산업의 고도화와 정밀함이 진행됨에 따라 공정과 부품의 수분 제어 기술의 중요도가 높아지고 있다. 이에 낮은 운영, 설치비용, 항상성 유지, 신뢰성이 확보된 고효율 제습 기술의 개발이 요구된다. 멤브레인 콘덴서는 고효율의 제습기술 로 주목받고 있으며, 무기막을 활용할 경우 가혹한 환경에 적용시킬 수 있을 것으로 기대된다. 소수성 미세다공성 물질인 실 리카라이트-1 (silicalite-1)과 친수성 메조다공성 물질인 γ-알루미나를 이용하여 재료물질의 기공 크기에 따른 멤브레인 콘덴 서의 성능을 비교하였다. 수열합성 및 이차성장을 통해 실리카라이트-1/α-알루미나 멤브레인 콘덴서을 제조하였으며, 보헤마 이트 졸 기법(boehmite sol-gel method)으로 합성한 후 실란코팅을 통해 소수성 개질된 γ-알루미나/α-알루미나 멤브레인 콘 덴서를 제조하였다. 수분 응축 실험을 진행한 결과, 실리카라이트-1/α-알루미나 멤브레인 콘덴서는 36.5%의 수분 제거율을 보였으며, γ-알루미나/α-알루미나 멤브레인 콘덴서는 51.4%의 수분 제거율을 보였다. 이는 메조 기공을 갖는 기공구조가 제 습성능에 영향을 미치는 중요한 요소임을 시사하며, γ-알루미나가 경제적 이점을 제공할 뿐만 아니라 우수한 성능을 나타내 어 산업용 제습 응용 분야를 위한 멤브레인 콘덴서에 적합한 물질로 보인다.

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.

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.

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.

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.

국토 대부분인 산지로 구성된 국내의 특성상 대형 산불 사례가 지속적으로 보고되고 있으며, 동해안에서 다발적으로 발생하 는 과거 대비 최근 서해안의 산림원이 확대됨에 따라 점차 전국화되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이러한 산불 발생 주기의 증가로 인한 산지에 설치되어 있는 사방댐의 산불에 의한 영향성 평가를 수행하였다. 대상 구조물은 선행 연구에서 사용된 강재, GFRP 및 CFRP를 사용한 투과형 사방댐으로 선정하였으며, 각 재료별 구조재를 사용한 투과형 사방댐의 안전성 평가를 위해 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 활용하였다. 해석 결과, 600℃ 수준에서 파괴가 발생한 강재 구조재에 반해 FRP 구조재는 800℃ 이상에도 파 괴되지 않음을 확인하였다. 또한, FRP 구조재는 강재 대비 10.30%∼11.20% 가량 낮은 응력 수준을 보였으며, 최대 변위는 약 73.1배, 17.9배 증가하는 것으로 측정되었다. 콘크리트로 구성된 댐체의 경우, 구조재의 설치부에 응력이 집중됨을 알 수 있으며, 압축 측은 모 든 구조재에서 안전한 것으로 나타났지만, 인장 측은 600℃ 이상에서 모든 구조재의 댐체 콘크리트가 파괴됨을 확인하였다. 따라서, 사 방댐 설계 시 이러한 강도 감소를 충분히 고려할 필요가 있을 것으로 사료된다. 댐체와 구조재가 연결되는 고정부의 경우, GFRP 및 CFRP 구조재가 강재 구조재 대비 약 82.43%, 67.63% 감소된 반력을 보이는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 FRP 구조재의 높은 변위가 하중을 소산하여 고정부에 적은 영향을 미치는 것으로 생각된다. 결론적으로, FRP 구조재를 사용하는 것은 기존 강재 구조재 대비 고온 저항성 측면에서 다양한 이점을 얻을 수 있으나, 수치해석적 접근법으로 평가된 결과이므로 향후 지속적인 연구로 신뢰성을 검증할 필요가 있다.

