이 연구는 산업 부산물을 활용한 무시멘트 숏크리트의 압축강도를 분석하고, 기존 숏크리트와 비교하여 최적 배합설계를 도출하였다. KS F 2403 및 KS F 2405에 따라 시험을 진행한 결과, 일반 숏크리트 및 무시멘트 숏크리트 모두 숏크리트 품질기준에서 제시하고 있 는 압축강도 기준을 만족하였다. 무시멘트 숏크리트 W/B 0.45 변수의 경우 초기강도가 가장 높게 나타났다. 28일 강도는 W/B 0.45 및 W/B 0.50 변수가 일반 숏크리트 대비 동등하거나 우수한 성능을 나타냈다.이러한 친환경 무시멘트 숏크리트 현장 적용을 위해서는 급 결제를 혼입한 배합에 대한 추가 검토가 필요할 것으로 판단되고, 또한 내구성능에 대한 추가적인 실험적 연구가 필요할 것으로 판단 된다.

이 연구는 라텍스 콘크리트(LMC)의 대체재로 해조류에서 추출한 알긴산을 활용한 콘크리트를 개발하고, 이에 따른 압축 강도 및 미 세구조 변화를 분석하였다. LMC는 공극 구조 개선으로 내구성과 강도가 향상되지만, 높은 원자재 비용이 단점이다. 이를 보완하기 위 해 라텍스 대신 알긴산을 혼합한 콘크리트를 제작하고, 주사전자현미경(SEM) 분석 및 압축 강도 실험을 수행하였다. 재령 4시간 및 1일 후의 압축 강도와 10000배율 SEM 분석을 진행하였다. 알긴산 0.05% 혼입 시 가장 높은 강도를 보였으며, 0.2% 혼 입 시 강도가 감소하였다. SEM 분석에서는 LMC가 균일한 표면과 미세한 입자 분포를 보인 반면, 알긴산 혼합 콘크리트는 섬유 및 막대 구조가 형성되었으며, 알긴산 함량이 증가할수록 기공이 증가하여 강도발현이 저하되었다. 재령이 증가하면서 C-S-H 구조가 조 밀해지고 결합력이 향상되어 강도가 증가하는 양상이 관찰되었다. 보다 정확한 결과를 얻기 위해서는 에너지 분산형 X선 분광법 (Energy Dispersive Spectroscopy, EDS)등 추가적인 실험이 필요할 것으로 사료된다.

Battery electrodes, essential for energy storage, possess pores that heavily influence their mechanical properties based on the level of porosity and the nature of the pores. The irregularities in pore shape, size, and distribution complicate the accurate determination of these properties. While stress-strain measurements can shed light on a material’s mechanical behavior and predict compression limits, the complex structure of the pores poses significant challenges for accurate measurements. In this research, we introduce a simulation-driven approach to derive stress-strain data that considers porosity. By calculating relative density and the rate of volume change under compression based on porosity, and applying pressure, we conducted a parametric study to identify the elastic modulus (E) in relation to the rate of volume change. This information was utilized within a material modeling equation, generating stress-strain (S-S) curves that were further analyzed to replicate the compression behavior of the electrode material. The outcomes of this study are expected to improve the prediction accuracy of mechanical properties for porous electrode materials, potentially enhancing battery performance and refining manufacturing processes.

In this study, the pre-stress characteristics of magnetic rheological rubber, an intelligent material widely applied to mechanical systems, are measured. Intelligent materials are substances that change their properties in response to external inputs and are extensively used in mechanical systems. Magnetic rheological rubber is a representative intelligent material that can exhibit variable characteristics depending on the conditions. When measuring the physical properties of magnetic rheological rubber, it is placed in a magnetic field application device, where a magnetic field is applied, and the material is subjected to pre-stress. Similarly, when manufacturing intelligent mechanical systems using magnetic rheological rubber, pre-stress is induced by components used to apply the magnetic field. Generally, when a material is subjected to pre-stress, its properties change. Consequently, the performance of magnetic rheological rubber under pre-stress also varies. If the characteristics of the material under pre-stress change, the expected performance during design may deviate, leading to differences in the mechanical system's performance from the intended design. This variability makes it challenging to design mechanical systems based on intelligent materials, highlighting the importance of experimentally investigating their characteristics. Therefore, this study measures and identifies the pre-stress characteristics of magnetic rheological rubber under pre-stress. These findings can be applied to improve the measurement methods and design approaches for magnetic rheological rubber in pre-stressed conditions.

