• 콘크리트학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.47-56
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• 2007

최근들어 고속도로, 고속철도, 지하철등의 건설이 증가하면서 터널의 건설도 늘어나고 있는 추세이다. 이러한 터널 공사에서 필수적으로 따르는 것이 숏크리트 공정이며 이러한 숏크리트의 시공은 앞으로도 더욱 증가할 추세에 있다. 그러나 숏크리트의 광범위한 시공에도 불구하고 여러 가지 문제점을 내포하고 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 현행 숏크리트의 현황과 문제점을 분석하고, 고품질의 숏크리트 시공을 위하여 실리카퓸 숏크리트의 성능 및 적용성에 대해 분석하였다. 또한 숏크리트의 장기적인 안정성 확보를 위해서는 복합적인 환경조건을 고려한 열화 특성을 파악할 필요가 있다. 본 연구에서는 건습 반복, 동결융해 및 탄산화 등의 열화 인자를 복합적으로 적용한 열화 시험을 수행하였다. 특히, 우수한 강도 증진 효과로 국외에서 많이 사용되고 있는 실리카퓸을 적용하여 혼화재 치환에 따른 숏크리트의 장기 내구 특성을 평가하였다. 복합 열화 시험 결과 실리카퓸을 혼입한 숏크리트는 다른 배합에 비해 가장 양호한 결과를 나타냈고, 실리카퓸은 강도 증진 효과와 함께 강섬유 혼입에 의한 열화 현상을 최소한으로 감소시켜 숏크리트의 장기 내구성을 확보하는데 효과가 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.346-351
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• 2018

금속 3D 프린팅 기술은 레이저 빔의 초점에 금속분말을 주입하는 방식에 따라 대표적으로 PBF(Powder Bed Fusion)방식과 DED(Direct Energy Deposition)방식으로 나뉜다. DED 방식은 금속 분말 도포와 동시에 레이저를 조사하여 3차원 구조물을 제작하는 금속 3D 프린팅 기술이고, PBF 방식은 일정 높이로 3차원 그래픽을 슬라이싱 한 후 한 층씩 금속 분말을 적층하여 레이저를 이용해 3차원 구조물을 제조하는 방식이다. DED 방식을 사용하면 레이저 클래딩, 금속 용접 등에는 강점을 가지지만 3D 형상을 제작할 경우 밀도가 낮아지는 문제점이 발생한다. DED 방식에서의 구조체 밀도 문제를 해결하기 위해 PBF 방식을 도입하면 상대적으로 밀도가 높은 3차원 구조물을 제작하는데 용이하다. 본 논문에서는 갈바노 스캐너와 광섬유로 전송되는 Nd:YAG 레이저 빔을 이용한 약 $30{\mu}m$ 크기의 스테인리스 강 분말을 이용하는 PBF 방식의 3차원 프린터를 제작하고, 이를 이용하여 얇은 금속 구조물을 제작하였다. 또한 레이저의 조사 횟수, 출력, 초점 크기, 스캐닝 속도에 따른 선폭의 최적조건을 찾았으며, 그 결과 최적 조건은 레이저 조사 횟수 2회, 출력 30 W, 초점 크기 $28.7{\mu}m$, 스캐닝 속도 200 mm/s에서 최소 선폭은 약 $85.3{\mu}m$로 측정되었다.

• 한국대기환경학회지
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• 제34권2호
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• pp.269-280
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• 2018

