비소성 무기결합재를 사용한 다공성 콘크리트의 공극률 및 강도 특성 평가

김황희 ( Hwang-he Kim ),김춘수 ( Chun-soo Kim ),전지홍 ( Ji-hong Jeon ),박찬기 ( Chan-gi Park ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

본 연구에서는 비소성 무기결합재를 이용한 다공성 콘크리트의 공극률 및 압축강도 특성을 평가하였다. 비소성 무기결합재는 순환자원의 소량 단순 물리적 치환에 의한 원가절감 및 중량재 개념으로 사용된다. 그러나 본 연구에서는 자극제의 활성화 매커니즘을 이용한 화학적 결합(Geo-polymerization, 포졸란 반응유도)를 유도하여 제조한 비소성 무기결합재 제품을 적용함으로써 단순 치환재가 아닌 시멘트 대체재료로 적용 가능성을 평가하였다. 실험은 비소성 무기결합재를 사용한 다공성 콘크리트와, 고로슬래그 + 시멘트를 적용한 다공성 콘크리트, 황토 + 시멘트를 적용한 콘크리트를 포함하여 3가지 배합을 비교실험을 실시하였다. 시험결과는 3가지종류의 다공성 콘크리트의 공극률은 약 26∼28%의 값을 나타냈다. 비소성 무기결합재를 사용한 다공성 콘크리트의 공극률은 고로슬래그 및 황토 + 시멘트와 비교하여 큰 차이를 나타내지 않았다. 압축강도시험결과는 재령이 증가할수록 압축강도가 높게 나타났으며, 7일강도에서는 황토 + 시멘트의 값이 가장 높게 나타났으나 재령 28일 및 91일에서는 다른 배합과 거의 유사한 강도 값을 나타냈다. 압축강도시험결과를 살펴보면 비소성 무기결합재를 적용한 한 다공성 식생콘크리트에 기존 결합재인 시멘트+고로슬래그 미분말, 시멘트+황토를 충분히 대체하여 적용할 수 있을 것으로 나타났다.

체결방식에 따른 소단면 TBM 터널용 급곡구간 세그먼트의 구조성능 검토

김황희(Kim, Hwang Hee),이재영(Lee, Jae Young),박성기(Park, Sung Ki) 한국콘크리트학회 2018 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.30 No.2

비소성 무기결합재를 사용한 무시멘트 다공성 식생콘크리트의 물리·역학적 특성 및 동결융해저항성 평가

김황희,김춘수,전지홍,박찬기,Kim, Hwang Hee,Kim, Chun Soo,Jeon, Ji Hong,Park, Chan Gi 한국농공학회 2014 한국농공학회논문집 Vol.56 No.5

The physical, mechanical and freezing and thawing properties of non cement porous vegetation concrete using non-sintering inorganic binder have been evaluated in this study. Four types of porous vegetation concrete according to the binder type is evaluated. The pH value, void ratio, compressive strength, repeated freezing and thawing properties were tested. The test results indicate that the physical, mechanical and repeated freezing and thawing properties of porous vegetation concrete using the non-sintering inorganic binder is increased or equivalent compared to the porous vegetation concrete using the blast furnace slag + cement and hwang-toh + cement binders. Also, Vegetation monitoring test results indicate the porous vegetation concrete using the non-sintering inorganic binder have increasing effects of vegetation growth.

