이 연구는 라텍스 폴리머 모르타르의 경제성과 시공 효율을 개선하기 위해 산업부산물인 플라이애쉬 및 고로슬래그 미분말을 활용한 친 환경 배합 설계 도출을 위한 압축강도 및 유동성 특성을 분석하였다. 친환경 배합 설계를 위해 물-바인더 비 (W/B)를 0.5로 고정하고, 고로 슬래그 미분말을 시멘트 중량 대비 10% 치환하였다. 또한 플라이애쉬 혼입량을 시멘트 중량대비 0%부터 15%까지 5%씩 증가시키는 방식 으로 변수를 설정한다. 압축강도 및 유동성 실험은 KS L 5105에 의거하여 하였다. 압축강도 실험결과, 재령 1일 압축강도에서는 모든 산업 부산물 혼입 배합에서 초기 강도 저하가 나타났다. 그러나 재령일이 증가함에 따라 강도 회복 경향이 확인되었으며, 산업부산물이 혼입된 변수들은 재령 14일차에 20MPa를 넘는 강도를 나타내며 Latex(Control) 변수보다 44%의 높은 강도를 보였다. 이는 산업부산물의 잠재 수경 성 및 포졸란 반응에 기인한 것으로 판단된다.플로우 측정값은 192 ~ 197mm 수준으로 나타났다. 산업부산물 중 고로슬래그만 혼입된 Case 1 변수에서는 유동성이 소폭 감소하였으나, 플라이애쉬 5% 이상 혼입 시 구형 입자 효과에 의해 유동성이 회복되는 경향을 보였다. 이러한 실험 결과들을 바탕으로 고로슬래그 및 플라이애쉬를 동시혼입하여 라텍스 폴리머 모르타르의 경제성 및 시공성 효율을 개선하고 친환경적 으로 적용 가능성을 보이고 있다. 향후 내구성 및 장기 성능 평가를 통해 실용가능성을 추가 검증할 필요가 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 물-시멘트비와 감수제 조건을 일정하게 유지한 상태에서 PVA와 EVA, 아크릴레이트 에멀전을 각 각 혼입한 시멘트 페이스트를 대상으로 시간 경과에 따른 레올로지 변화를 비교 및 분석하였다. 혼합 직후와 15, 30, 60분 시점에서 항복응력과 점도를 측정하여 폴리머 종류에 따른 구조 형성 속도와 점성 발달 경향을 정량적으로 평가하였다. 실험 결과, 폴리머 종류에 따라 초기 레올로지 값과 시간에 따른 증가율이 뚜렷하게 구분되었으며, 일부 에멀전 조건에서는 후기 구조 발달이 상대적으로 크게 나타났다. 또한 고함량 혼입 시 점도 상승 경향이 관찰되어 적정 투입 범위 설정의 중요성이 확인되었다. 본 연구는 폴리머 종류에 따른 시 간 의존 레올로지 특성을 체계적으로 제시하여, 폴리머 개질 다공성 콘크리트 제조 시 공극 균일성과 시공 안정성을 동시에 확보하기 위한 개질 바인더 설계의 기초 자료를 제공한다.

투수성 아스팔트 포장은 우수한 배수 성능과 소음 저감 효과로 인해 점차 확대 적용되고 있다. 그러나 개립도 아스팔트 구조 특성상 골재 이탈(ravelling), 공극 저하(clogging), 표면 열화 등에 취약하며, 교통 하중 및 환경적 노출에 의해 성능 저 하가 발생한다. 아스팔트 포장의 구조적 건전성을 회복하면서도 배수 기능을 유지하는 효과적인 유지보수 방법이 필요하나, 기존의 밀입도 보수 재료는 공극을 채워 투수성을 저하시킬 가능성이 존재한다. 이에 본 연구는 투수성 아스팔트 포장면의 보수를 위한 폴리머 수지 모르타르를 제안한다. 에폭시, 우레탄, MMA 수지 모르타르를 입도 조정된 규사와 혼합하여 양생 특성, 기계적 강도, 부착 성능, 공극 보존성, 현장 투수성 등을 실험실 및 현장 지표를 통해 분석하였다. MMA는 골재 혼합 물 내에서의 불충분한 양생 특성으로 인해 제외되었으며, 에폭시 모르타르는 우수한 기계적 안정성과 현장 유지보수에 적합 한 빠른 양생 특성을 보였다. 보수 구간은 기능적 허용 범위 내 공극률을 유지하였고, 무처리 구간 대비 투수성 감소가 미 미한 것으로 나타났다. 연구 결과, 에폭시 기반 폴리머 모르타르는 아스팔트 포장 도로의 투수성과 구조적 성능을 동시에 확보할 수 있는 효과적인 투수성 아스팔트 보수 재료임을 확인하였다.

