공진주파수 모드를 이용하는 비파괴 평가기술법을 닥나무를 소성온도별(600, 800, 1000, $1200^{\circ}C$)로 제조한 우드세라믹에 적용하였다. 공진주파수 및 동적 탄성계수는 소성온도가 증가할수록 증가하였다. 동적 탄성계수 및 정적 휨 탄성계수와 휨강도사이에는 밀접한 상관관계가 나타났다. 따라서 공진 주파수 모드를 사용하는 동적 탄성계수측정은 소성온도에 따라 제조된 우드세라믹의 휨강도를 예측하는 비파괴 평가 방법으로 유용할 것으로 판단된다.
본 연구는 고층 목조건축에 사용되는 대형 목재 패널인 CLT의 낮은 rolling shear strength를 개선하기 위해 hybrid CLT의 연구 개발 동향을 분석하였다. 이를 통해 CLT의 국산화를 위한 연구개발 방향에 활용 가능한 기초자료를 마련하고자 하였고, 낮은 rolling shear strength를 향상시키기 위한 방안으로 활엽수 층재 사용, 층재 배열 각도 변화, 구조용 목질복합체의 사용이 주를 이루고 있다. 활엽수 층재는 침엽수 보다 rolling shear strength와 shear modulus 모두 2배 이상의 높은 값을 나타내므로 활엽수 층재 사용 및 미이용 수종의 활용이 가능함을 확인하였다. 층재 배열 각도 변화에 따라 rolling shear stength 1.5배, shear modulus 8.3배, bending stiffness 4.1배 향상되어 층재 배열 각도를 감소시킴으로써 CLT 강도 향상을 확인하였다. 구조용 목질재료는 기존에 강도성능이 확보된 재료로 층재로 사용하였을 때 최대 MOR 1.35배, MOE 1.5배, rolling shear strength 2배 향상되었고, 층재 간의 접착강도 또한 집성재 블록전단강도 기준인 7.0 N/mm2을 확보할 수 있었다. 선행연구결과를 통해 MOE 7.0 GPa, MOR 40.0 MPa 이상의 휨 특성을 가진 구조용 목질재료를 사용하였을 때 강도성능이 향상됨을 확인하였다. 이를 통해 구조용 목질재료 층재 강도 기준으로 판단하였다. rolling shear strength 개선하기 위한 최적의 방법은 기존 규격에 의한 강도값을 가진 구조용 목질재료의 적용이 가장 유리할 것으로 판단하나, 구조용 목질재료의 섬유 배열에 따른 CLT 층재 배열 방향, 층재 간 접착 강도 등에 대한 추가적인 연구가 필요하다.
본 연구에서는 잣나무 곡선부재의 휨 성능을 향상시키기 위하여 Glass fiber 소재의 보강재와 낙엽송 층재로 보강한 만곡 복합집성재를 제작하였다. 잣나무 만곡집성재는 보강유무 및 보강방법에 의하여 다섯 종류로 제작되었다. 대조시험편인 Type-A는 잣나무 층재로만 제작된 시험편이며, Type-B는 최외층에 잣나무 대신 동일한 두께의 국내산 낙엽송층재로 제작한 시험편이다. Type-C는 직물형태의 glass fiber cloth가 매 층재 사이에 삽입된 시험편이다. Type-D는 glass fiber cloth가 최외층재들의 안쪽과 바깥쪽에 2장씩 보강된 시험편이다. Type-E는 sheet 타입의 GFRP를 Type-D와 동일한 위치에 1장씩 보강한 시험편이다. 휨 강도 시험 결과, Type-A의 파괴계수와 비교하여 Type-B는 29%, Type-C는 6%, Type-E는 48% 증가되었으며 Type-D는 오히려 2% 감소하였다. 파괴모드에서 Type-A와 Type-B 그리고 Type-C는 최대하중에 도달하는 순간 완전히 파단되는 경향을 보였다. 그러나 Type-D와 Type-E는 보강재에 의해 파단이 억제되어 하중의 감소가 천천히 진행되었으며, 보강재 GFRP sheet(Type-E)는 압축응력과 인장응력에 대한 보강효과가 glass fiber cloth(Type-D)보다 양호한 것으로 확인되었다.