라텍스 개질 다공성 식생콘크리트 블록의 현장 적용연구

김황희 ( Hwang-hee Kim ),김춘수 ( Chun-soo Kim ),김영준 ( Yeong-jun Kim ),전종찬 ( Jong-chan Jeon ),전상민 ( Sang-min Jeon ),김효동 ( Hyo-dong Kim ),박찬기 ( Chan-gi Park ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

본 연구에서는 산업부산물인 고로슬래그 미분말을 적용한 고로슬래그 시멘트와 고로슬래그 골재를 천연골재를 대체하여 적용하여 환경 친화적인 다공성 식생콘크트 블록을 제조하여 실제 현장에 적용하여 식생성능을 평가하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 기존 식생콘크리트 블록에 대한 자료조사 및 분석을 통하여 기준배합을 설정하였다. 고로슬래그 골재의 치환율은 40%로 결정하였으며, 라텍스의 첨가 유무에 따른 배합비를 결정하였다. 한국 환경부의 환경표지인증(EL245. 투수콘크리트 제품)에서는 다공성 식생콘크리트의 기준을 압축강도 12 MPa 이상, 공극률 25% 이상, 동결융해 반복 후 잔류압축강도 80 % 이상으로 제시하고 있으며, 본 연구에서도 환경표지인증에서 제시한 기준을 연구목표로 선정하였다. 본 연구에서는 라텍스 혼입유무에 따른 공극률, 압축강도 및 동결융해반복 시험을 실시하였다. 시험결과 라텍스를 사용한 배합은 압축강도는 14.32 MPa, 공극률은 27.41 %, 동결융해 반복 후 잔류 압축강도는 87.38 %를 나타내어 모든 기준을 만족하였다. 따라서 라텍스를 사용한 배합을 이용하여 식생블록을 제조하였다. 다공성 식생콘크리트를 적용하기에 앞서 소하천의 하상정리를 실시한 후 기초 설치를 위한 터파기를 실시하였다. 터파기가 완료된 후 기초 블록을 설치하고, 되메우기 한 후 사면을 정리하였으며, 그 후 부직포를 설치하고 다공성 식생콘크리트 제품을 설치하였다. 다공성 식생콘크리트 설치완료 후 10 cm의 복토를 실시하였으며, 복토 완료 후 녹화공사를 실시하였다. 녹화과정은 전용 취부차량에 정해진 배합비에 따라 각 재료를 배합하고 오염되지 않은 배합수로 적정 점도를 이룰 수 있도록 섞어 압축기를 사용하여 강하게 뿜어 붙이기를 한다. 현장시험 시공에 적용된 종자는 야생화 11종, 양잔디 2종으로 총 13종의 종자를 혼합하여 녹화를 실시하였다. 모니터링은 식생 초장 조사와 식생 피복율을 진행하였다. 식생 초장 및 피복율의 조사방법은 2009년에 국토해양부에서 제정한 「도로비탈면 녹화공사의 설계 및 시공지침」에 의하여 방형구법을 적용하여 실시하였다. 시간에 따른 식물 초장의 길이 조사결과 녹화공사 완료된 1주일 후부터 종자가 발아되기 시작하였으며, 6주 후에는 300 mm이상의 초장 길이를 나타냈다. 피복율은 조사결과 녹화공사 완료된 6주 후에는 평균 90 %이상의 높은 피복율을 나타냈다.

스틸패널 표면형상에 따른 스틸/GFRP 패널의 휨강도 특성

김황희 ( Hwang-hee Kim ),권형중 ( Hyung-joong Kwon ),김필식 ( Phil-sik Kim ),전지홍 ( Ji-hing Jeon ),박찬기 ( Chan-gi Park ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

