본 연구는 강재 보행자용 방호 울타리 고정부 부식에 따른 유효단면적 감소로 인한 강성 저하를 해결하기 위해 내부식성이 뛰어난 GFRP, CFRP를 볼트에 적용하여 설계하중에서의 적용성을 검증하였다. 강재에서 유효단면적은 부식이 20년 진행 되었을 때 1.4mm 감소하여 기둥 변위는 28.65mm로 측정되어 부식의 심각성을 인지하였다. FRP 적용 시 평가는 파손 지수(DI)를 통하였고 CFRP 고정부 앵커에서 최대 성능의 30% 수준을 사용하여 설계하중에 만족함을 보였다. 또한, 콘크리트 연석에 가하는 쪼갬 인장응력 이 강재 대비 0.93배로 확인되었다. 이는 FRP 볼트 적용 시 강재와 동일한 방법으로 연석을 검토할 수 있을 것으로 판단된다. 결론적 으로 강재 부식에 따른 강성 저하는 구조물의 심각한 영향을 주어 부식 저항성이 높은 재료의 대체는 필수적이며, 동시에 보행자용 방호 울타리의 설계하중에 대한 연구가 추가적으로 수행 되어야한다.

Experimental findings pertaining to the frost resistance of calcium sulfoaluminate (CSA) and amorphous calcium aluminate (ACA) cement-based repair mortars incorporated with anhydrite gypsum are described herein. To prepare the mortars, CSA and/or ACA cements were used as binders, and the water–binder ratio was fixed at 0.57. The compressive and bond strengths, chloride-ion penetration resistance, and scaling resistance of the mortars were measured. Based on the ASTM C666 method, the resistance to both frost action and multi-deterioration of chloride and frost attacks on the mortars were experimentally examined. Calcium aluminate-based binders effectively enhanced the compressive and bond strengths of the mortars owing to the formation of C2AH8 and Ye’elimite hydrates. Furthermore, replacing 25% ACA with OPC yielded excellent resistance to both frost attack and multi-deterioration of chloride and frost attacks. Replacing ACA at an appropriate level as a binder effectively improves the durability of concrete road facilities in winter.

The objective of this study was to categorize consumers' food-related lifestyles into various types and discern the differences in consumer preferences for locally sourced ingredients in Home Meal Replacement (HMR) based on food-related lifestyles. The online survey was conducted from December, 2020, involving 474 adults who registered with Macro Mill Embrain. Statistical analyses, including frequency analysis, descriptive statistics, factor analysis, K-means cluster analysis, and one-way ANOVA were applied to the collected data. The findings revealed the ‘convenience-seeking group,’ the 'high interest in food-related lifestyle group,' and the ‘health and taste-seeking group.’ The ‘convenience-seeking group’ showed a high proportion of respondents (65%) didn’t check the origin, whereas the ’high interest in food-related lifestyle group’ (57.5%) and the ‘health and taste-seeking group’ (66.7) had higher proportions of respondents who checked the origin. Regarding the reasons for preferring locally sourced HMR, all three clusters emphasized safety, hygiene, and fresh ingredients as the most critical factors. This study represented the first exploration into consumer preferences for HMR using locally sourced ingredients, segmented by their food-related lifestyles. The findings provided valuable foundational information for the development of HMR using locally sourced ingredients and could be applied to decisions in the food industry and related policy-making.