본 논문에서는 초기 압축 성형 공정 조건들이 단섬유 강화 복합소재 구조물의 기계적 거동 특성에 미치는 영향을 효과적으로 반영 할 수 있는 압축 성형-구조 연계 해석 방안을 제안하였다. 압축 성형 해석을 바탕으로 초기 charge의 형상 및 배치에 따른 부위별 단섬 유 배향 특성을 분석하였으며, 평균장 균질화 이론을 통해 단섬유 배향 특성에 따른 등가 이방 물성을 도출하였다. 나아가, 단섬유 배 향 정보가 Mapping된 유한요소 모델을 기반으로 초기 공정 조건들에 의해 야기되는 부위별 거동 특성 변화를 고려할 수 있는 압축 성 형-구조 연계 해석을 진행하였다. 관련 수치 예제 검증을 통해 제시된 해석 방안은 압축 성형을 통해 제작된 단섬유 강화 복합소재 구 조물 설계 과정에서 효과적인 솔루션을 제공함을 확인하였다.

본 연구는 RC(철근콘크리트) 기둥과 FRP 콘크리트 기둥의 압축성능을 P-M 상관도를 통해 비교, 분석하였으며, 특히 콘크리 트 압축강도, 보강비, FRP의 탄성계수 변화에 따른 기둥의 거동 특성을 분석하였다. 연구 결과, 고강도 콘크리트(40MPa 이상) 사용 시 FRP 보강 기둥의 성능이 RC 기둥을 상회하며, 균형파괴점이 압축영역으로 이동하여 안정성이 향상됨을 확인하였다. 보강비는 0.010∼ 0.015 범위에서 최적 성능을 발휘하며, 과도한 보강은 오히려 취성파괴 위험을 증가시킬 수 있음을 확인하였다. FRP 물성 선택에 있어 낮은 파괴변형률과 적절한 탄성계수를 가진 재료를 사용하여 균형파괴점을 압축영역에 위치시키는 것이 중요함을 제시하였다. 본 연구 는 FRP 보강 기둥 설계 시 콘크리트 강도, 보강비, FRP 물성을 종합적으로 고려하여 압축성능을 최적화하고 안정성을 확보할 수 있는 방안을 제시하였다. 이러한 결과는 FRP 보강 콘크리트 기둥의 효과적인 설계 및 성능 향상에 기여할 것으로 기대된다.

이 연구에서는 해양폐기물인 해조류에서 추출된 알긴산을 혼입하여 모르타르의 압축강도 특성을 분석하였다. 알긴산은 해양폐기물 중 해조류의 성분 중 하나로 라텍스와 비슷한 성분을 띄고 있으며, 방수성 성질이 있어 포장용 콘크리트에 활용 시 콘크리트의 수명 을 연장하고 파손 방지에 도움이 된다. 따라서 이 연구에서는 기존에 널리 사용되고 있는 라텍스 콘크리트에 알긴산을 혼입한 라텍스 콘크리트 개발의 일환으로 알긴산 혼입 라텍스 모르타르의 역학적 특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험결과, 알긴산 혼입량 증가에 따른 응결은 빨라지는 경향을 나타내었으며, 압축강도는 저하하는 경향을 나타내었다.

