• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제9권2호
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• pp.207-217
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• 2015

The influence of powdered and colloidal nano-silica (NS) on the mechanical properties of cement mortar has been investigated. Powdered-NS (~40 nm) was synthesized by employing the sol-gel method and compared with commercially available colloidal NS (~20 nm). SEM and XRD studies revealed that the powdered-NS is non-agglomerated and amorphous, while colloidal-NS is agglomerated in nature. Further, these nanoparticles were incorporated into cement mortar for evaluating compressive strength, gel/space ratio, portlandite quantification, C-S-H quantification and chloride diffusion. Approximately, 27 and 37 % enhancement in compressive strength was observed using colloidal and powdered-NS, respectively, whereas the same was up to 19 % only when silica fume was used. Gel/space ratio was also determined on the basis of degree of hydration of cement mortar and it increases linearly with the compressive strength. Furthermore, DTG results revealed that lime consumption capacity of powdered-NS is significantly higher than colloidal-NS, which results in the formation of additional calcium-silicate-hydrate (C-S-H). Chloride penetration studies revealed that the powdered-NS significantly reduces the ingress of chloride ion as the microstructure is considerably improved by incorporating into cement mortar.

• 한국세라믹학회지
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• 제33권12호
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• pp.1365-1372
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• 1996

투광성이 좋고 dimer의 형성이 억제되는 유기염료의 기저체를 얻기 위해 Ormosil(organically modified silicate)제조시에 출발물질 및 촉매의 조성을 변화시켰으며 이 각각의 조성에 따른 미세구조의 변화가 광학특성에 미치는 영향에 대한 연구가 수행되었다. 광학적 응용이 가능한 Ormosil의 TEOS/PDMS 비는 90/10이었으며 겔의 미세구조 변화는 HCI/TEOS의 비를 조절하여 달성하였다. 이 HCI/TEOS의 비가 증가될수록 그 복합체의 기공은 커졌으며, 기공률은 증가되었다. 또한 이 비의 증가에 따라 투광성이 감소되었다. 이러한 특성변화를 가지는 기저체에 염료인 Rhodamice 6G perchlorate(Rh6Gp)를 첨가하면 HCI/TEOS의 비가 증가할수록 monomer에 대한 dimer 피크의 강도가 증가되었다.

• 한국재료학회지
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• 제25권4호
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• pp.209-213
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• 2015

Synthesis of nano-silica using water glass in a Sol-Gel process is one of several methods to manufacture nano-silica. In nano-silica synthesized from water glass, there are various metal impurities. However, synthesis of nano-silica using water glass in a Sol-Gel process is an interesting method because it is relatively simple and cheap. In this study, nano-silica was synthesized from water glass; we investigated the effect of pH on the synthesis of nano-silica. The morphology of the nanosilica with pH 2 was flat, but the surface of the nano-silica with pH 10 had holes similar to small craters. As a result of ICP-OES analysis, the amount of Na in the nano-silica with pH 2 was found to be 170 mg/kg. On the other hand, the amount of Na in the nano-silica with pH 10 was found to be 56,930 mg/kg. After calcination, the crystal structure of the nano-silica with pH 2 was amorphous. The crystal structure of the nano-silica with pH 10 transformed from amorphous to tridymite. This is because elemental Na in the nano-silica had the effect of decreasing the phase transformation temperature.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권4호
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• pp.143-148
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• 2018

