global UHPFRC standards that establish minimum strength criteria and testing requirements can hinder the widespread implication of UHPFRC. Finally, this review attempts to deepen our foundational conception of UHPFRC, encourages additional study and applications, and recommends an in-depth investigation of the mechanical and durability properties of UHPFRC to maximize its practicality.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.276-286
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• 2021

기존 고유동 콘크리트는 소요의 유동성과 작업성 확보를 위해 대부분 단위시멘트량이 높은 고강도 콘크리트 영역으로써, 현재 사용되고 있는 대부분의 콘크리트 구조물이 보통강도(18~35MPa) 수준임을 감안한다면 현실적인 사용범위확대 및 실용성에 한계가 있었다. 고유동 콘크리트의 사용범위를 확대하기 위해 보통강도 수준에서도 유동성과 점성을 발휘할 수 있고 일반건축물뿐만 아니라 특수건축물에서도 사용가능하며, 타설시간과 인건비를 대폭 감축할 수 있는 보통강도 고유동 콘크리트의 개발이 필요한 실정이다. 보통강도 고유동 콘크리트의 개발은 유동성 및 점성을 발휘하여 자기 충전성을 확보함으로써 다짐작업 최소화에 따른 인건비 감축, 공사비 절감, 공기 단축 등의 시공효율성 뿐만 아니라 공사품질을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 출발원료(WR, HB, RT)의 조합별로 PCE를 제조하고 링플로콘과 회전형 점도계를 사용하여 시멘트 페이스트의 레올로지 특성을 분석하였다. 실험결과 WR 80%, HB 6.5% RT 13.5%를 조합한 PCE를 적용할 경우, 결합재량이 낮은 보통강도 고유동 콘크리트에서 소성점도를 확보하면서 항복응력은 최소화시킬 수 있으며 동시에 높은 분산효과로 인한 고유동성의 확보가능성을 확인할 수 있었다.

• 구강회복응용과학지
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• 제25권1호
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• pp.31-40
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• 2009

고무인상재의 유변학적 특성은 높은 정확성을 가진 인상체의 채득에 중요한 역할을 한다. 그러나 국산 고무인상재의 유변학적 특성에 관한 연구가 거의 이루어지지 않았다. 이 연구는 국산 및 수입 고무 인상재의 유변학적 특성을 측정, 연구함으로써 임상적 과정에서 정확성 높은 인상채득에 도움이 되고자 함이다. 시판중인 Type 3 점성을 가진 6종의 고무인상재의 유변학적 특징을 측정하였다. 2종의 국산 폴리비닐실록산, 3종의 수입 폴리비닐실록산, 1종의 폴리이써, 1종의 폴리썰파이드에 대하여 plate 대 plate 형의 rotational rheometer인 HAAKE RHEOSTRESS $1^{(R)}$ 이용하여 Mixing 후 900초간 G′, Loss tangent 값을 측정하였다. 각 제품 당 3회씩 측정 후 통계분석하였다. 국산 PVS, 수입 PVS, Polyether, Polysulfide 모두 G′의 S자형 증가와, Loss tangent 값의 S자형 감소를 보였다. 경화 후 G′ 값의 최대치는 Polyether였으며, 최소치는 Polysulfide였다. Loss tangent의 초기값은 폴리이써 인상재에서 가장 높았으며 국산 폴리비닐실록산 인상재에서 가장 낮았다. 같은 점조도를 가진 국산 PVS 와 수입 PVS의 G′ 값은 유의한 차이가 없었으나, 초기 Loss tangent 값에서 유의한 차이가 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.227-234
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• 2022

본 연구에서는 탄소계 나노소재를 적용한 시멘트 페이스트 복합체의 유변학적 특성을 실험적으로 분석하였다. 탄소계 나노소재인 산화그래핀과 탄소나노튜브의 사용성을 고려하여 수용액 상태로 혼입한 굳기전 시멘트 페이스트에서 흐름성 및 레올로지를 측정하였다. 그리고 굳은 시멘트 페이스트 복합체는 만능재료 실험기를 활용하여 압축강도 측정을 검토하였다. 산화그래핀은 수용액 상태로 혼입하였을 때 혼입율 상승 시 흐름성이 감소하고 소성 점도와 전단응력이 급격하게 증가하였다. 탄소나노튜브 수용액도 동일한 경향성을 가졌으나 시멘트 중량대비 0.2 % 미만을 혼입한 경우 산화그래핀과 비교하여 상대적으로 증가율이 낮게 측정되었다. 이는 판상형 형태인 그래핀의 비표면적이 커서 시멘트 페이스트의 흐름성을 감소시키고 소성 점도와 전단응력을 상승시키는 것으로 판단된다. 탄소나노튜브 수용액은 0.2 %이상 혼입 시 소성점도가 일반배합 대비 2.16배 수준으로 급격히 상승하며 전단응력도 상대적으로 높게 측정되었다. 이는 탄소나노튜브의 혼입량이 과혼입 되면서 시멘트 페이스트 내에서 분산이 제대로 되지 않아 탄소나노튜브 간의 뭉침으로 인한 응집효과로 판단된다. 압축강도는 그래핀 혼입시 강도 상승율이 미미하였으며, CNT는 최대 약 12 %의 상승효과가 있음을 확인하였다. 따라서 탄소계나노소재 적용 시 상대적으로 CNT를 사용할 경우가 사용 가능성이 높을 것으로 판단되나 최대 혼입량 및 분산에 사용될 계면활성제에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1227-1240
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• 2014