강섬유 보강 콘크리트(Steel Fiber Reinforced Concrete, SFRC)는 콘크리트의 취성적인 거동을 연성 거동으로 보완해주는 재료로서 사용되고 있다. SFRC는 과거 비 구조체에서 섬유 보강 콘크리트는 균 열을 제어하기 위한 목적으로만 사용되었지만 현재 구조적인 재료로서의 연구가 진행되고 있다. 콘크 리트의 압축강도는 강도계산에 사용되지만 재료의 인성(Toughness)을 평가하기 위해서는 응력-변형률 곡선이 필요하다. 본 연구에서는 섬유의 혼입량을 체적비 0.5%로 두어 나선철근의 유무 및 철근의 피 치를 변수로 두어 압축실험을 통해 인성비(Toughness Ratio)를 측정하였으며, 선행연구에 제안된 예측 식을 통해 실험 값과 해석 값을 비교하였다. 사용한 강섬유는 직경 0.75mm, 길이 60mm 및 인장강도 1,100MPa인 후크형 모양의 섬유를 사용하였으며, SFRC의 압축 실험은 200tonf 용량의 UTM을 사용 하여 응력-변형률 곡선을 확인하기 위해 0.5mm/min의 속도로 변위제어 하였다. Plain 시편의 압축강 도는 19.6MPa로 나타났으며, 52mm간격의 나선철근을 넣은 경우 33.3MPa, 섬유 0.5% 혼입한 경우 29MPa로 각각 70.1% 및 48.0% 높은 압축강도가 나타났다. 52mm 간격의 나선철근을 넣은 시편의 인성비는 0.34로 측정되었으며, 0.5%의 섬유가 혼입된 52mm 및 36mm간격으로 보강된 시편의 경우 각 0.32 및 0.49로 -6.5% 및 44.3%의 증감이 나타났다. 따라서 섬유의 보강으로 인한 SFRC의 인성 거동을 확인하였다. 예측식의 경우 52mm 나선철근으로 보강한 시편의 경우 압축강도 -0.06 및 변형 률 -7.37%의 오차율이 나타났으며, 36mm의 경우 각 11.51% 및 -36.5%의 오차율이 나타났다. 따라 서 예측식을 통해 나선철근으로 보강된 SFRC 강도예측을 확인하였다.

최근 나노 버블 수의 건설 산업에 적용한 효과에 대하여 검증하고자 나노 버블 수를 혼입한 모르타르의 물리적 특성에 관한 연구를 진행하였으며 산소 및 이산화탄소 기체를 이용하여 나노 버블 수를 사용하였다. 모르타르의 물리적 성능을 비교하기 위하여 응결 시험과 압축강도 시험을 진행하였으며 응결 시간 내 열중량 분석을 통하여 응결 시험의 원인을 분석하고자 하였다. 본 연구 결과로써 산소 나노 버블 수를 사용하였을 경우 모르타르의 미세 응결촉진을 가져왔으며 이산화탄소 나노 버블 수를 사용한 경우 응결시간의 지연이 유의미하게 나타났다. 또한 실험한 기체의 종류에 관계 없이 강도가 증가 하였으며 응결 지연 여부와 관계없이 조기강도가 증가함을 확인하였다. 추가적인 공극구조 및 수화물 구조 분석에 관한 연구가 필요하지만 나노 버블 수가 건설 산업에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단된다.

급격한 과학기술의 발전으로 미세먼지 배출량이 증가함에 따라 대기오염은 심각한 환경·사회 문제로 꾸준히 대두되고 있고, 이에 따 라 미세먼지 증가로 인한 질병 및 이상기후 증가로 인한 도로이동원에서의 교통사고 발생률 등의 문제점이 증가할 수 있다. 이를 해 결하기 위해 미세먼지 저감을 목적으로 건설분야에서 널리 사용되고 있는 광촉매 물질인 TiO2를 콘크리트의 광촉매 반응을 증가시키 고 광원의 효율적 이용을 위한 방안으로 투수콘크리트에 적용한 TiO2를 혼입한 투수콘크리트 포장 기술개발 기초 연구를 진행하였다. 실험결과, TiO2\혼입에 따른 투수콘크리트의 압축강도의 변화는 영향을 미치지 않는 미미한 수준으로 나타났다. TiO2를 혼입한 투수 콘크리트를 도로이동원에 적용하기 위해서는 동결융해 저항성 등 내구특성 및 미세먼지 저감 성능 등의 추가적인 실험이 필요할 것으 로 판단된다.