본 연구는 수소 탱크를 고정하는 강재 볼트의 부식으로 인한 성능 저하 문제를 해결하기 위해 내부식성 복합재료로 알려진 Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) 및 Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP)를 활용한 앵커 시스템을 제안하고, 이를 지진 하 중 하에서의 안전성 평가를 통한 적용 타당성 검토를 수행하였다. 연구에서는 현장 조사를 통해 실제 사용 중인 수소 탱크의 설계 제 원을 확보한 후 이를 바탕으로 유한요소해석을 수행하였으며, AC 156 인공 지진파를 적용하여 FRP 앵커 볼트와 기존 강재 앵커의 성 능을 비교 분석하였다. 주요 분석 결과, FRP 앵커 볼트를 적용한 수소 탱크는 강재 앵커 볼트에 비해 고유 진동수가 21% 증가하여 구 조적 강성이 향상됨을 확인하였다. 또한, 가속도 응답 분석 결과 FRP 앵커 볼트는 상부 가속도를 감소시켜 지진 하중에 대한 저항성을 증진하는 것으로 나타났다. 응력 해석에서는 FRP 앵커 볼트가 강재 앵커 볼트에 비해 유효 응력이 약 91% 감소하여, 구조적 안전성이 크게 개선되었다. 그러나, FRP 앵커 볼트 적용 시 기초 콘크리트에 가해지는 쪼갬 인장 응력이 강재 앵커 대비 최대 3.5배 증가하는 것으로 나타났으며, 이에 따라 FRP 앵커 볼트 사용 시 기초 콘크리트의 보강이 필요할 것으로 사료된다. 이러한 연구 결과는 수치해석 에 국한된 결과로, 향후 실제 지진 하중을 모사한 실험적 검증이 필요하다. FRP 앵커 볼트의 적용 가능성은 향후 연구를 통해 광범위 하게 평가될 것이며, 이를 통해 수소 인프라의 내구성과 안전성을 더욱 강화할 수 있을 것으로 기대된다.

곤충호텔은 곤충이 서식할 수 있도록 인위적으로 만든 구조 물로서 정원이나 텃밭 등 다양한 곳에서 활용되고 있다. 하지만 식생유형, 재료, 설치 방식 등에 따른 곤충 유입 효과에 대한 검증은 부족하며, 국가 또는 지역에 따른 곤충의 종류와 생육환 경이 다름에도 불구하고 곤충호텔에 대한 국내 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국립수목원을 대상으로 구체적 인 식생유형 및 재료에 따른 유입 곤충 특성을 확인하고, 국내 실정에 맞는 효과적인 곤충호텔 설치 및 관리방안에 대한 기준 을 제시하고자 하였다. 조사구는 세 가지 식생유형(초지, 침엽수 림, 활엽수림)으로 구분하였으며, 각 식생의 조사구에 두 가지 재료(참나무, 잣나무)를 활용한 곤충호텔을 설치하였다. 조사는 2년동안(2022~2023) 진행되었으며, 매년 4~9월까지 주 1회 씩(총 48회) 곤충호텔의 유입 곤충을 직접 채집하였다. 곤충호 텔에서 채집된 곤충은 총 9목 46과 129종 3,057개체로, 2022 년에는 7목 34과 85종 1,750개체, 2023년에는 8목 35과 77종 1,307개체가 출현하였다. 연도별로 비교하면 1차년도에 유입 된 곤충의 개체수가 2차년도 보다 약 1.3배 많았고, 재료의 부식 에 따른 곤충의 구성도 달라졌다. 식생유형에 따라 구분하면 기간에 상관없이 활엽수림에서 유입 곤충이 가장 많았고, 침엽 수림에서 가장 적었다. 또한 재료에 따른 구분에서는 참나무가 잣나무보다 유입 곤충이 많았다. 참나무의 경우 유입 곤충의 연도별 차이가 적은 반면, 잣나무는 1년차에 비해 2년차에 약 2.3배 줄었다. 상관분석과 계층적 군집분석을 통한 곤충의 유입 특성은 식생유형보다는 재료의 영향이 큰 것으로 확인되었고, 식생유형만 비교했을 경우 초지에 비해 활엽수림과 침엽수림의 유사성이 높았다. 결론적으로 생물 다양성 증진을 목적으로 곤 충호텔을 설치하고자 한다면 초지나 활엽수림에 참나무 재료를 사용하는 것이 유리하며, 잣나무 재료를 이용한다면 1년 주기로 재료 교체가 필요할 것으로 판단된다. 하지만 특정 재료를 선호 하는 곤충의 기주특이성이 확인되었기 때문에 다양한 종류의 재료를 같이 사용하는 것도 하나의 방법이라고 사료된다. 향후 이를 기반으로 전시원에서 실질적으로 활용할 수 있는 곤충호텔 모델 개발로 확대해 나갈 예정이다.