폐목질원료로서, 제재, 합판, PB, MDF와 폐침목 등의 해머밀에 의한 파쇄특성과 재생파티클 종류와 혼합비율에 따른 재생보드의 물성을 구명함으로써, 보드원료로서 재자원화 하는 방안을 모색해 보고자 하였다. 그 결과, 재생보드의 휨성질은 목질원료의 입자형태 및 입도분포에 크게 영향을 받으며, 파티클, 섬유와 같은 element가 압축고화된 상태의 판넬(PB, MDF)로부터 재생한 파티클은 물성저하를 초래하였다. 그러나, 재생파티클에 이미 도포 경화된 수지에 의해 재생보드의 치수안정성이 향상되는 효과가 있다. 따라서, 보드원료로서의 적합한 요건은 건전폐목재(제재, 합판)와 저급폐목재(PB, MDF)의 적정한 혼용에 있다고 할 수 있다. 본 연구에서는 건전폐목재 재생파티클과 재생 PB파티클의 혼용시험에서 제재파티클이 휨성질(MOR, MOE)과 박리강도에 기여하고, 합판파티클은 치수안정성에 더욱 기여하는 경향을 나타냈다. 또한 보드의 중층용 원료로 재생PB파티클의 혼합비율을 증가함에 따라서 보드의 휨성능이 감소되는 경향을 나타냈지만 혼합률 40%까지는 유의차가 없이 보드 15형(MOR : $153kgf/cm^2$, MOE : $27.5tonf/cm^2$) 수준의 성능이 구비되었다. 향후 생활폐목재(폐가구 등)와 같은 저급폐목재의 활용방안이 강구된다면 보드원료의 수급에 한층 기여할 수 있을 것이다.
본(本) 연구(硏究)는 COMPLY의 core에 사용(使用)되는 파티클보오드를 내수처리(耐火處理)파티클보오드로 사용(使用)하였을 때 COMPLY의 강도적(強度的) 성질(性質)에 미치는 영향(影響)을 규명하고져 실시(實施)하였다. Ammonium sulfate의 경우 COMPLY의 MOR은 약액농도(藥液濃度)가 증가(增加)함에 따라 약액농도(藥液濃度)가 10%까지는 증가(增加)하나 그 이후(以後)는 감소(減少)하는 경향(傾向)을 나타내고 있으며 Minalith의 경우는 ammonium sulfate의 경우와는 반대경향(反對傾向)을 나타내고 있다. COMPLY의 MOE는 약액농도(藥液濃度)가 증가(增加)함에 따라 감소(減少)하는 경향(傾向)을 나타내고 있지만 약액농도간(藥液濃度間)에 유의적(有意的)인 차이(差異)는 나타내고 있지 않다. COMPLY의 전단강도(剪斷強度)는 약제(藥劑)의 처리농도증가(處理濃度增加)에 따라 증가(增加)하는 경향(傾向)을 나타내고 있으나 유의적(有意的)인 차이(差異)는 없으며 ammonium sulfate보다는 Minalith가 더 양호(良好)한 결과(結果)를 나타내고 있다. COMPLY의 목피율(木破率)은 15%농도(濃度)까지는 증가(增加)하는 경향(傾向)을 보이고 있으나 그 이후(以後)는 감소현상(減少現象)을 나타내고 있다. 평행(平行) 및 교호적층재(交互的層材)의 결과(結果)는 COMPLY 결과(結果)보다 대체로 좋은 결과(結果)를 나타내고 있으나 무처리(無處理)파티클보오드의 결과(結果)는 저조(低調)한 결과(結果)를 나타내고 있다. 약제처리(藥劑處理) COMPLY의 MOR, MOE는 무처리(無處理) 파티클보오드의 결과(結果)보다 136%, 170%로 각각(各各) 증가(增加)하였다. 따라서 내수처리(耐火處理)로 인(因)한 파티클보오드의 강도감소현상(強度減少現像)은 COMPLY를 제조(製造)함으로서 강도적(強度的) 특성(性質)을 개선(改善)시킬 수 있다.
본 연구는 왁스첨가순서(添加順序), 첨가량(添加量), 왁스종류(種類)가 Isocyanate 접착(接着) PB의 성질(性質)과 내수성(耐水性)에 미치는 영향(影響)을 구명(究明)하기 위해서 실시(實施)되었다. 왁스첨가순서(添加順序)는 PB의 기계적(機械的) 성질(性質) 및 내수성(耐水性)에 유의적(有意的)인 영향(影響)을 미치지는 않았다. 왁스에멀젼 첨가량(添加量)을 증가(增加)시킴으로써 접착력(接着力) 및 휨강도(强度) 내수(耐水) MOR은 감소(減少)되었지만 상태(常態) MOR 및 MOE는 감소(減少)되지 않았다. 상태접착력(常態接着力), 상태(常態) 및 내수(耐水) MOR과 MOE는 솔리드왁스량(量)을 증가(增加)시킴으로써 감소(減少)되지 않았지만 내수접착력(耐水接着力)은 감소(減少)되었다. 1% 및 1.5% 왁스량(量)을 첨가(添加)한 보드는 0.5% 왁스를 첨가(添加)한 보드와 비교(比較)해 보았을 때 내수성(耐水性)이 증가(增加)되지는 않았다. 솔리드왁스를 첨가(添加)한 보드의 접착력(接着力)은 왁스에멀젼을 첨가(添加)한 보드보다 더 좋은 결과(結果)를 나타내었다. 휨강도(强度)의 MOR 및 MOE, 내수성(耐水性)은 솔리드왁스와 왁스에멀젼간에 유의적(有意的)인 차이(差異)를 보이지는 않았다.