휴 폐광산지역은 복합지질재해지역으로 집중호우에 의해 토사재해와 산성광산배수를 발생시킨다. 본 연구는 폐석적치장 전반에 걸쳐 토사재해가 관측된 임기광산에 대해 지반공학적 유변학적 시험을 수행하고 얻어진 시험결과를 토대로 1-D 토석류 수치해석을 수행함으로써 토석류의 확산성을 조사하였다. 모래와 자갈로 구성된 광산폐석 시료의 유변학적 특성을 조사하기 위해 베인관입형 레오미터(Vane-penetrated rheometer)를 사용하였으며, 전단응력 제어를 통한 전단응력(${\tau}$)-전단속도(${\dot{\gamma}}$)와 점도(${\eta}$)-전단속도(${\dot{\gamma}}$) 간의 상관관계를 얻었다. 또한 광산폐석 시료에 대해 잘 알려진 유변학적 모델들(Bingham, Herschel-Bulkley, Power-law, bilinear 및 Papanastasiou 모델)을 적용함으로써 수치해석에 필요한 유변학적 매개변수(항복응력과 소성점도)를 결정하였다. 실험결과에 따르면, 체적농도에 무관하게 전형적인 전단담화(shear thinning) 거동이 관측되었으며, 함수비가 증가할수록 Bingham 유체처럼 거동하는 것으로 나타났다. 또한 사용된 모든 유변학적 모델들은 파괴 후 거동에 적합한 모델들로 밝혀졌다. 토석류 흐름특성을 조사하기 위해 실험결과를 토대로 토석류 크기(5 m, 10 m 및 15 m)와 항복응력(100 Pa, 200 Pa, 300 Pa 및 500 Pa)을 선정하여 1-D BING을 통해 수치해석을 수행하였다. 그 결과, 토석류 이동거리와 이동속도는 항복응력의 크기에 반비례한 것으로 나타났으며, 토석류 항복응력이 500 Pa 이하인 경우 대부분의 토사는 계곡부까지 흘러갈 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 집중호우 기간에 산악지역에 방치된 광산폐석은 토사재해에 취약하고 2차적으로 인근 수계로 유입되어 환경적 문제를 야기시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.543-551
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• 2015

급속경화궤도는 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량하는 공법으로서 야간 차단시간에 공사가 이루어지기 때문에 시공속도를 충분히 확보하는 것이 중요하다. 시공시간의 대부분은 자갈을 철거하고 재포설하는 과정에 소요되는데 도상자갈을 교체하지 않는 무교환방식이 적용 가능하다면, 시공시간 및 공사비를 대폭적으로 절감할 수 있다. 본 논문에서는 도상자갈 무교환방식의 급속경화궤도공법을 개발하기 위하여 침투성이 매우 높은 대체 충전재를 제시하고 재료의 공극조건을 고려하여 층별로 분리주입하는 시공방식을 도입하였다. 분리주입은 공극률이 높은 상부도상층과 공극률이 낮은 하부 혼입층에 최적화된 재료를 분리 주입하여 필요한 소요강도를 확보할 수 있다. 이를 달성하기 위하여 우선적으로 도상자갈의 크기, 분포도, 형상에 따른 공극률, 공극의 크기, 유효길이, 비틀림도, 침투성에 따른 충전재의 유동학적 해석을 통하여 최적의 충전재를 설계하고자 하였다. 하부 혼입층에 충전되는 1차 충전재료는 세립화 도상의 충전성과 부착력을 확보할 수 있는 폴리머계 재료를 도입하였으며, 상부 도상층에 충전되는 2차 충전재는 상온 반응성 마그네시아-포스페이트(MPC, Magnesium-Phosphate Ceramic)를 도입하였다. 선정재료 및 구조에 대한 역학시험 결과, 기존 급속경화궤도에 준하는 성능을 확인하였다.