탄소섬유 강화 플라스틱 (Carbon fiber reinforced plastics, CFRP)은 고함량의 탄소섬유 (Carbon fiber, CF)와 고분자로 이루어진 복합재료로서, 뛰어난 기계적 성능으로 항공우주, 자동차, 토목 등 다 양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 하지만 사용량 증가에 따른 폐기물의 환경문제와 추출한 재활용 탄소섬유 (Recycled carbon fiber, rCF)의 적용 가능 분야의 한계로 인해 재활용이 제한적인 실정이 다. 본 연구에서는 rCF와 CF 혼입 시멘트계 전자파 복합재를 제작하여 그 성능을 비교 분석하기 위 한 실험을 수행하였다. 구성재료는 시멘트, 잔골재, 고성능 감수제를 사용하였으며, 비교 분석을 위해 CF와 rCF를 각각 6 mm, 12 mm 길이를 0.1, 0.3, 0.5, 1.0 wt.% 함량으로 사용하였다. 전자파 복합 재의 흡수 성능 향상을 위해 각각 다른 함량의 다층 구조를 형성하였으며, 전자파 투과를 낮은 함량에 서 높은 함량 방향이 되도록 측정을 진행하였다. 전자파 차폐성능은 재령 28일 이후 네트워크 분석기 를 사용하여 자유 공간에서 측정하였으며, C-band (4~8 GHz)와 X-band (8~12 GHz) 주파수 영역 에서의 반사율과 투과율을 각각 측정하였다.

PURPOSES : This study aimed to develop high-performance concrete repair materials for the cross-sectional repair of deteriorated bridge concrete. METHODS : To derive the optimal mix using the dry shotcrete method, experiments were conducted to develop an appropriate performance in terms of durability and watertightness based on basic experiments on materials. By mixing silica fume, GGBFS, and natural fibers, this study compared the differences in each variable. Each variable was compared using compressive strength, flexural strength, plastic shrinkage, chlorine ion penetration resistance, and freeze-thaw tests. RESULTS : By mixing silica fume and natural fibers, watertightness and durability were secured, and by adding an expansion material and polymer powder, a material that exhibited suitable performance as a repair material was developed. The material demonstrated suitable performance in terms of compressive strength, freeze–thaw resistance, plastic shrinkage crack resistance, and chlorine ion penetration resistance. CONCLUSIONS : The repair material developed in this study has a higher performance than repair mortar, and because it uses a dry shotcrete method, the process and post-processing are simpler than the wet shotcrete method; therefore, it is believed to be more efficient for repair work.

일반적인 불투과형 사방댐은 제체 대부분이 콘크리트로 구성되어 분리 및 해체가 어려워 조속한 보강이 난해하다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위한 투과형 강재 스크린 사방댐이 제작되어 사용 중에 있지만, 강재가 부식되는 등 여러 문제를 보이는 실정이다. 이에 따라, 선행 연구에서는 강재 스크린 구조물을 내부식성이 뛰어난 GFRP로 대체하여 성능 및 안전 성을 검증하였지만, 동수압만 고려되는 등 다양한 조건이 고려되지 않은 것으로 확인되었다. 그렇기에 본 연구에서는 선행 연구 에서 수행된 GFRP 스크린 구조물뿐만 아니라, CFRP도 고려하였으며, 보다 다양한 표면 유속 별 하중 조건 및 유목, 토석류 등 과 같은 다양한 조건에서의 성능 비교 및 안전성 평가를 수행하였다. 해석 결과, GFRP와 CFRP는 강재 대비 제체에 작용하는 응력이 29.79∼91.73%가량 감소된 성능을 보이며, 이 외에도 충분한 안전성과 경제성을 겸비함을 확인하였다. 결론적으로 GFRP 및 CFPR 스크린 구조물은 강재 투과형 사방댐을 대체하여 사용하기에 충분하다고 판단되지만, 이는 수치 해석을 통한 결과이 므로 향후 실제 실험이 진행될 필요가 있을 것으로 판단된다.

PURPOSES : The purpose of this study was to quantitatively evaluate the variability of LiDAR performance indicators, such as intensity and Number of Point Cloud(NPC), according to various environmental factors and material characteristics. METHODS : To consider the material characteristics of road safety facilities, various materials (Reference Material(RM), reflective sheet, matte sheet, granite, plastic, and rubber) were used in a darkroom, and the performance indicators of LiDAR were repeatedly measured in terms of changes in the measurement distance, rainfall, and angle of observation. RESULTS : In the case of standard reflective materials, the intensity measurement value decreased as the measurement distance and rainfall increased. The NPC showed a tendency to decrease as the measurement distance increased, regardless of rainfall intensity. For materials with high-intensity values, it was found that rainfall intensity and color had negligible effect on the change in intensity compared with the measurement distance. However, for materials with low-intensity values, it was found that the measurement distance, rainfall intensity, and color all had a significant effect on the change in intensity. CONCLUSIONS : For materials with high-intensity values, it was found that rainfall and color had negligible effect on change in intensity compared with the measurement distance. However, for materials with low-intensity values, the measurement distance, rainfall, and color all had a significant effect on the change in intensity value.