This paper explores a convergent approach that combines advanced informatics and computational science to develop road-paving materials. It also analyzes research trends that apply artificial-intelligence technologies to propose research directions for developing new materials and optimizing them for road pavements. This paper reviews various research trends in material design and development, including studies on materials and substances, quantitative structure–activity/property relationship (QSAR/QSPR) research, molecular data, and descriptors, and their applications in the fields of biomedicine, composite materials, and road-construction materials. Data representation is crucial for applying deep learning to construction-material data. Moreover, selecting significant variables for training is important, and the importance of these variables can be evaluated using Pearson’s correlation coefficients or ensemble techniques. In selecting training data and applying appropriate prediction models, the author intends to conduct future research on property prediction and apply string-based representations and generative adversarial networks (GANs). The convergence of artificial intelligence and computational science has enabled transformative changes in the field of material development, contributing significantly to enhancing the performance of road-paving materials. The future impacts of discovering new materials and optimizing research outcomes are highly anticipated.

In this study, a composite material suitable for flexible transparent electrodes was fabricated using Norland Optical Adhesive 68 (NOA 68), an ultraviolet (UV) curable polymer, and silver nanowires (Ag nanowire, AgNW). The mechanical behavior of this composite was then analyzed. A AgNW network structure was embedded in the NOA 68 polymer and cured using UV energy. The composite was prepared with an AgNW network structure formed approximately 4 μm from the top of the NOA 68 matrix. Tensile test specimens were prepared according to ASTM standards, and tensile tests were conducted at room temperature in air. Scanning electron microscopy (SEM) and tensile tests were used to analyze the changes in mechanical behavior according to UV exposure time and the presence of AgNW. The results showed that as UV curing time increased, the yield strength of the composite increased while the elongation decreased. Regardless of the presence of the AgNW filler, the stress-strain curves of the ductile polymer exhibited the typical mechanical behavior of semi-crystalline polymers as UV curing time increased, characterized by strain softening. It was also confirmed that the composite impregnated with AgNW exhibited higher strength in response to changes in mechanical properties due to UV curing.

The mechanical performance of SiC/SiC composites is significantly influenced by the architecture of fiber reinforcement. Among the various fabrication methods, the nano-powder infiltration transition/eutectic (NITE) process is a promising technique that is capable of achieving a dense and stoichiometric SiC matrix. The reinforcement architecture, such as cross-ply (CP) or woven prepreg (WP), is determined during the preform stage of the NITE process, which is crucial in determining the mechanical properties of SiC/SiC composites. In this study, the tensile test and double notch shear (DNS) test were conducted using NITE-SiC/SiC composites to investigate the effect of the fiber reinforcing architecture on the fracture mechanism of SiC/SiC composites. The tensile strength and maximum shear strength of both CP and WP specimens were nearly identical. However, other mechanical properties, particularly those of CP specimens, exhibited significant variability. A comparison of fracture surfaces and load-displacement curve analyses from the DNS tests revealed that the cross points of the longitudinal or transverse fibers act as obstacles to both deformation and crack propagation. These obstacles were found to be more densely distributed in WP specimens than in CP specimens. The variability observed in the mechanical properties of CP specimens is likely due to size effects caused by the sparser distribution of these obstacles compared to the WP specimens.

Friction welding, which uses heat and plastic flow to join metals, is expanding across industries due to its ability to weld heterogeneous alloys and simple process. However, process research is essential for materials with complex geometries, and limited research has been conducted on friction welding between cast and sintered metals. This study analyzed the mechanical properties and microstructural evolution of the joint by controlling the rotational speed and friction pressure, which affect the removal of the heat-affected zone in friction welding of casted SCM440 and sintered F-05-140. Hardness mapping and microstructure observations with material transition were performed to investigate the correlation between phase behavior and welding conditions. These results are anticipated to reduce costs and improve the mechanical properties of key mobility components.

