도로 노반의 동공 채움보수 및 지반 보강 방법으로 시멘트 혼합물을 사용한 그라우팅 보수공법이 널리 사용되고 있 다. 그러나 그라우팅의 재료로 사용되는 보통 포틀랜드 시멘트는 생산 과정에서 다량의 이산화탄소가 발생하여 환경오염 의 주요 원인으로 간주된다. 따라서 시멘트의 대체 재료로서 각종 산업부산물의 활용 가능성에 대한 연구가 활발하게 이 루어지고 있다. 본 연구에서는 도로 하부 동공 보수 및 보강용 그라우팅 재료로써, 제지 공정에서 발생하는 슬러지를 소 각하여 얻은 제지애쉬(Paper Ash)의 활용 가능성을 유변학적 관점에서 평가하였다. 제지애쉬는 보통 포틀랜드 시멘트와 화학적 조성이 비슷한 것으로 알려져 있다. 제지애쉬-시멘트 혼합물을 물-바인더 비율(W/B) 및 시멘트 치환율에 따라 유변학적 특성을 실험적으로 평가하였다. 실험 결과 제지애쉬의 특성상 100% 제지애쉬 혼합물은 유동성이 매우 낮은 결 과를 나타냈으며, 시멘트 치환율 20%까지 유의미한 유동 특선 개선 효과는 보이지 않았다. 그러나 시멘트 치환율이 20~30% 구간에서 유동성이 급격하게 개선되는 현상을 확인하였고, 30% 이상부터 추가적인 유동성 개선 효과는 미미하 였다. 또한 W/B가 높을수록 유동성은 개선되나 시멘트 치환율이 증가함에 따라 블리딩 발생량이 증가함을 확인할 수 있 었다.

콘크리트 포장의 조기 파손을 초래하는 콘크리트 혼합물의 품질 저하는 최근 종종 발생되고 있다. 이로 인한 유지보수 비용 또한 증 가하는 추세이다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하고자 콘크리트 배합 시 효과적으로 유변학적 특성을 측정하여 콘크리트 품질을 예 측할 수 있는 시제품 개발을 연구 중이다. 현재 상용화되어 사용되고 있는 ICAR Plus Rheometer 장비의 이론을 변경 적용하여, 본 시제품 Twin Shaft Rheometer mixer를 개발하였다. 동시에 레오미터 장비를 활용해 유변학적 특성을 확인하고 측정하였다. 콘크리트 의 변형과 움직임을 분석하기 위해 수직, 수평 거동의 비교분석을 진행하였고, 흐름 저항성과 토크 점성을 이용하여 유변학적 특성을 기존 장비와 비교 분석하였다. 그 결과 절댓값의 차이는 존재하나 선형적 유사성을 가지는 것을 알 수 있었다. 높은 정확성을 위해 추 가연구는 진행하고 있다. 추가로 슬럼프 측정 센서 또한 개발 진행 중이며, 이 장비는 마이크로파를 통해 매질의 변화를 측정하여 슬 럼프를 유추하는 센서로 더욱 정밀한 결과값을 위해 추가연구 진행하고 있다.

This study focuses on heat-induced gelation of pea (Pisum sativum L.) proteins to assess the potential of pea protein aggregates (PPA) as novel plant-based meat alternatives. The microstructural (SEM, CLSM), mechanical (TPA analysis), and rheological properties (G', G'') of heat-induced gels at pH 2 were systematically investigated as a function of a different pea protein concentration (7.5, 10, 12.5%) and a varying heating time (1, 3, 6, 16 h). The result showed that PPA formation at higher protein concentration and heating time contributed to a homogenous and compact heat-induced gel formation. Such gel network strengthened mechanical properties in terms of high gel hardness (40 g) and elastic texture (2.7 mm springiness). For the rheological studies, the storage modulus (G') showed an increase during both the heating and cooling phases and then stabilized during the cooled-holding phase. This suggested that the formation of durable and stable gel was induced due to the decreased mobility of protein aggregates at low temperatures. Therefore, the PPA is indicated as a potential additive for enhancing the food texture quality in the plant-based meat food industry.