물유리 기반 실리카 에어로겔은 실리카 알콕사이드 기반 실리카 에어로겔에 비해 단가가 싸지만 기공률 및 비표면적과 같은 기공 특성이 상대적으로 열악하여 수요가 감소되고 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 졸 상태에서 건조 제어 화학 첨가제(drying control chemical additive)인 아세토니트릴(acetonitrile)을 첨가하여 물성을 향상시키고자 하였다. 상압 건조 물유리 기반 실리카 에어로겔은 졸-겔 공정을 통해 제조되었으며, 졸 상태에서 물유리와 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2의 몰 비율로 아세토니트릴을 첨가하여 실험을 수행하였다. 최종 생성물의 물성은 퓨리에 분광기(Fourier transform infrared), 접촉각측정기(contact angle measurement), Brunauer-Emmett-Teller 및 Barrett-Joyner-Halenda 분석기와 전계방사형 주사전자현미경(field emission scanning electron microscopy)를 이용하여 분석하였다. 졸 상태에서 물유리와의 몰 비율이 0.15인 아세토니트릴을 첨가한 샘플의 경우, 높은 비표면적 ($577m^2/g$), 높은 기공 부피 (3.29 cc/g), 높은 기공률 (93%)을 보유하여 실리카 알콕사이드 기반 실리카 에어로겔과 유사한 기공구조를 나타낼 수 있음을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제24권12호
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• pp.671-676
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• 2014

It is known that bones get damaged by accidents and aging. Since the discovery of Bioglass, various kinds of ceramics have been also found to bond to living bone; some of these ceramics are already being clinically used as bone-repairing materials. In the present study, antibacterial calcium silicate gel ($Ag-30CaO{\cdot}70SiO_2$ gel) was prepared by sol-gel method in order to control the microstructure, which is related to the dissolution rate and induction period of apatite formation in body environment. In addition, biological $Ag-30CaO{\cdot}70SiO_2$ is tested. This was done to impart antimicrobial activity to the $30CaO{\cdot}70SiO_2$. Ag ion was added during sol-gel synthesis to replace the $H_2O$ added during the making of the $30CaO{\cdot}70SiO_2$ gel, which has silver solutions of various concentration. After the sol-gel process, 1N-$HNO_3$ solution was used to wash the gel when synthesizing the gel, in order to maintain the porous structure and remove PEG, water soluble polymers. Then, the apatite forming ability of the sol-gel derived CaO-$SiO_2$ gels was investigated using simulated body fluid (SBF), which had almost the same ion concentration as that of human blood plasma. The gels were analyzed by FT-IR spectroscopy, SEM observation, XRD, and fluorescent microscopy. The apatite was successfully created even after washing the gel; apatite is present in an amorphous state, and was found to affect the concentration of the Ag ion in cells in MC3T3 live & dead assay results. From these results, it is suggested that a good material that can be used to repair defects of nature bone is $Ag-30CaO{\cdot}70SiO_2$ gel.

• 한국식품과학회지
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• 제29권2호
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• pp.320-325
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• 1997

이소말토올리고당의 생산에 사용되는 Aspergillus niger 유래의 TG의 고정화를 위해 여러가지 방법을 비교하여 고정화방법을 선정하였다. 이온결합과 흡착, entrapment, 공유결합과 금속이온을 이용한 결합 등을 이용하여 TG의 고정화를 시도하였다. TG의 고정화를 위해서는 수율면에서 우수하고(61.3%) 간편성도 있는 CNBr-activated sepharose 4B를 이용한 고정화 방법을 선정하였다. DEAE-sephadex를 이용한 이온결합에 의해서는 33.1%, Diaion HP-20를 이용한 흡착법에 의해서는 22.5%의 수율을 보였으나 CNBr-activated sepharose 4B를 이용한 고정화 방법에 비해 수율과 안정성이 낮아 제외하였다. Entrapment에 의한 고정화는 bead내의 확산저항으로 인해 최종산물의 생성에 불리한 것으로 판단되었고 magnesium silicate, silica gel, glass bead 등의 담체를 이용한 고정화방법은 낮은 수율로 인해, 금속이온을 이용한 경우 역시 낮은 수율과 장시간의 준비로 인해 고정화방법으로 부적당하다고 판단되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.297-306
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• 2014

