간행물
복합신소재구조학회 논문집 KCI 등재 Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures
- 발행기관 한국복합신소재구조학회
- 자료유형 학술지
- 간기 격월간
- ISSN 2093-5145 (Print)2288-0232 (Online)
- 수록기간 2010 ~ 2025
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 532DDC 624
권호리스트/논문검색
Vol.16 No.2 (2025년 4월) 6건
1.
2025.04
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철근 콘크리트는 주요 건축 자재로서 다양한 구조 시스템에 널리 사용됩니다. 하지만 시간이 지남에 따라 동결-해동 주기, 철근 부식 등의 요인으로 인해 내구성이 저하되는 경우가 많습니다. 최근 탄소섬유강화폴리머(CFRP)는 강철보다 높은 중량 대비 강도, 동결융해 손상 저항성, 부식 저항성 등의 장점으로 인해 큰 주목을 받고 있습니다. 이러한 장점에도 불구하고 국내외 연구를 검토한 결과, CFRP 그리드에 대한 실험 연구가 부족하여 실험을 통한 CFRP 그리드 포장 공법 검증의 필요성이 강조되고 있습니다. 이 연구는 알칼리 노출에 따른 CFRP 그리드 포장 공법의 동결-해동 저항성과 강도 저하를 평가하는 것을 목표로 했습니다. 연구 결과, 인발 공법으로 제조된 CFRP 그리드는 RTM 공법으로 제조된 그리드에 비해 동결-해동사이클 후 강도가 10% 감소하고 알칼리 노출 시 최대 32.8%의 강도 감소가 발생하는 것으로 나타났습니다.
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2.
2025.04
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전 세계 이산화탄소 배출량이 지속적으로 증가하면서, 환경 개선 및 탄소 격리를 위한 다양한 연구들이 진행되고 있 다. 건설 산업에서도 탄소를 줄이기 위한 연구로 바이오차를 건설 자재에 사용하여, 탄소 격리를 위한 방법으로 진행되고 있다. 바이오차는 바이오매스를 열분해하여 생성한 숯으로, 높은 탄소 함량과 다공성 구조가 특징이며, 탄소 격리를 위한 물질로 떠오 르고 있다. 본 연구에서는 시멘트 사용량을 줄이고 바이오차를 혼입한 콘크리트를 건설 자재로써 가능성을 확인하고자 하였다. 이를 위해 시멘트의 일부를 바이오차로 치환하여 혼입한 콘크리트의 역학적 특성(슬럼프, 공기량, 압축강도)과 질량 기반 특성 (흡수율, 밀도, 공극률)을 평가하였다. 바이오차의 시멘트 치환율은 0%, 5%, 10%로 설정하였다. 바이오차의 수분 흡수 및 보유 력에 따라 바이오차의 시멘트 치환율이 증가할수록 슬럼프는 감소하였다. 바이오차의 다공성 구조를 SEM 실험으로 확인하였으 며, 이에 따라 콘크리트에서의 공극 형성으로 바이오차의 시멘트 치환율이 증가할수록 공기량과 흡수율이 증가하였다. 바이오차 의 시멘트 치환율 5%에서 압축강도와 비강도가 가장 높은 값으로 나타났으며, 탄소 격리를 위한 방법으로 건설 자재 활용의 가능성을 확인하였다.
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3.
2025.04
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본 연구에서는 EBR 및 EBROG 기법으로 부착된 CFRP판과 콘크리트 모체 간 부착성능을 평가하였다. 실험 변수로는 콘크리 트 압축강도, 홈의 개수 및 깊이를 고려하였으며, 총 21개의 시편을 대상으로 단일 랩 전단 실험을 수행하였다. 실험 결과, EBROG 기법을 적용한 시편은 EBR 기법을 적용한 시편보다 최대 62% 높은 부착 강도를 보였다. 또한, 홈의 개수와 깊이가 증가할수록 부착강 도도 증가했으나, 홈이 3개일 때 가장 높은 증가율을 기록하였다. 한편, 콘크리트 압축강도가 증가할수록 부착강도도 상승했지만, 압축 강도가 가장 높은 시편에서는 오히려 부착강도 증가율이 가장 낮았다. 아울러, EBROG 기법으로 부착된 CFRP 판의 유효 변형률을 예측하는 모델을 개발하기 위해 실험 데이터를 기반으로 회귀 분석을 수행하였다. 제안된 모델의 예측값과 실험값의 비의 평균과 표준 편차는 각각 1.002 및 0.032로 나타나, 해당 모델이 유효 변형률을 정확하게 예측할 수 있음을 확인하였다.