Due to the rapid advancements in power distribution, television, and telecommunication, aerial cables have been rampant in urban cities. Aerial cables, while cost-effective, contribute to visual pollution, pose safety hazards, and complicate urban planning. To solve these challenges, many cities are exploring new ways to construct these cables without the use of high poles and one of the solutions is transitioning to underground cable by minitrenching method. Minitrenching offers a less invasive, more efficient solution for underground cable deployment. This study highlights the potential of innovative minitrenching materials to enhance underground cable protection while addressing the limitations of aerial cable installations in urban settings. Three minitrenching materials were evaluated to determine their effectiveness in protecting underground cables from heavy truck loads using finite element method (FEM). The materials tested were: (1) sand backfill with asphalt concrete surface, (2) cement mortar backfill with self-compacting mastic asphalt surface, and (3) cement mortar backfill with asphalt concrete surface. Results showed that the proposed materials (cement mortar and self-compacting mastic asphalt) significantly reduced strain on the underground cable compared to traditional materials (sand and asphalt concrete). The strain values decreased from 713 microstrains with traditional materials to 333 microstrains with the proposed materials, representing a reduction of approximately 53%. The third combination, intended as a maintenance material, yielded an intermediate strain value of 413 microstrains, demonstrating its acceptability as a minitrenching material.

본 연구는 노후화된 교량의 단면 보수를 위한 고성능 콘크리트 보수재료를 개발하는 것을 목표로 하여 진행하였다. 건식 숏크리트 방법을 사용하여 최적의 혼합비를 도출하기 위해 재료에 대한 기본 실험을 바탕으로 내구성 및 수밀성 측면에서 적합한 성능을 개발 하기 위한 실험을 진행하였다. 본 연구는 실리카 흄, 고로슬래그, 자연섬유 등을 혼합하여 각 변수별 차이를 비교하였으며, 압축강도, 소성 수축, 염소 이온 침투 저항성, 동결융해 실험을 통해 성능을 평가하였다. 본 연구 결과 실리카 흄과 천연 섬유를 혼합하여 내구 성 및 수밀성을 확보한 채 팽창제와 폴리머 분말수지를 혼입하여 적합한 성능을 가진 보수재료를 개발하기 위한 기초 연구를 완료하 였다. 이 보수재료는 압축강도, 동결융해 저항성, 소성수축 균열 저감성, 염소 이온 침투 저항성 측면에서 우수한 성능을 보여줄 것이 다. 본 연구에서 개발될 보수재료는 기존 보수 모르타르보다 성능이 우수하며, 건식 숏크리트 방식을 사용하기 때문에 작업 및 후처리 과정이 습식 숏크리트 방식보다 간단하여 소구 작업에 더욱 효율적일 것으로 판단된다.

라오스는 대부분의 교통 및 물류 수송을 도로가 담당하고 있으며 국민들의 지역간 안전하고 신속한 이동 및 원활한 물류 수송을 제 공하기 위해 도로 인프라 개선에 대한 필요성을 공감하고 있다. 하지만, 라오스 전체 도로연장의 약 75% 정도가 비포장도로(흙 도로 및 자갈 도로)로 남아있어 지속적인 비포장도로 개선을 통한 도로 안전성 및 이동성 향상이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 라오스 비포장도로 개선을 위해 린 콘크리트 재료를 사용하여 Test Bed를 구축하여 비포장도로 개선으로 인한 도로 안전성 및 이동성 등을 평가하였다. 린 콘크리트 재료(LCM, Lean Concrete Material)는 실내 배합설계를 통해 5.8MPa 이상의 압축강도를 확보하였으며 2024년 6월 비엔티안특별시 내 돈눈(Don Noun) 지역의 비포장도로 1km를 대상으로 LCM 공법(두께 10cm 및 15cm)와 골재치환층 공법(GWC, Gravel Wearing Course)으로 Test Bed를 구축하였다. 시공 완료 후 현장 조사 결과, LCM 비포장도로 개선 구간에서는 비포장도로 표면 평탄성 향상으로 차량속도가 증가하였으며 건기 및 우기에 일정한 평탄성 유지하는 것으로 나타났다. 향후 지속적인 Test Bed 구간의 추적조사를 통한 공용성 평가 및 라오스 환경에 적합한 LCM의 최적 배합비 산정 및 적정 시공 두께 등에 연구를 수행할 예정이다.