The operating parameters considered in this study include evaporating and condensing temperature, degree of subcooling and degree of superheating. in R744-R717 cascade refrigeration system and R744 two-stage compression refrigeration system with the range of low temperature -50℃∼-30℃. The coefficient of performance(COP) of R744-R717 cascade refrigeration system is about 16∼20% greater than that of R744 two-stage compression refrigeration system in the range of evaporation temperature of -50℃∼-30℃. R744 two-stage compression refrigeration system is unstable because its coefficient of performance changes significantly depending on the evaporating temperature and total compression work, and compression efficiency decreases. In this case, not efficient for long-term use. Whereas R744-R717 R744-R717 is a cascade refrigeration system using eco-friendly refrigerants. And this system is a high-efficiency refrigeration system that performs well even under various operating conditions. This is why it can be configured by selecting a refrigerant suitable for the high temperature side and the low temperature side.

We report the effect of plastic deformation on the thermoelectric properties of n-type Bi2Te2.5Se0.5 compounds. N-type Bi2Te2.5Se0.5 powders are synthesized by an oxide-reduction process and consolidated via sparkplasma sintering. To explore the effect of plastic deformation on the thermoelectric properties, the sintered bodies are subjected to uniaxial pressure to induce a controlled amount of compressive strains (-0.2, -0.3, and -0.4). The shaping temperature is set using a thermochemical analyzer, and the plastic deformation effect is assessed without altering the material composition through differential scanning calorimetry. This strategy is crucial because the conventional hotforging process can often lead to alterations in material composition due to the high volatility of chalcogen elements. With increasing compressive strain, the (00l) planes become aligned in the direction perpendicular to the pressure axis. Furthermore, an increase in the carrier concentration is observed upon compressive plastic deformation, i.e., the donorlike effect of the plastic deformation in n-type Bi2Te2.5Se0.5 compounds. Owing to the increased electrical conductivity through the preferred orientation and the donor-like effect, an improved ZT is achieved in n-type Bi2Te2.5Se0.5 through the compressive-forming process.

PURPOSES : To enhance the accuracy of predicting the compressive strength of practical concrete mixtures, this study aimed to develop a machine learning model by utilizing the most commonly employed curing age, specifically, the 28-day curing period. The training dataset consisted of concrete mixture sample data at this curing age, along with samples subjected to a total load not exceeding 2,350 kg. The objective was to train a machine learning model to create a more practical predictive model suitable for real-world applications. METHODS : Three machine learning models—random forest, gradient boosting, and AdaBoost—were selected. Subsequently, the prepared dataset was used to train the selected models. Model 1 was trained using concrete sample data from the 28th curing day, followed by a comprehensive analysis of the results. For Model 2, training was conducted using data from the 28th day of curing, focusing specifically on instances where the total load was 2,350 kg or less. The results were systematically analyzed to determine the most suitable machine learning model for predicting the compressive strength of concrete. RESULTS : The machine learning model trained on concrete sample data from the 28th day of curing with a total weight of 2,350 kg or less exhibited higher accuracy than the model trained on weight-unrestricted data from the 28th day of curing. The models were evaluated in terms of accuracy, with the gradient boosting, AdaBoost, and random forest models demonstrating high accuracy, in that order. CONCLUSIONS : Machine learning models trained using concrete mix data based on practical and real-world scenarios demonstrated a higher accuracy than models trained on impractical concrete mix data. This case illustrates the significance of not only the quantity but also the quality of the data during the machine learning training process. Excluding outliers from the data appears to result in better accuracy for machine learning models. This underscores the importance of using high-quality and practical mixed concrete data for reliable and accurate model training.