비결정성 영역에서의 유동단위의 고찰을 위하여 유동 파라메타와 결정크기로부터 폴리아미드 섬유고분자 물질의 자체확산, 홀 부피, 유동 열역학 파라메타 등을 계산하였다. 폴리아미드 섬유의 응력 완화 실험은 용매기를 부착한 인장 시험기를 사용하여 여러 온도의 공기, 증류수, 산, 염기 용액에서 실행하였다. REM 모델의 이론적인 응력완화식에 응력완화 실험 결과를 적용하여 여러 가지 유동 파라메타를 계산하였다. 이들 시료의 유동 파라메타는 완화 스펙트럼, 자체확산, 점도 및 유동 활성화 에너지와 직접적인 연관을 갖는 것으로 규명되었다.

생전분과 검류의 혼합물은 화학적 변성전분의 물리적 기능성을 부분적으로 대체할 수 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구는 생전분과 음이온성 검 혼합물 페이스트의 유변학적 특성에 대한 건열처리의 효과를 탐색하였다. 전분원료 로 감자전분, 고구마전분, 찹쌀전분 및 멥쌀전분을, 음이온성 검류는 carboxymethylcellulose (CMC), low-methoxy pectin (LMP), sodium alginate (NAG), λ-carrageenan (λCG) 과 xanthan gum (XAT)를 사용하였다. 음이온성 검들은 1% (w/w) 용액으로 제조하고 pH 5.5 (NAG)로 조정하여 전분과 혼합한 후 50°C에서 건조하여 전분-음이온성 검 혼합물을 제조 하였다. 전분과 음이온성 검의 혼합율은 건조중량 대비 99:1 이었다. 전분-음이온성 검 혼합물은 130°C의 컨백션오븐 에서 4시간 동안 건열 처리하였다. 건열처리 전후의 전분-음이온성 검 혼합물들은 페이스팅 점도 특성과 점탄특성을 조사하였다. 주어진 음이온성 검에 있어 전분-음이온성 검 혼합물들의 페이스팅 점도 특성은 점도 수준에 있어 차이는 있었으나 각각의 전분원료들이 보유한 고유의 페이스팅 점도특성들의 차이와 유사한 경향을 나타내었다. 감자전분과 고구마전분의 경우에 있어 건열처리 여부에 관계없이 생전분의 페이스팅 점도보다 낮은 수준을 나타내었으며, 건열처 리된 전분-음이온성 검 혼합물들은 무처리 혼합물들보다 낮은 수준을 나타내었다. 전분-음이온성 검 혼합물 페이스트 의 점탄특성은 혼합물들의 페이스팅 점도특성의 최종점도의 경향과 유사하였다. 전반적인 결과들을 종합할 때, 감자 및 고구마전분에 있어 음이온성 검류의 첨가와 이들 혼합물의 건열처리는 적합하지 않았다.

환경부는 건설폐기물의 효율적 관리와 폐아스콘을 재생 아스콘으로 재활용 촉진하기 위한“건설폐기물 의 재활용촉진에 관한 법률”에 따라 아스팔트 콘크리트용 순환골재 사용량을 25%이상 사용하도록 규정 하고 있으며, 천연골재의 고갈로 석산개발에 제한되고 있는 실정으로 앞으로 순환골재의 사용량은 계속 증가할 추세이다. 특히, 정부의 온실가스 감축 방침 및 2015년 현재 시행하고 있는 탄소배출권 거래제 등 을 배경으로 상온재생아스콘의 사용량은 지속적으로 증가하고 있다. 본 연구에서 검토된 폴리머 바인더는 아스팔트 콘크리트 순환골재(RAP)와 상온에서 혼합하여 노화된 아스팔트의 유변학적 특성을 회복하고 골재 상호간의 접착력을 제공하여 상온재생 도로포장용 혼합물을 제조하는 기술이다. 폴리머 바인더의 아스팔트 재생능력을 평가하기 위하여 노화된 아스팔트와 폴리머 바 인더를 첨가하여 SHRP Binder 시험을 수행하였고 이를 이용하여 제조한 상온재생 아스팔트 콘크리트로 시험시공을 실시하여 실내 공용성 시험 및 현장 비교평가시험을 수행하였다. 연구 결과 폴리머 바인더는 노화된 아스팔트의 점도, 침입도, 균열저항성 등을 향상시켜 기존의 가열식 도로포장용 혼합물 품질 기준 을 만족하는 역학적 특성을 가진 혼합물을 제조할 수 있는 것으로 평가되었다.