PURPOSES : Owing to industrial development, the occurrence of continuous environmental damage such as abnormal weather is accelerating because of a rapid increase in carbon emissions. Therefore, various efforts are expended worldwide to realize a low-carbon ecofriendly society. In the construction industry, various efforts have been realized to reduce environmental pollution such as greenhouse gas emissions, for example by introducing eco-friendly materials and reducing industrial waste. In this study, an asphalt pavement technology that can reduce production and construction temperatures by more than 60 °C is developed to reduce the amount of carbon generated in the asphalt industry. METHODS : The performance of a half-warm asphalt binder developed using thermoplastic elastomers and low-temperature additives was assessed. In addition, the change in the quality of a mixture due to the use of the half-warm asphalt binder was evaluated. RESULTS : As the amount of thermoplastic elastomer used increases, the performance grade of the asphalt binder increases as well. When 3% or more of the elastomer is incorporated, the target performance grade of the asphalt binder is satisfied. In addition, by incorporating the thermoplastic elastomer and a low-temperature additive, the overall moisture and rutting resistance increased even at relatively low production and compaction temperatures. CONCLUSIONS : Additional measures to stabilize quality and improve economic feasibility will present a new paradigm for investigations into eco-friendly asphalt concrete pavements.

국내 주요 사회기반시설의 70% 이상이 철근콘크리트 구조물로 구성되어 있다. 최근 다양한 사회적ㆍ환경적 변화로 인한 내하력 저하 및 노후화 진행이 발생됨에 따라 섬유강화 복합소재(FRP)를 활용한 유지보수 수요 및 비용이 급격히 증가되 고 있다. 이에 따라 보다 경제적이고 효율적으로 FRP 보강재를 활용함에 있어서 성능을 예측할 수 있는 방법이 요구된다. 본 연구에서는 CFRPㆍBFRP 복합재료를 실험 대상으로 선정하고 성능을 결정하는 주요 인자인 섬유/수지 함침률을 54.3%, 43.9%, 39% 3가지로 분류하여 성능을 평가하고 이를 활용하여 FRP의 성능을 예측할 수 있는 모델식을 개발하고자 하였다. 매개변수에 따른 성능평가 결과, 두 섬유 모두 함침률이 낮아질수록 재료성능 또한 감소되는 것이 확인되었으며, 특히 BFRP의 경우 39%의 함침률에서 감소폭이 CFRP 대비 더 큰 것으로 나타났다. 실험 결과와 기존의 예측 모델식과의 성능 비교를 통해 약 15%의 오 차가 나타나는 것을 확인하였으며, 이에 따른 보정계수를 산정하여 예측 모델식을 재정립하였다.

Thermoelectric materials can reversely convert heat and electricity into each other; therefore, they can be very useful for energy harvesting from heat waste. Among many thermoelectrical materials, SnSe exhibits outstanding thermoelectric performance along the particular direction of a single crystal. However, single-crystal SnSe has poor mechanical properties and thus it is difficult to apply for mass production. Therefore, polycrystalline SnSe materials may be used to replace single-crystal SnSe by overcoming its inferior thermoelectric performance owing to surface oxidation. Considerable efforts are currently focused on enhancing the thermoelectric performance of polycrystalline SnSe. In this study, we briefly review various enhancement methods for SnSe thermoelectric materials, including doping, texturing, and nano-structuring. Finally, we discuss the future prospects of SnSe thermoelectric powder materials.

인류 문명은 재료의 발달과 함께 진화를 해왔으며 20세기 후반부터 등장한 스마트재료는 외부 환경에 맞춰 스스로 적응을 하는 재료이다. 많은 종류의 스마트재료 중 대표물질이라고 할 수 있는 형상기억합금은 온도에 반응하여 자가 치유효과 를 볼 수 있는 재료이다. 외부 하중에 의한 변형을 자가치유 효과를 사용하여 회복을 하고자 하는 연구는 계속되어 왔지만 온 도의 변화를 구조물 전체적으로 줘야한다는 많은 불편이 있었다. 따라서 본 연구에서는 이 효과를 증진하여 상온에서도 자가 치유효과를 할 수 있는 초탄성 형상기억합금을 이용한다. 구조물에 있어서의 초탄성 형상기억합금의 능력을 스테인리스강과 함 께 비교하고 비교를 위해 강재가 가장 변형되기 쉬운 형태인 와이어형태로 가공하여 다양한 인장실험을 진행한다. 인장실험의 종류는 총 3가지로 변위를 다르게, 인장속도를 다르게, 선 인장력을 다르게 하는 실험으로 진행된다. 이때의 응력, 변형률간의 그래프를 그리고 잔류변형, 재료의 항복점 및 회복, 에너지 소산과 같은 구조물에 있어서의 재료적 능력을 파악하고 따로 그래 프를 도식화 하여 해석하였다.