본 연구에서는 스틸재료를 중앙에 놓고 양쪽에 GFRP를 적층하여 구성한 하이브리드 스틸/GFRP 패널을 개발하여 개량형 가동보의 스틸 패널의 대체 재료로 적용하고자 하였다. 특히 스틸재료는 외부에 노출되지 않고 GFRP만 노출하여 물로부터 보호함으로써 부식에 대한 우려를 최소화하고자 하였다. 하이브리드 스틸/GFRP 패널의 성능을 최대화하기 위해서는 스틸과 GFRP와의 부착이 중요한 요소이다. 부착력을 증가시키기 위한 방법으로는 여러 가지 방법이 있다. 이와 같은 방법으로는 스틸재료의 표면을 처리하여 부착력을 증가시키는 방법, 고강도의 부착력을 가지는 수지를 사용하는 방법 등이다. 본 연구에서는 스틸재료의 표면을 처리하여 스틸재료와 GFRP와의 부착력을 향상시키고자 한다. 본 연구에서는 스틸재료의 표면을 4가지 방법으로 처리한 후 휨시험을 통하여 하이브리드 스틸/GFRP 패널의 휨강도 뿐만 아니라 스틸재료와 GFRP 패널 부착계면의 계면분리 및 탈락 여부를 평가하였다. 이를 통하여 비부식성의 하이브리드 스틸/GFRP 패널의 부착력을 향상시킬 수 있는 스틸재료의 표면처리방법을 결정하였다. 스틸패널의 표면형상으로는 표면처리를 하지 않은 기준공시체, 표면을 규사분사 코팅 처리한 공시체, 스틸패널의 표면을 천공한 공시체, 표면을 스크래치한 공시체 등이다. 시험은 ASTM D :7264/D 7264M-07 에 따른 휨시험을 실시하였다. 휨시험결과 하이브리드 스틸/GFRP 패널의 경우 스틸과 GFRP 패널의 계면에서의 부착성능이 가장 큰 영향을 미쳤다. 표면처리 방법에 따른 휨강도는 규사분사 코팅을 한 시험체가 가장 큰 값을 나타냈다. 또한 모든 공시체에서 GFRP 패널의 파괴보다는 스틸과 GFRP 패널의 부착면에서의 파괴가 발생하였다.

지표수 활용을 위한 ICT기반 관개용수시스템 개발 연구

김황희 ( Hwanghee Kim ),오리온 ( Rion Oh ),추연재 ( Yeonjae Choo ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

최근 경지면적 추이를 보면 논 면적은 감소하고, 밭 면적은 증가하고 있는 추세이다. 논 면적 감소에 따른 여분의 지표수를 밭관개용수로 사용하여 기존 수리시설의 활용도 제고, 농업용수 사용의 절감, 신규 개발비 절약 등의 효과를 얻을 수 있도록 농업용수의 다목적 이용방안이 필요한 실정이다. 또한, 미래 사회의 고령화, 기후변화, 자원고갈 등 21세기인류의 식량 안보를 위협하는 지구 환경 변화에 적절히 대응하기 위한 노력의 일환으로, 4차 산업혁명의 핵심인 정보통신기술(Information and Communications Technologies)을 농업에 접목시켜 농업의 생산성 및 효율성을 높이기 위한 움직임이 전 세계적으로 활발히 이루어지고 있다. 농업에 ICT 기술을 접목한 대표적인 사례는 스마트 팜(Smart Farm)으로 비닐하우스, 축사, 과수원 등에 ICT를 접목해 원격·자동으로 작물과 가축의 생육환경을 제어하여, 노동력과 에너지, 양분 등을 기존의 관리 방식보다 적게 투입하고도 품질향상 및 생산성을 높일 수 있는 기술이다. 그러나 현재 적용 중인 스마트 팜 시스템은 주로 지하수를 사용하고 있으며, 지표수를 활용한 연구내용과 그 사례는 미비한 실정이다. 지표수는 저수지나 하천에서 취수하여 콘크리트 또는 토공수로를 통해 공급되어 그 특성상 부유물질 유입이 많으므로, 지표수를 밭관개용수로 활용하기 위해서는 수량 및 수질을 실시간으로 모니터링을 할 수 있는 시스템 구축과 동시에 원격자동 관수시스템 필요하다. 따라서 활용하고자 하는 지표수의 수량 및 수질을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 센서를 설치하여 현장 모니터링을 통한 DB구축 및 관수시스템 운영 알고리즘을 개발하는 연구를 하고자 한다.