본 연구는 혈압 강하, 비타민 B1의 활성화, 항암 효과, 노화방지 등에 탁월한 효과가 있다고 알려진 마늘의 활용도를 더욱 높이기 위하여 중력분에 수준별(1%, 3%, 5%) 마늘 분말을 첨가하여 물성 변화 및 마늘가루 첨가가 제면 적성에 미치는 영향을 실험하였다. 마늘 분말 첨가량을 달리하였을 때 호화도 변화를 측정한 결과, 마늘 분말 양이 증가하면 호화 개시온도가 높아졌으며, 최고 점도는 낮아졌다. 최고 점도와 최저 점도의 차이를 나타내는 breakdown 값도 낮아졌다. 또한 최종 점도도 약간 낮아지는 경향을 보였으며, 마늘 분말 첨가량이 증가하면 set back값은 감소하는 경향이었지만 노화를 억제할 정도는 아니었다. Farinogram의 consistency는 마늘 분말 첨가량이 많아질수록 높아졌고, 수분흡수율 또한 높아지는 경향을 보였다. 반죽형성시간은 길어졌으며 안정도는 낮아졌으며, 마늘 분말 첨가량이 많아질수록 time to breakdown 값이 급격하게 떨어졌다. Mechanical tolerance index 값이 마늘 분말 첨가 시료들의 경우 낮게 나타나, 마늘 분말을 첨가하면 반죽의 기계적 적성이 떨어진다는 것을 알 수 있었다. Farinogram quality number는 중력분 대조구에 비하여 마늘 분말 첨가구들은 첨가량이 많아질수록 그 수치가 떨어졌다. 그러나 1% 첨가구와 3% 첨가구 사이에서는 서로 간에 유의적인 차이를 보이지 않았다. Alveogram을 이용하여 글루텐 강도를 측정한 Pmax 값은 마늘분말 첨가량이 많아질수록 Pmax 값이 감소되었을 뿐만 아니라, 서로 간에 유의적인 차이를 보이지도 않았다. 팽창된 반죽이 터질 때까지의 신장성을 나타내는 L값은 마늘 분말 첨가량이 증가하면 감소하였다. 그러나 3% 첨가구와 5% 첨가구 사이에서 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 팽창지표를 나타내는 G값 역시 마늘 분말 함량이 많아지면 G값은 낮아졌다. 하지만 3% 첨가구와 5% 첨가구 사이에서는 L값과 마찬가지로 유의적인 차이를 보이지 않았다. 변형 에너지 값인 W값도 마늘 분말 첨가량이 증가하면 W값은 감소하였으며, 특히 대조구에 비하여 마늘 분말 1% 첨가구는 급격하게 수치가 낮아졌다. 3% 첨가구와 5% 첨가구 사이에서는 유의적인 차이를 보이지 않았다.