세계적으로 환경에 대한 관심이 커지면서, 탄소 저감 및 탄소 중립을 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 특히 최 근에는 탄소 포집 및 저장 기술인 CCS(Carbon Capture and Storage)에 주목이 높아졌다. 그뿐만 아니라, 대기 중의 탄소를 효과 적으로 저장하는 특성을 가진 바이오차는 탄소 중립에 기여할 수 있는 방안으로 다양한 연구가 진행되고 있다. 건설 산업에서 는 시멘트 대체재를 활용한 탄소 감소 관련 연구가 진행 중이며, 본 연구에서는 바이오차를 콘크리트 및 모르타르의 시멘트 대 체재로 활용하여 시멘트 사용량을 줄이고, 동시에 콘크리트 및 모르타르 내의 탄소를 포집하고 저장하여 탄소 배출량을 감소시 키고자 한다. 이를 위해 바이오차의 시멘트 치환율을 0%, 10%, 20%로 설정하고, 각각의 경우에 대해 콘크리트 및 모르타르의 슬럼프, pH 농도, 그리고 압축강도를 비교하였다.실험 결과에 따르면, 바이오차의 시멘트 치환율이 증가함에 따라 슬럼프와 압 축강도가 감소하는 경향을 보였으며, pH는 유사한 양상을 나타냈다.

This study reports an experimental and analytical exploration of concrete columns laterally confined with Fe-based shape-memory alloy (Fe-SMA) spirals. For performing experiments, Fe-SMA rebars with a 4% prestrain and diameter of 10 mm were fabricated and concrete columns with internal Fe-SMA spiral reinforcement were constructed with a diameter of 200 mm and height of 600 mm. An acrylic bar with an attached strain gauge was embedded in the center of the specimen to measure local strains. Experimental variables encompassed the Fe-SMA spiral reinforcement, spacing, and activation temperature. Uniaxial compression tests were conducted after applying active confinement to the concrete columns through electrical-resistance heating. Notably, as the Fe-SMA spiral spacing decreased, the local failure zone length and compressive fracture energy of the prepared specimens increased. Additionally, a model incorporating compressive fracture energy was proposed to predict the stress–strain behavior of the. This model, accounting for active and passive confinement effects, demonstrated accurate predictions for the experimental results of this study as well as for previously reported results.

압축센스(Compressed SENSE) 기법은 검사 시간을 획기적으로 단축할 수 있으나, 시간 단축을 위한 기법적용 시 가속계수를 증가시키면 인공물의 발생이 영상에서 증가하는 문제점이 있다. 이에 인공물이 발생하지 않으면서 검사 시간을 최대한 단축할 수 있는 최적의 압축센스 가속계수를 제시하고자 하였다. 연구 방법은 인공물이 발생하지 않는 가속계수 1.0을 기준으로 0.5 간격씩 5.0까지 무릎관절 자기공명영상의 팬텀 실험과 임상실험 영상을 획득한 후, 방사선사 10명이 5점 척도로 영상을 평가하여 유의한 차이가 있는지 판단하였다. 연구 결과 T1 강조영상과 T2 강조 영상 모두 팬텀 실험은 가속계수 2.0 이하로 하였을 때 임상실험은 3.0 이하로 하였을 때 기준이 되는 1.0 영상과 차이가 없었다. 결론적으로 무릎관절 자기공명영상 검사 시 인공물이 발생하지 않으며 검사 시간을 최대로 단축할 수 있는 최적의 압축센스 가속계수는 팬텀 실험의 경우 2.0, 임상실험의 경우 3.0이 적정하리라 판단된다.

In this study, a vibrating nozzle using the waste vibration energy of the compressor body was installed in the suction flow path to improve the efficiency of the compressor through the pre-compression. To this end, the behavior of the suction valve according to the vibrating nozzle and the mass flow rate of the refrigerant entering the compression chamber were numerically analyzed. The results showed that the mass flow rate increased proportionally as the angle of the vibration nozzle increased. Among the profile shapes of the vibration nozzle, the concave or straight shape showed the highest mass flow rate. Considering the ease of machining, the straight shape is more favorable. On the other hand, as the operating frequency and stroke of the vibration nozzle increased, the mass flow rate also increased proportionally. It can be seen that the largest nozzle angle, operating frequency, and stroke are favorable for pre-compression unless the suction flow is restricted.. In the future, it is necessary to apply the vibrating nozzle system to an actual compressor model to experimentally check the compressor's cooling power, compression work and EER.