PURPOSES : The purpose of this study is to preliminarily examine the field applicability of modular pavement marking tape (PMT) to increase the lane awareness of motorists on existing roadways. METHODS : A pavement marking tape (PMT) comprises an adhesion layer and a paint coating layer. The adhesion layer is prepared using gussasphalt-based materials that have properties similar to those of existing asphalt materials. Thermal adhesion is performed to adhere the tape to the pavement. For the paint coating layer, polyurea materials are selected after reviewing the existing materials suitable for pavement lane marking. To conduct field evaluations on the adhesion layer, monitoring is performed after the pilot deployment of the PMT is completed. Twelve samples are prepared to investigate the optimal ratios for the mixture of paint coating layer materials. The durability of the PMT is examined using a turntable road-marking test system (RPA) with a wheel load on the samples. A total of 50,000 RPA, equivalent to P4, is performed. The performance is evaluated by capturing the retroreflectivity measure, which is used as an indicator of the pavement marking performance. The PMT is utilized on a roadway segment with significant heavy vehicle traffic, and continuous monitoring is performed to examine its performance in the field. RESULTS : Based on a visual inspection of the adhesion layer material, no significant issue is observed in terms of the adhesion performance of the PMT. Furthermore, the overall retroreflectivity obtained from the RPA exceeds 300 mcd/m2·lux. It is discovered that the optimal ratios for the mixture of polyurea and binder for the paint coating layer are 4:6 and 2:8, respectively, which results in a retroreflectivity that is 90% or above the initial retroreflectivity. Using a prototype of the PMT for field tests, a performance evaluation is conducted by analyzing the retroreflectivity measured after 2 and 7 weeks from the prototype deployment. The retroreflectivity measured for the first 2 weeks after the deployment appears acceptable for field use. However, the retroreflectivity is reduced significantly when it is measured 7 weeks after deployment, resulting in the necessity for a more reliable material that can retain long-term durability. CONCLUSIONS : The lane awareness of a motorist is crucial for accident mitigation under not only nighttime driving, but also severe weather conditions. In this regard, modular PMT is expected to increase the lane awareness of motorists, thereby improving the quality of lane marking materials. In this study, various exploratory field tests are conducted to analyze the field applicability of the PMT. It is noteworthy that the results presented herein are obtained from preliminary performance evaluations of the PMT. Hence, further investigations pertaining to the long-term durability of PMTs must be conducted using advanced test equipment such as an accelerated pavement tester.

PURPOSES : Recently, interest in maintaining aged concrete pavements has been increasing. An asphalt overlay is generally used for pavement maintenance, and a tack coat is used to secure interlayer adhesion. Particularly, aged concrete pavements are required for higher adhesion performance of tack coats for attaching interlayers to materials with different properties. Insufficient interlayer adhesion could cause pavement damage, such as slippage, rutting, shoving, corrugation, and pothole. In this study, we examined the performance of interface adhesion by applying a tack coat material developed for maintaining aged concrete pavement. METHODS : In this study, we examined the effect of adhesion performance at the pavement interface, using a tack coat material developed for the maintenance of aged concrete pavement. RESULTS : The developed tack coat not only accomplished the performance objectives but also improved the results by more than 12 to 43%, compared to commonly used materials. CONCLUSIONS : The use of developed tack coat is expected to improve the interlayer adhesion and reduce the delay of the maintenance process in aged concrete pavement.

This study developed a flame-retardant fiber-reinforced composite material that satisfies the required regulations of railway vehicle interior parts for the purpose of reducing weight and simplifying the production process using SMC(sheet molding compounds) composite materials. It is essential to secure flame-retardant performance that minimizes flames and smoke for the safe evacuation of passengers in case of fire for interior parts of railway vehicles. In this study, the resin for SMC was developed by adding various flame retardant materials such as vinyl ester (halogen-based and phosphorus-based) and antimony trioxide, and chopped glass fibers were used as the reinforcing material. As a result of preparing specimens for phosphorus-based and halogen-based SMC materials, and comparing the flame retardant performance, the phosphorus-based SMC material had an oxygen index of 36.1, smoke density (1minute 30 seconds, 4minutes, 10minutes) of 1.7, 51.5, 195.1. It was measured with a toxicity index of 0.05 R and average heat for sustained burning of 4.5MJ/m, which satisfies all the flame retardant standards required for interior parts of railway vehicles, and it was found that most of the performance was better than that of halogen-based SMC.