본 연구는 3차원 비선형 유한요소해석을 이용하여 고속도로 2주형 교각 코핑부에서 철근을 유리섬유보강폴리머(GFRP) 보강 근으로 대체하는 경우를 평가하였다. 콘크리트의 균열, 손상 및 보강근 응답을 모사하기 위해 콘크리트 손상소성(CDP) 모델을 적용하 였다. 단조하중 조건에서 철근 기준 Case와 다수의 GFRP Case를 비교하였다. 주요 변수로는 GFRP의 강성, 콘크리트와의 부착계수 영향, 그리고 수직 전단보강근 상세 배근을 포함하였다. 수치해석 모델은 실험 경향과의 비교를 통해 검증되었으며 전반적인 거동이 일관되게 나타났다. GFRP로의 대체는 철근 대비 강성과 하중 전달 메커니즘을 변화시켰다. 또한 콘크리트 손상이 전체 응답과 파괴 진행을 지배하는 주요 요인으로 나타났다. GFRP 강성이 높고 부착성능이 우수할수록 구조 효율과 상세설계의 실현성이 향상되었다. 적절한 설계가 전제될 경우 전단보강근의 양은 전체 거동에 미치는 영향이 제한적인 범위에서 최적화가 가능하였다. 이상의 결과는 GFRP 적용의 실무적 가능성을 뒷받침하는 동시에, GFRP의 선형탄성ㆍ취성 거동과 국부 응력집중 가능성을 고려할 필요가 있음을 시사한다.

Ultra-high temperature ceramics (UHTCs) exhibit extremely high melting points (> 2,500 °C) and maintain structural stability under severe conditions. However, their intrinsic brittleness and oxidation vulnerability limit their direct application in aerospace components exposed to extreme environments. To overcome these limitations, UHTC-based composites reinforced with secondary phases such as ZrO2 are required to improve fracture toughness and oxidation resistance. The polymer infiltration and pyrolysis (PIP) process provides a promising fabrication route for such composites, offering densification of porous matrices with liquid precursors while maintaining uniform microstructures. Here, we report a novel zirconia precursor (PZC-12) synthesized through a sol-gel reaction of zirconium propoxide with acrylic acid (1:2 molar ratio). The liquid precursor exhibited a suitable viscosity (~518 cP) and enabled dual crosslinking via hydroxyl condensation combined with radical polymerization of vinyl groups. Consequently, effective thermal curing was accomplished upon heating at 80 °C for 12 h. This strategy minimized premature decomposition and achieved a high ceramic yield of 52.7 %. Pyrolysis at 600 °C in air produced nanosized t-ZrO2, which transformed into m-ZrO2 with grain growth at higher temperatures. Applied in PIP, a ZrB2-ZrO2 composite was successfully fabricated, demonstrating that dual crosslinking is critical for high-yield, reliable PIP-based UHTC composites.

본 연구는 재생 플라스틱을 이용한 폴리머 복합소재 전철주의 구조적 거동을 해석적으로 규명하고 그 적용 타당성을 검증하 였다. 강재의 부식 및 탄소 배출 문제를 해결할 대안으로 주목받는 폴리머 복합소재는, 강재 대비 현저히 낮은 탄성계수로 인해 구조물 적용 시 과도한 변형을 제어하는 것이 기술적 핵심 과제이다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 본 연구에서는 재료의 강도보다 변형을 우선으로 제어하는 ‘강성 지배 설계(Stiffness-Governed Design)’를 채택하였다. 유한요소해석을 통해 국내 전철주 규격(KR E-03080)의 요구조건 만족 여부를 평가하여 폴리머 복합소재 전철주의 단면 강성 요구수준을 분석하였다. 매개변수 연구 결과, D302mm 단면에 탄성계수 16,000 MPa 이상의 폴리머 복합소재를 적용했을 때, 전철주 허용 처짐 기준을 안정적으로 만족하였다. 본 연구에서는 이처럼 비전통적 소재인 재생 플라스틱을 이용한 폴리머 복합소재가 어느 정도의 탄성계수를 확보한다면 철도 구조물로 서 요구되는 구조적 성능을 충분히 확보할 수 있음을 공학적으로 입증하였으며, 이는 폐자원의 고부가가치 재활용을 통한 순환 경제 및 탄소중립 실현에 기여할 수 있는 기술적 토대를 마련했다는 점에서 중요한 의의가 있다.