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4.
2025.04
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Over the past decade, a global emphasis has been placed on reducing carbon emissions, with the construction industry given particular attention in this regard. In reinforced concrete structures, one proposed method to reduce carbon emissions during manufacturing is to replace steel bars with fiber reinforced polymer (FRP) reinforcing bars. Accordingly, this study conducts flexural tests on concrete FRP (CFRP)-reinforced prefabricated slabs to investigate the joints between these slabs. The experimental variables include the types of connecting reinforcing bars used at the joints of two prefabricated slabs. The experimental results revealed the following: 1) the moment capacity of the slabs did not reach the nominal moment due to the insufficient length of the CFRP reinforcing bars, and 2) steel bars were found to be more suitable than CFRP reinforcing bars for connecting prefabricated slabs, as they promote ductile failure.
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5.
2025.04
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지진이라는 재해는 인류가 직면하고 있는 재해 중 가장 파괴적인 자연재해 중 하나로 인명, 자연을 포함한 인프라, 경제에도 지대한 영향을 끼질 수 있다. 세계적으로도 최근 수년간 환태평양 조산대를 기점으로 지진의 빈도가 꾸준히 증가해왔으며 강도 또한 상승해져왔다. 규모가 7 가량을 넘는 지진부터는 인류가 대처하기 힘들만큼 많은 에너지가 발생되며 특히나 우리나라와 밀접히 인접해 있는 일본의 경우 난카이 대지진과 같은 이슈가 발생하여 그 경계의식이 높아진 실정이다. 따라서 이에대한 지진 에너지를 효과적으로 흡수하고 분살시킬 수 있는 댐퍼장치들이 많이 발명되었고 여기에 적용되는 많은 압축 소재들이 개발되고 있다. 현재까지는 많은 댐퍼 장치가 고무를 압축재료로 사용하고 있으며 이를 대체하기 위해 폴리우레탄이라는 고분자 재료가 개발되었지만 낮은 하중에도 쉽게 변형이 발생하는 한계가 발생하는 문제가 있다. 따라서 본 연구에서는 폴리케톤이라는 물질을 재료적 성능 평가를 통해 제안한다. 폴리 케톤은 합성될 때 일산화탄소를 매개로 하기 때문에 탄소저감에도 효과적인 물질이다. 이러한 폴리케톤을 폴리우레탄과 반복 압축 실 험을 통해 비교하였으며 시편의 길이, 선행압축의 유무 등의 변수를 적용하여 실험을 진행하였다. 이후 힘-변형 그래프, 최대 압축성능, 에너지 소산 능력, 초기회복력 등의 성능을 확인하였다. 실험 결과 모든 결과가 폴리케톤이 폴리우레탄보다 우수한 성능을 나타냈으며 내진 구조용 압축소재로서의 적용 가능성을 입증하였다.
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6.
2025.04
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본 연구는 아민화 셀룰로오스 나노섬유(CNF)를 시멘트 복합체에 적용하여 기계적 및 미세구조적 성능 향상을 도모하고자 하였다. CNF는 (3-aminopropyl) triethoxysilane (APTES)를 활용해 화학적으로 개질하였으며, 이는 시멘트 수화 생성물과의 계면 결합력 및 분산성을 향상시키기 위한 목적이다. 표면 개질의 성공 여부는 주사전자현미경(SEM)과 X-선 회절 분석(XRD)을 통해 확인 하였다. 다양한 함량의 개질 및 비개질 CNF를 혼입한 모르타르를 제작하여 압축강도 및 휨강도를 평가하였다. 그 결과, 아민화 CNF는 0.2% 혼입 시 압축강도 향상 효과가 가장 두드러졌으며, 휨강도는 0.3%에서 가장 우수한 성능을 나타내었다. 미세구조 분석을 통해, 아민화 CNF가 시멘트 수화물과의 상호작용을 통해 내부 조직을 치밀하게 형성하고 공극률을 저감시키는 것으로 확인되었다. 본 연구는 화학적으로 개질된 CNF가 지속가능하고 고성능인 시멘트 복합재료 개발에 있어 유효한 기능성 첨가제로 활용될 수 있음을 시사한다.
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