Recently nano-materials are gaining more importance in the construction industry due to its enhanced energy efficiency, durability, economy, and sustainability. Nano-silica addition to cement based materials can control the degradation of the fundamental calcium-silicate-hydrate reaction of concrete caused by calcium leaching in water as well as block water penetration and therefore lead to improvements in durability. In this paper, the influence of synthesized nano silica from locally available rice husk on the mechanical properties and corrosion resistant properties of OPC (Ordinary Portland Cement) has been studied by conducting various experimental investigations. Micro structural properties have been assessed by conducting Scanning Electron Microscopy, Thermo gravimetry and Differential Thermal Analysis, X-Ray Diffraction analysis, and FTIR studies. The experimental results revealed that NS reacted with calcium hydroxide crystals in the cement paste and produces Calcium Silicate Hydrate gel which enhanced the strength and acts as a filler which filled the nano pores present in concrete. Hence the strength and corrosion resistant properties were enhanced than the control.

• 한국디지털건축인테리어학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.59-66
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• 2012

This study is interested in identifying the effectiveness of alkali-activated fire protection material compounds including the alkali-activator such as potassium hydroxide, sodium silicate and fly ash as the fire resistant finishing materials. Also, this paper is concerned with change in compressive strength and pore structure of the alkali-activated fire protection material at high temperatures. The testing methods of fire protection materials in high temperature properties are make use of TG-DSC and mercury intrusion porosimetry measurements. This study results show that compressive strength is rapidly degraded depending on a rise of heating temperature. Porosity showed a tendency to increase irrespective of specimen types. This is due to both the outbreak of collapse of gel comprising the cement and a micro crack by heating. However, alkali-activated fire protection material composed of potassium hydroxide, sodium silicate and fly ash has the thermal stability of the slight decrease of compressive strength and porosity at high temperature. These thermal stability is caused by the ceramic binding capacity induced by alkali activation reaction by the reason of the thermal analysis result not showing the decomposition of calcium hydrate.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제4권4호
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• pp.29-38
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• 1988

약액주입도결토에 대한 연구의 주 목적중 하나는 약액주입으로 인한 토성변화를 연구하는 것이다. 특히 약액주입으로 인한 흙의 탄성계수나 전단계수와 강도특성의 변화는 우리의 관심을 끌어왔다. 본 연구에서는 입경에 따라 비표면적이 변화하므로 이에 의한 영향을 구명하고져 미고결기와 고 결토에 대한 일축압축 및 삼축압축시험을 실시하여 사질토의 장경이 물유리계약액고결토의 강도 및 강성에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. 연구결과 시료토의 날경이 작을수록 고결토의 강도 및 강주이 증대되는 것이 발견되었으며, 모래의 비표면적과 약액겔강도와의 상관성을 구명함으로써 고결토의 담담추정의 가능성을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권8호
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• pp.5-13
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• 2012

본 연구는 최근 개발된 알칼리성 실리카졸 그라우팅재의 적용성 및 주입효과를 규명한 것으로서 연구에 사용된 그라우트재는 3차원겔 형성재인 알칼리성 실리카졸 그라우팅재와 규산나트륨 그라우팅재에 대한 공학적 특성을 비교하기 위하여 실내시험을 실시하여 강도특성 및 환경영향성을 검토하였으며, 현장시험 등을 통해 차수성과 주입효과를 검토하여 현장적용성을 규명하고자 하였다. 실내시험결과 알칼리성 실리카졸의 일축압축강도는 규산나트륨에 비해 약 5배 정도 증가하는 현상이 나타났고 용탈시험결과 용탈되는 원소의 총량도 극히 작아 친환경적인 재료임이 입증되었다. 현장시험결과 동수층에서도 상당한 투수계수 저감효과를 확인하였고, 시방기준인 $10^{-5}cm/sec$보다 낮은 투수계수를 확보하였다. 주입확인시험결과 페놀프탈레인 반응시험, 전기비저항탐사에서 주입효과가 양호한 것으로 나타났다.