This paper reports the results of field evaluation to determine the levels of heavy metals in major industrial complexes in Korea over a seven year period (2007~2013). The measurement of heavy metal was conducted using quartz fiber filter sampling and ICP-AES analysis. In order to validate the analytical performance of these methods, studies were also carried out to investigate data quality control(QC) parameters, such as the method detection limit (MDL), repeatability, and recovery efficiencies. The average concentrations of total suspended particulates (TSP) for the nine industrial complexes in Korea were $104{\sim}169{\mu}g/m^3$, which was higher than other industrial complexes and urban areas. The Sihwa and Banwol industrial complexes were shown to be the biggest contributing sources to high TSP emission ($159{\mu}g/m^3$ and $169{\mu}g/m^3$, respectively). The concentrations of heavy metals in TSP were higher in the order of Fe>Cu>Zn, Pb, Mn>Cr, Ni, As and Cd. It was observed that Fe was the highest in the Gwangyang and Pohang steel industrial complexes. The concentrations of Zn and Pb were high in Onsan, Sihwa and Banwol industrial complexes, and this was attributed to the emission from the nonferrous industry. Additionally, Cr and Ni concentrations were high in the Sihwa and Banwol industrial complexes due to plating industry. On the other hand, Ulsan and Onsan industrial complexes showed high Cr and Ni concentrations as a response to the emission of metal industry related to automobile. The correlation analysis revealed the high correlation between Cr and Ni in plating industry from Sihwa and Banwol industrial complexes. Adding to this, components related to coal combustion and road dust showed high correlation in Pohang and Gwangyang industrial complexes. Then Onsan and Ulsan industrial complexes showed high correlation among components related to the nonferrous metals.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.603-610
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• 2006

철근콘크리트 구조물의 외부 비부착 보강방식은 다른 보강기법과 비교하여 설치가 빠르며 간단하다는 장점을 가진다. 고장력 인장봉을 사용한 보강방식은 강판 또는 탄소섬유쉬트 부착공법과는 달리 설치를 위한 콘크리트 표면가공이 필요치 않고 환경적인 조건에 영향을 받지 않는다. 본 연구를 통해 개발된 보강방식은 정착핀 또는 정착판을 통하여 보의 단부에서 고장력 인장봉과 RC보를 연결하는 보강방식이다. 여기에 편심기를 통하여 외부보강 강봉이 RC보의 곡률에 대응하도록 하였다. 본 논문에서는 보강된 RC보에 관한 총 10개의 실험체 제작하여 실험을 실시하였다. 실험의 주요 변수는 보강재료의 직경, 강봉 보강의 깊이와 개수이다. 본 논문에서는 본 연구를 통하여 개발된 보강공법으로 보강된 RC보의 구조적 거동을 기술하였으며, 보강된 RC보의 실험 결과를 무보강 실험체와 비교하였다. 실험결과 제안된 보강방법은 무보강 실험체와 비교하여 매우 우수한 강도 증진효과를 나타내었고 편심장치의 사용은 효율성을 향상시켰다. 또한, 두개의 편심기를 사용한 실험체는 1개의 편심장치를 사용한 실험체에 비해 모멘트 성능이 우수하였고, 외부보강 강봉은 보의 휨강도 뿐만 아니라 전단강도를 향상시키는 결과도 가져왔다.

• 한국가스학회지
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• 제9권1호
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• pp.1-8
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• 2005

본 연구에서는 $9\%$ 니켈강재식 LNG저장탱크에 대한 누설 안전성을 여러 가지 단열재와 코너 프로텍션, PC 구조물 사이에 존재하는 열저항 평형온도 효과를 고려하여 유한요소법으로 해석하였다. FEM 계산결과에 따르면, 파이버 글라스 블랑켓, 펄라이트 파우더, 셀루러 글라스 단열재 등은 재질의 취약한 강도 때문에 누설 LNG에 의한 하중이 가해지면 단열재 자체가 파손되므로 누설 안전성을 보장할 수 없게 된다. 그러나, 내부탱크와 단열재가 동시에 파손되어도 $9\%$ 니켈강재로 제작된 코너 프로텍션(CP) 예응력 콘크리트(PC)구조물의 외부탱크는 LNG의 복합하중에 대하여 강도 안전성을 확보하고 있으므로, 누설 LNG를 최소한 10일 정도는 안전하게 체류시킬 수 있다. 따라서, $9\%$ 니켈강제식 LNG 저장탱크 시스템은 이들 두 가지 구조물에 의해 누설 안전성이 확보된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.427-434
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• 2005