본 연구에서는 rheometer를 이용하여 식용유 함량을 75, 80, 85%로 달리하여 제조한 3종류의 마요네즈의 정상유동특성과, 진폭을 작게 한 전단변형하에서의 동적유동특성을 광범위한 전단속도와 frequency 영역에서 측정하였다. 이들 결과로부터 정상유동특성의 전단속도 의존성 및 동적점탄성의 frequency 의존성을 조사하였다. 마요네즈는 항복응력과 shear-thinning 및 thixotropy성을 지니고 있었으며 이들 성질은 식용유 함량이 증가할수록 강화되었다. 점탄성의 측정결과 광범위한 frequency 영역에서 G'값은 G"값보다 매우 크게 나타났으며 G'과 G"의 frequency 의존성을 나타내는 척도인 n'과 n"은 각각 0.10, 0.20이었으며 G"이 G'보다 frequency 의존성이 더 큰 것으로 나타났다. 한편 75, 80, 85% 마요네즈의 부피평균직경은 각각 3.89 μm, 3.04 μm, 3.15 μm로 식용유 함량이 75%인 경우가 가장 크게 나타났다.

The rheological properties and surface tensions of polymer solutions and polymer-surfactant mixed solutions were investigated. The polymers used in this study were a homopolymer of acrylic acid crosslinked with an allyl ether of pentaerythritol, an allyl ether of sucrose, or an allyl ether of propylene (CARBOMER), acylate/C10-30 alkyl acylate crosspolymer (AAAC), and ammonium acryloydimethyltaurate/VP copolymer (ADTV). A solubilizing agent PEG-40 hydrogenated castor oil (HCO-40) and an emulsifying agent polyoxyethylene (20) sorbitan monostearate (POLYSORBATE 60) made the micelles intervening between AAAC polymers, resulting in the increase of viscosity. However, HCO-40 made this behavior over the wider range of surfactant concentration than POLYSORBATE 60. From the view point of surface tensions in the same range of surfactant concentration, AAAC/HCO-40 solution showed the area of increasing surface tension with surfactant concentration in contrast to the AAAC/POLYSORBATE 60 solution showing no increasing area.

바인더의 노화로 인한 성능변화는 침입도 또는 점도시험을 실시하여 판정하여왔다. 기존의 시험방법으로 아스팔트 바인더의 점탄성 특성과 실제거동을 평가할 수 없기 때문에 새로운 분석방법이 요구되어 왔다. 본 연구에서는 기존시험 방법을 사용하여 침입도지수와 잔류침입도를 판정하였고, 양방향 반복회전 모드와 일방향 반복회전 모드 시험을 실시하여 단기 노화된 아스팔트 바인더의 유변학적 특성을 분석하였다. 시험결과 단기 노화된 아스팔트 바인더는 시험주기(frequency) 즉, 차량속도의 변화에 따라 서로 다른 복합계수와 위상각을 나타냈으며 단기 노화 전후의 크리프 컴플라이언스 및 전단점도 시험결과에도 영향을 미치는 것으로 나타나서 포장 설계시 이러한 특성이 고려되어야 한다.

열가소성 고분자 복합재료 개발을 위하여 매트릭스 수지로는 폴리프로필렌섬유(PP)를 사용하고 유기계 강화소재로 폴리비닐알코올(비닐론, VF), 아라미드(케블라-49, KF) 및 폴리아미드섬유(PAF)등을 사용하였다. 복합매트제조장치로서 복합매트를 제조하고 가열.압축하여 고분자 복합재료를 성형하였다. 제조한 고분자 복합재료의 형태학, 유변학적 및 기계적특성 등을 측정하였다. 형태학에서 미트릭스와 강화섬유 간의 젖음성은 강화섬유의 함량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. PAF/PP와 VF/PP 복합재료에 대한 점성도는 낮은 주파수 영역에서 강화섬유의 함량이 증가됨에 따라 증가하였으나, 높은 주파주 영역에서 5-20wt%로 강화된 복합재료는 매트릭스인 PP에 근접하게 감소된 점성도를 나타냈다. 기계적 특성은 강화 섬유의 함량에 따라 변하였으며, VF/PP 및 KF/PP 복합재료가 PAF/PP 계에 비해 우수한 현상을 보였다.