개량형 가동보에 적용하기 위한 스틸/GFRP 패널의 기후환경 노출 후 휨강도 특성

김황희 ( Hwang-hee Kim ),권형중 ( Hyung-joong Kwon ),김필식 ( Phil-sik Kim ),전지홍 ( Ji-hing Jeon ),박찬기 ( Chan-gi Park ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

본 연구는 개량형 가동보에 적용하기 위한 하이브리드 스틸/GFRP 패널의 촉진 기후환경 노출 후 휨강도 특성을 평가하였다. 개량형 가동보에 적용하기 위한 하이브리드 스틸/GFRP 패널은 스틸 패널을 중앙에 위치시키고 외부를 GFRP 재료를 위치시켜 스틸재료는 외부에 노출되지 않고 GFRP만 노출하여 물로부터 보호함으로써 부식에 대한 우려를 최소화 하였다. 그러나 하이브리드 스틸/GFRP 패널은 항상 물과 접촉하는 특성을 가지고 있어 온도 및 습도 등 다양한 변화에 의하여 열화현상이 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 하이브리드 스틸/GFRP 패널의 촉진 기후환경에 노출 후 성능을 평가하였다. 촉진 기후환경으로는 건조-습윤반복, 장기고온노출, 동결융해반복 및 장기 동결 노출 등을 고려하였다. 시험은 촉진기후환경에 노출 후 휨시험을 실시하여 잔류휨강도를 계산하였다. 시험결과 하이브리드 스틸/GFRP 패널은 장기동결환경에 노출 후 잔류강도 80% 이상을 만족시키는 결과를 보였다. 이와 같은 결과로 볼 때 장기간 동결 환경에 노출되어 있어도 하이브리드 스틸/GFRP 패널은 큰 영향은 없을 것으로 보인다. 특히 표면이 모래분사 코팅된 경우 노출 후 90% 이상의 잔류강도를 보였다. 하이브리드 스틸/GFRP 패널의 건조습윤반복 환경에 노출 후 잔류강도는 80% 이상을 나타내어 목표로 한 잔류강도 60% 이상을 만족시키는 결과를 보였다. 하이브리드 스틸/GFRP 패널의 동결융해반복 환경 노출 시험결과 잔류강도는 80% 이상을 나타내어 목표로 한 잔류강도 60% 이상을 만족시키는 결과를 보였다. 하이브리드 스틸/GFRP 패널의 장기고온 환경 노출시험결과는 잔류강도는 80% 이상을 나타내어 본 연구에서 목표로 한 잔류강도 60% 이상을 만족시키는 결과를 보였다. 따라서 개량형 가동보에 적용하기 위한 하이브리드 스틸/GFRP 패널은 촉진기후환경에 노출 후에도 우수한 내구성을 갖는 것으로 나타났다.

Chlorite 광물군의 체적탄성률 연구

김표상(Pyosang Kim),김현수(Hyeonsu Kim),성동훈(Donghoon Seoung),이수진(Soojin Lee),이용문(Hyunseung Lee),황희정(Huijeong Hwang) 대한지질학회 2022 대한지질학회 학술대회 Vol.2022 No.10

자연마섬유보강 비소성 무기결합재 다공성 콘크리트의 공극률, 압축강도 및 동결융해저항성 평가

김황희,김춘수,전지홍,박찬기,Kim, Hwang Hee,Kim, Chun Soo,Jeon, Ji Hong,Park, Chan Gi 한국농공학회 2015 한국농공학회논문집 Vol.57 No.2

This study evaluated the effects of fibers on the void ratio, compressive strength and repeated freezing and thawing resistance of porous vegetation concrete with binder type (non-sintering inorganic binder and blast furnace slag cement) and natural jute fiber volume fraction (0.0 %, 0.1 % and 0.2 %). The natural jute fiber volume fraction affected the void ratio, compressive strength and repeated freezing and thawing resistance. Added of natural jute fiber resulted in improved properties of the void ratio, compressive strength and freezing and thawing resistance. Also, the both compressive strength and freezing and thawing resistance increased with natural jute fiber volume fraction up to 0.1 % and then decreased with fiber volume fraction at 0.2 %.