본 연구에서는 실리케이트계 급결제, 알루미네이트계 급결제, 시멘트 광물계 급결제를 사용하여 모르타르의 응결시간과 압축 강도를 실내시험하고, 현장에서 제작된 공시체로 숏크리트의 압축강도, 휨 강도, 휨 인성 및 리바운드율 시험을 시행하여, 급결제가 숏크리트에 미치는 응결, 강도, 시공성을 비교 검토하고, 특히 시멘트광물계 급결제의 성능을 평가하였다 급결제 종류별로 비교한 압축강도의 값은 각 재령별로 숏크리트의 강도 기준에는 적합하였으나 재령 28일의 강도비 $75\%$ 이상의 규정에는 시멘트광물계만이 $87\%$로 규격에 적합하였다. 휨강도시험 결과는 강섬유 숏크리트에 대한 기준에 시멘트광물계는 모든 적합하였으나 알루미네이트계는 재령 28일에서만 기준치에 적합하였으며, 실리케이트계는 모든 기준에 미흡하였으며, 휨 인성 실험결과 한국도로공사 기준에 시멘트광물계와 알루미네이트계는 규정값에 적합하였으나, 실리케이트계는 이기준에 미흡하였다 리바운드율 시험결과는 대체로 $11{\~}19\%$사이였으며, 시멘트광물계 급결제를 사용한 쪽이 알루미네이트계와 실리케이트계 급결제를 사용한 것보다 $2{\~}3\%$ 정도 작게 나타났다. 시멘트광물계 급결제는 초기의 높은 강도와 함께 종래의 급결제가 가지는 장기강도 저감을 극복하고 고강도화 됨으로써 고성능 숏크리트의 품질확보 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.319-332
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• 2004

복합재료(FRP)는 재료적 고비강도, 고내구성 등으로 인하여 건설분야에 널리 사용되고 있어, 본 연구에서는 인발성형된 FRP 바닥판의 형상최적설계를 수행하였다. 최적설계의 정식화에서 목적함수는 단위모듈의 체적을 최소화하도록 하였으며, 설계변수는 바닥판 단면의 기하적 치수와 재료적 물성을 사용하였다. 반면 바닥판의 성능을 최대한 효율적으로 설계하기 위하여 설계 제약조건으로 처짐규정, 재료파괴 기준, 좌굴하중, 바닥판 최소두께와 응력을 사용하였다. 단면형상의 효율적 결정과 시공성을 고려하여 구조적 보조부재를 포함하지 않는 튜브 모양의 형상으로 제한하였으며, 최적화 알고리즘은 Index기법을 적용하여 수렴성을 극대화한 개선된 GAs를 사용하였다. 상용 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 3차원 유한요소해석을 수행하였고, 구조해석 결과를 최적화 과정에 필요한 제약조건으로 활용하고, 민감도 분석을 수행하였다. 본 연구를 통하여 개발한 최적화 프로그램을 검증하기 위하여, 40m의 지간, 폭 12.14m에 주형 간격이 2.5m인 단순교를 대상으로 하였으며, 도로교 설계 기준을 만족하는 DB-24하중을 적용하였다. 복합재료의 재료로 E-glass섬유를 사용하였으며, 최적설계를 수행한 결과 인발성형공법에 의한 실용적인 단면을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권8호
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• pp.913-920
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• 2011

본 논문은 4-매 주자직 유리섬유/에폭시 적층 복합재가 적용된 철도차량 경량 대차프레임의 피로 수명 및 강도 평가에 대해 기술한다. 대차프레임 경량화 재질로 적용된 유리섬유/에폭시 4-매 주자직 적층 복합재료의 피로특성 평가를 위하여 경사, 위사 그리고 $0^{\circ}/90^{\circ}$ 방향으로 적층된 시험편에 대하여 인장-압축 피로시험을 수행하였다. 유리섬유/에폭시 4-매 주자직 적층 복합재료의 피로시험은 5Hz의 주파수, -1의 응력비(R), $10^7$의 피로수명을 갖도록 하였다. 또한, JIS E 4207의 하중조건에 따른 대차프레임의 피로강도 평가를 Goodman 선도를 통하여 수행하였다. 유리섬유/에폭시 적층 복합재 경량 대차프레임의 피로수명 및 강도 평가기준을 만족하였으며, 무게를 고려할 경우 기존 대차프레임 재질인 SM490A 금속재에 비하여 우수한 피로특성을 갖는다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권10호
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• pp.2498-2508
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• 1993

$Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites are fabricated by squeeze infiltration method. From the misconstructive of $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites fabricated by squeeze infiltration method, uniform distribution of reinforcements and good bondings are found. Hardness value of $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites increases linearly with the volume fraction of reinforcement because SiC whisker and $Al_{2}$O$_{3}$ fiber have an outstanding hardness. Optimal aging conditions are obtained by examining the hardness of $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites with different aging time. Tensile properties such as Young's modulus and ultimate tensile strength are improved up to 30% and 40% by the addition of reinforcements, respectively. Failure mode of $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites is ductile on microstructural level. Through the abrasive wear test and wear surface analysis, wear behaviour and mechanism of 6061 aluminum and $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites are characterized under various testing conditions. The addition of SiC whisker to $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ composites gives rise to improvement of the wear resistance. The wear resistance of $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites is superior to that of Al/SiC composites. The wear mechanism of aluminum alloy is mainly abrasive wear at low speed range and adhesive and melt wear at high speed range. In contrast, that of $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites is abrasive wear at all speed range, but severe wear when counter material is stainless steel. As the testing temperature increases, wear loss of aluminum alloy decreases because the matrix is getting more ductile, but that of $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites is hardly varied. Oil lubricant is more effective to reduce the wear loss of aluminum alloy and $Al/SiC/Al_{2}O_{3}$ hybrid composites at high speed range.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.19-27
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• 2010

건축물이나 교량과 같은 RC 구조물의 경우, 다양한 유해 환경하의 재료적인 열화나 구조적 문제로 콘크리트의 노후화 및 손상이 발생하게 된다. 콘크리트의 균열이나 철근의 부식, 구조 단면의 변형 등은 구조적 안전성 저하 및 구조물 거동 특성 변화의 주요 원인이 되기도 한다. 따라서 이와 같은 콘크리트 구조물의 보수 보강을 위하여, 효과적이고 적용이 간편한 공법의 개발이 콘크리트 분야의 중요한 연구 과제 중의 하나로 인식되어 왔다. 다양한 보수 보강 기법들이 과거 수십 년 동안 개발되어 적용되고 있으며, 이중에서도 최근 FRP 복합 재료를 구조물의 외부에 접착시키는 방법을 통한 보강 방식이 많이 사용되고 있다. 이 연구는 인공 지능(AI)의 일종인 뉴로퍼지모델(ANFIS) 을 이용하여, FRP로 보강된 원주형 콘크리트 부재의 보강 효과를 분석하는데 그 목적이 있다. ANFIS 모델을 이 연구에 적용하기 위하여, 기존 연구 자료 및 실험에서 얻은 결과를 통해 학습 데이터와 시험 데이터 세트를 구축하였다. 이 연구에서 구축된 ANFIS 모델은 기존 피보강 콘크리트의 압축강도, 보강재의 두께, 보강재의 보강 겹수, 보강재의 탄성계수, 보강재의 파단강도 및 보강재와 피보강재의 체적비, 피보강재의 부재크기를 입력 자료의 파라미터로 사용하여, 압축강도, 변형률, 2차탄성계수 등을 예측하는 방식으로 활용될 수 있으며, ANFIS 모델을 통하여 예측된 결과를 기존 연구자들이 제안한 FRP 보강 콘크리트 부재의 구성 방정식과 비교할 때 더 높은 정확도로 예측이 가능함을 확인할 수 있다.