2개 이상의 보부재 집성재 요소들의 측면접착으로 제작된 "블록접착집성재"는 대단면 목조건축물의 건축부재로 활용 가능한 구조용재다. 블록접착집성재의 측면은 접착제의 종류와 도포량 및 압체압력을 각기 다른 조합으로 접착하여 박리시험과 전단블록시험으로 접착성능을 검토하였다. 실험결과 레조시놀접착제 $500g/m^2$을 도포하고 압체압력 1.5 MPa의 조건으로 제작된 블록접착집성재의 측면접착성능이 가장 양호하였다. 양호한 측면접착조건으로 제작된 블록접착집성재는 동일단면계수의 대조군 집성재와 휨 강도 성능을 비교 검토하였다. 블록접착집성재의 휨 탄성계수는 대조군 집성재와 유사하였으며, 파괴계수는 대조군집성재 보다 27% 향상되었다. 할렬은 대조군집성재 보다 블록접착집성재에서 다량 발생하였으며, 블록접착집성재의 측면접착층에서 계면파괴나 응집파괴는 관찰되지 않았다.
이 연구에서는 가문비나무를 이용하여 직교형적층재를 제작하였고, 섬유직각방향라미나의 연륜경사각이 직교형적층재의 정적 휨 강도성능에 미치는 영향을 조사하였다. 3층 모두가 섬유직각방향라미나로 구성된 평행형적층재($P_{\bot}$ 타입)의 휨 강도성능은 연륜경사각 $90^{\circ}$ > $0^{\circ}$ > $45^{\circ}$의 순이었고, 연륜경사각 $45^{\circ}$에서 휨 탄성계수는 0.0989 GPa, 휨 강도는 3.25 MPa로 가장 적은 값을 나타내었다. $P_{\bot}$ 타입의 중층에 섬유방향라미나를 배열하는 것에 의해 휨 강도성능은 현저히 향상되었다. 표층이 섬유직각방향라미나로 구성된 직교형적층재($C_{\bot}$ 타입)의 경우, 휨 강도성능은 연륜경사각 $90^{\circ}$ > $0^{\circ}$ > $45^{\circ}$의 순이었으나, 연륜경사각에 의한 차이는 평행형적층재에 비해 감소하였다. 중층에 섬유직각방향라미나를 배열한 직교형적층재($C_{\parallel}$ 타입)의 경우, 휨 강도성능은 $P_{\bot}$ 타입 및 $C_{\bot}$ 타입과 다르게 $45^{\circ}$ > $90^{\circ}$ > $0^{\circ}$의 순으로 연륜경사각 $45^{\circ}$에서 휨 탄성계수는 12.0 GPa, 휨 강도는 55.8 MPa로 가장 높은 값을 나타내는 것이 확인되었다.
인피섬유로 한지를 제조하고 남은 닥나무 목질부를 고부가치화 하기 위하여 닥나무 목질부로 제조된 파티클보드를 이용하여 탄화온도 변화에 따른 닥나무재료 우드세라믹을 제조하여 물성을 검토하였다. 밀도, 휨강도성능, 브리넬 경도, 압축강도 등은 탄화온도가 증가할수록 증가하였으며 밀도와 휨강도성능, 경도, 압축강도사이에는 유의성이 인정되는 밀접한 상관관계를 나타내었다.
This study was carried out to examine the practicality of DAP[$(NH_4)_2HPO_4$] as fire retardant for plywood by static bending test the redried plywoods which had been soaked in 20% $(NH_4)_2HPO_4$ solution. Being hot/cold soaked in the solution for 3/3, 6/3, 9/3 and 12/3 hours and redried by cyclic press-drying method at the platen temp. of 130, 145, 100 and $175^{\circ}C$, the treated plywoods were tested to offer the mechanical data, that is, $S_{pl}$(stress at proportional limit), MOE(modulus of elasticity), MOR(modulus of rupture) and $W_{pl}$(work per unit volume to proportional limit ) in flexure. The results obtained were summarized as follows. 1. $S_{pl}$ of fire retardant treated plywoods ("FRP" would be used hereinafter) decreased as the platen temperature increased, but it was superior to that of non-treated plywoods(Control) at $160^{\circ}C$ or higher. 2. MOE of FRP decreased roughly with the increase of temperature, hut this tendency was not constant. And the value of FRP was higher than that of Control even at $175^{\circ}C$. 3. MOR of FRP showed same temperature-dependent tendency as MOE, but it was influenced more sensitively at the higher temperature. 4. $W_{pl}$ of FRP also decreased gradually with the increase of platen temperature and the value in DAP 9/3 treatment was Jess than 70% of control plywoods. 5. In view of redrying time and mechanical properties, the most reasonable platen temperature for DAP treated FRP was $160^{\circ}C$ in this study.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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