본 연구에서는 페나진(phenazine) 구조를 갖는 고분자인 PIM-7을 합성하고, 그 특성과 전기화학적 거동을 평가하 여 CO2 포집을 위한 산화·환원 활성 고분자 플랫폼으로서의 가능성을 검토하였다. 합성 과정에서는 5,5',6,6'-tetrahydroxy- 3,3,3',3'-tetramethyl-1,1'-spirobisindane의 케톤화 유도체(TTSBI-ketone)를 아세톤 재결정으로 정제하여 순도를 향상시 켰으며, 이를 통해 단계성장 중합이 안정적으로 진행되었다. 최종 고분자의 구조는 FT-IR 및 NMR 분석을 통해 확인하였다. 질소 흡착 분석 결과, PIM-7은 약 519 m2/g의 높은 BET 비표면적을 보여 기체 접근성이 좋은 미세다공성 골격을 형성하고 있음을 알 수 있었다. 또한 cyclic voltammetry 측정에서는 CO2가 존재할 때 PIM-7 복합 필름의 환원 전류가 선택적으로 증 가하는 현상이 관찰되었으며, 이는 환원된 페나진 중심과 CO2 사이의 상호작용에 따른 것으로 해석된다. 이러한 CO2 반응성 은 여러 주사 속도와 반복 측정 조건에서도 일관되게 유지되었고, 이는 해당 산화·환원-CO2 상호작용이 단순 표면 현상이 아 니라 고분자 자체의 고유한 특성임을 보여준다. 이와 같은 결과는 PIM-7이 고체 상태에서 전기적으로 제어 가능하며, 미세다 공성을 갖춘 산화·환원 기반 CO2 포집 소재로 활용될 수 있음을 제시한다.

This research presents a single-walled carbon nanotube (SWCNT)-enabled real-time monitoring system to optimize postcuring conditions (temperature and duration) for epoxy resin. This method can serve as an alternative to traditional methods like Differential Scanning Calorimetry (DSC), which is effective in measuring the degree of cure in polymers during industrial curing (manufacturer-recommended cure cycle). Two different programs using SWCNTs were employed to design the cure cycles for investigating the development of mechanical properties: Program A as the comparison of effects of varied duration of high-temperature curing and Program B as high-temperature curing followed by the varied duration of low-temperature post-curing. By correlating variation in the electrical resistance of SWCNT with curing stages, we illustrate that extending post-curing at 100 °C for 24 h after an initial 3-h cure at 130 °C increases (i) tensile strength by 60% and ultimate tensile elongation by 101% and (ii) shear strength by 14% and ultimate shear elongation by 16% compared to industry standards. This approach not only improves mechanical performance but also enables precise, non-destructive cure-state detection, offering a scalable solution for high-performance composites in the aerospace and automotive sectors.

This study aimed to develop a powderization strategy using porcine by-products (kidney, liver, and heart) by evaluating the effects of raw material type, pretreatment, and additives (hydroxypropyl methyl cellulose P645 and gelatin) on powder characteristics. Powders from kidney tissue were analyzed for yield, particle structure, compressibility, and size distribution, based on the drying method and additive composition. The spray-dried sample with gelatin at 1:0.5 (w/w) showed 20.4% compressibility and the smallest, most uniform particles, indicating excellent flowability. Due to its superior structural stability, gelatin was selected over HPMC P645. Liver and heart samples that underwent enzymatic hydrolysis and the Maillard reaction were spray-dried with gelatin and assessed for yield and microstructure. The Alcalase-treated liver sample showed the highest yield. Surface analysis confirmed that gelatin formed a protective film enhancing particle stability. These findings suggest gelatin-based spray drying is effective for producing high-quality powders from protein-rich by-products.