시멘트 모르타르 및 콘크리트 구조물은 물의 침투로 인한 열화현상으로 인해 외관 손상 및 내구성 저하를 유발할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 본 연구는 위해 소수성 혼화재료를 혼입하여 방수 성능을 개선한 모르타르를 개발하고 역학적 성능을 분석하고자 하 였다. 소수성 혼화재료로써 스테아레이트산을 기반한 재료들을 혼입하였으며 역학적 성능 분석을 위해 압축강도, 휨강도, 물의 접촉각 시험, 모세관 흡수 시험을 진행하였다. 발수성 혼화재료를 혼입하였을 때 압축강도 및 휨강도는 OPC(Ordinary Portland Cement) 비교군 보다 상대적으로 낮게 측정되었으나 급속염소이온침투저항성과 모세관 흡수 저항성이 증가하여 우수한 방수 성능을 나타내었다. 이러 한 결과는 모르타르의 방수 성능을 개선하여 건물 외곽 또는 건설재료에서 방수코팅 등으로써 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

PURPOSES : As evaluation methods for road paving materials become increasingly complex, there is a need for a method that combines computational science and informatics for new material development. This study aimed to develop a rational methodology for applying molecular dynamics and AI-based material development techniques to the development of additives for asphalt mixtures. METHODS : This study reviewed relevant literature to analyze various molecular models, evaluation methods, and metrics for asphalt binders. It examined the molecular structures and conditions required for calculations using molecular dynamics and evaluated methods for assessing the interactions between additives and asphalt binders, as well as properties such as the density, viscosity, and glass transition temperature. Key evaluation indicators included the concept and application of interaction energy, work of adhesion, cohesive energy density, solubility parameters, radial distribution function, energy barriers, elastic modulus, viscosity, and stress-strain curves. RESULTS : The study identified key factors and conditions for effectively evaluating the physical properties of asphalt binders and additives. It proposed selective application methods and ranges for the layer structure, temperature conditions, and evaluation metrics, considering the actual conditions in which asphalt binders were used. Additional elements and conditions considered in the literature may be further explored, considering the computational demands. CONCLUSIONS : This study devised a methodology for evaluating the physical properties of asphalt binders considering temperature and aging. It reviewed and selected useful indicators for assessing the interaction between asphalt binders, additives, and modified asphalt binders and aggregates under various environmental conditions. By applying the proposed methods and linking the results with informatics, the interaction between asphalt binders and additives could be efficiently evaluated, serving as a reliable method for new material development.

현대 건설산업 분야에서 철근콘크리트는 반영구적인 재료로 인식되어 가장 많이 사용되고 있다. 하지만 콘크리트의 노후화 및 수분 용해 현상 등으로 생긴 균열을 통해 강재의 부식이 발생하게 된다. 이러한 부식은 철근콘크리트의 거동과 구조물의 내구성을 저하시키기 때문에 근본적인 원인인 강재를 대체할 필요가 있다. 최근 건설산업에서 복합재료는 높은 강도, 낮은 중량, 부식에 대한 우 려가 없어 주목받고 있는 재료이다. 복합재료는 섬유와 기지재료로 사용되는 수지에 따라 재료의 특성이 달라지게 되며 이중 탄소섬유 를 활용한 복합재료 CFRP은 복합재료 중 가장 뛰어난 성능을 보여준다. 따라서 본 연구에서는 뛰어난 성능을 보여주는 CFRP와 경제 성을 고려하여 탄소섬유와 유리섬유를 혼합한 CFRP Hybrid를 사용하여 강재의 대체품으로 사용가능성을 확인하고자 한다. 재료의 특 성을 비교하기 위하여 ASTM 규정에 따라 인장시험과 압축시험을 수행하고 반복하중에 대한 저항을 확인하기 위하여 인장반복시험과 압축반복시험을 수행한다. 이때 측정된 응력, 영구변형 등을 그래프로 도식화하고 강재와 비교분석을 진행하였다.

Advancements in technology for large aircraft have led to the development of new materials for aviation. Traditional alloy-based components in aircraft, once prevalent, are now being replaced by composite materials that offer superior performance in terms of strength and operational limits. Notably, propellers have evolved from wood to composite materials, finding application in contemporary small aircraft. In this context, there is a need for research on the composite propellers of the 3-blade "W Company," based on the widely used Rotax 914 engine in South Korea. This study aims to investigate the changes in noise and thrust corresponding to variations in propeller blade angles and engine RPM, with the goal of selecting the optimal propeller pitch angle. Particularly, the "W Company's" propellers are durable and cost-effective, widely adopted in domestic aircraft. The research seeks to propose an effective method to minimize noise while maintaining the necessary thrust, contributing to the smooth operation of aircraft and promoting coexistence with local communities.