고로슬래그를 사용한 다공성 식생콘크리트 블록의 CO₂ 저감 효과 연구

김황희 ( Hwang-hee Kim ),김춘수 ( Chun-soo Kim ),김영준 ( Yeong-jun Kim ),전종찬 ( Jong-chan Jeon ),전상민 ( Sang-min Jeon ),김효동 ( Hyo-dong Kim ),박찬기 ( Chan-gi Park ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

최근 지구온난화에 따른 CO₂ 배출량 감축을 위한 세계적 공감대의 형성과 함께 콘크리트 산업 및 건설 산업에서도 저탄소 기술이 중요하게 고려되고 있으며, 지구환경 보존을 위한 노력이 요구되고 있는 실정이다. 선진국에서는 콘크리트의 CO₂ 배출량 및 에너지 절약형 콘크리트 생산에 관한 연구가 진행되고 있으나 국내에서는 이에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 고로슬래그 시멘트 및 골재를 사용한 다공성 식생콘크리트의 CO₂ 배출량을 분석하였다. 다공성 식생콘크리트의 생산과정 단계를 자재, 운송단계로 구분하여 각 단계별로 CO₂ 배출량을 정량적 평가기법을 사용하여 분석하였다. CO₂ 배출량 분석 결과 자재단계에서 99 %이상의 CO₂ 배출량이 발생하였으며, 운송단계에서는 1 % 이내의 CO₂ 배출량을 나타내어 CO₂ 배출량은 자재단계에서 많은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 포틀랜드시멘트를 사용하였을 경우 4,138.24(kg-CO₂)의 배출량을 나타내었으나, 고로슬래그 시멘트를 사용한 배합은 1,114.99~1,180.55(kg-CO₂)로 나타나 고로슬래그 시멘트를 사용할 경우 70 % 이상의 CO₂ 배출량을 감소시키는 결과를 나타냈다. 고로슬래그 골재 사용량에 따른 CO₂ 배출량 분석 결과 고로슬래그 골재 사용량이 증가할수록 CO₂ 배출량이 감소하는 결과를 나타냈다. 이 결과는 고로슬래그 골재의 경우 일반 부순 굵은골재에 비하여 생산단계에서 CO₂ 배출량이 적기 때문에 나타난 결과로 고로슬래그 골재를 사용함으로써 CO₂ 배출량 감소효과를 볼 수 있었다. 고로슬래그 골재로 100% 대체하였을 경우 약 6 %의 CO₂ 배출량 감소효과가 나타났다. 다공성 식생콘크리트의 배합별압축강도별 CO₂ 배출량 추이를 분석하였다. 압축강도가 감소할수록 CO₂ 배출량도 감소하는 결과를 나타냈다. 고로슬래그 골재 사용량이 증가할수록 압축강도가 낮아지는 결과를 나타냈으며, 고로슬래그 골재 사용량이 증가할수록 CO₂ 배출량이 감소하는 결과를 보여주었기 때문에 나타난 결과로 판단된다. 모든 결과를 종합하면 CO₂ 배출량 감소시키기 위해서는 포틀랜드시멘트 사용량을 줄이고 산업부산물인 고로슬래그 미분말 활용할 경우 상당한 CO₂ 배출량을 감소시키는 효과를 볼 수 있으며, 또한 산업부산물인 고로슬래그 골재를 사용할 경우 고로슬래그 시멘트 보다는 CO₂ 배출량 감소효과가 크게 나타내지 않지만 CO₂ 배출량이 감소하는 효과가 나타났다. 이는 추후 일반 콘크리트에서 적용함에 있어서 산업부산물을 적극 활용할 경우 CO₂ 배출량의 감소효과를 기대할 수 있다.