굴 패각 분말을 충전재로 활용한 폴리머 콘크리트의 강도 및 내구 특성

성찬용 ( Chan-yong Sung ),김영익 ( Young-ik Kim ),김태호 ( Tae-ho Kim ),이승훈 ( Seong-hoon Lee ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

연평균 36만여 톤에 달하는 패각 발생량 중 패화석 비료(16만여 톤)와 채묘기(14만여 톤), 매립(3만여 톤)등을 제외한 나머지 3만여 톤이 미처리되어 주변 연안에 야적되는 실정으로, 미관상 뿐만 아니라 부착된 육질의 영향으로 악취 원인균인 S.aureus및 P.Vulgaris 등이 번식할 가능성이 크며, 이러한 미생물들은 염분 등을 분해시켜 NH₃, H₂S, Amine과 같은 냄새를 유발시키기 때문에 방치되는 패각을 효과적으로 처리하기 위한 다양한 연구가 요구되는 실정이다. 따라서 본 연구는 매립되거나 방치됨으로써 해양 환경 오염의 주원인이 되는 패각을 효율적으로 처리하여 친환경 건설재료로 활용하기 위한 연구로서, 폴리머 콘크리트의 충전재로 활용하기 위하여 미세하게 분쇄된 굴 패각 분말과 고분자 재료인 불포화 폴리에스터 수지 및 골재를 활용한 폴리머 콘크리트를 개발하여 단위결합재량 및 패분의 혼입에 따른 폴리머 콘크리트의 작업성, 유동성, 강도 및 내구성 등의 물리· 역학적 특성을 구명함으로서 굴 패각의 건설재료료의 활용 가능성에 대한 기초자료를 제시하고자 한다. 굴 패각 분말을 혼입한 폴리머 콘크리트 제조를 위한 결합재는 올소 타입의 불포화 폴리에스터 수지를 사용하였으며, 개시제는 메틸에틸케톤 프록사이드가 55% 함유된 DMP 용액을 사용하였다. 굵은골재로는 5~10mm 및 5~25mm의 쇄석을 사용하였으며, 잔골재로는 4.75mm 이하의 천연모래를 사용하였다. 굴 패각은 분쇄기를 사용하여 0.15mm 이하로 분쇄하여 충전재로 사용하였으며, 또한 비교 평가를 위하여 탄산칼슘을 충전재로 사용하였다. 굴 패각을 활용한 폴리머 콘크리트의 배합은 패각 분말의 혼입에 따른 특성을 평가하기 위하여 단위결합재량을 10, 12 및 14%의 3종류로 하였다. 경화 전 폴리머 콘크리트의 특성을 평가하기 위하여 가사시간 및 슬럼프 시험을 실시하였으며, 경화 후 압축강도, 휨강도 및 내약품성 시험을 병행하였다. 실험결과 단위결합재량이 증가함에 따라 충전재의 종류에 관계없이 슬럼프가 증가하는 경향을 나타내었으며, 패각 분말을 혼입한 배합이 탄산칼슘을 사용한 배합에 비하여 슬럼프가 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 가사시간은 충전재에 관계없이 공시체 제작을 위한 소요시간을 충분히 확보하는 것으로 나타났다. 단위결합재량이 증가할수록 패각 분말 및 탄산칼슘을 혼입한 배합의 압축강도가 거의 유사한 경향을 나타내었으며, 황산 침적에 대한 내약품성은 충전재의 종류에 관계없이 매우 우수한 것으로 나타났다.

녹화공법 적용을 위한 포러스 폴리머 콘크리트의 개발 및 식생 블록 내 생장 특성

성찬용 ( Chan-yong Sung ),김영익 ( Young-ik Kim ),김태호 ( Tae-ho Kim ),이승훈 ( Seong-hoon Lee ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

건설기술의 비약적인 발전으로 구조물의 대형화 및 고층화 등 사용환경이 점차 확대됨에 따라 새로운 건설재료에 대한 인식이 대두되면서 강도 뿐만 아니라 내마모성, 내충격성, 내약품성 및 내동결융해성 등과 같은 내구성이 매우 우수한 고분자 재료인 폴리머를 활용한 폴리머 콘크리트에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 또한, 최근에는 콘크리트를 환경친화적인 재료로 개발하는 연구가 확대되고 있으며, 그 대표적인 예로서 환경보존 및 생태계와의 조화를 도모한다는 의미에서 환경친화적인 콘크리트에 대한 연구가 계속적으로 수행되고 있으며, 다공성 콘크리트의 공극을 활용하여 식생을 적용한 식생콘크리트는 자연친화적이면서 동·식물의 서식처 제공 등의 생태 및 환경보호가 가능하여 하천 호안 및 사면 등의 녹화 공법에 활용되어지고 있다. 따라서 본 연구는 결합력이 높은 불포화폴리에스터 수지와 쇄석을 활용한 포러스 폴리머 콘크리트 및 포러스 폴리머 블록 내 식생 적용을 통한 식생 폴리머 블록을 개발하여 하천의 호안 및 사면의 녹화 공법에 활용하기 위한 것으로서, 포러스 폴리머 콘크리트의 공극률 및 압축강도와 다공성 폴리머 블록에 한지형 잔디 및 초본식물의 식재를 통한 식생 폴리머 블록 내에서의 식물의 초기 발아 및 생장 특성에 대한 기초 자료를 제공하고자 한다. 포러스 폴리머 콘크리트 제조를 위한 결합재는 올소타입의 불포화 폴리에스터 수지를 사용하였으며, 충전재는 탄산칼슘을 사용하였다. 골재는 5-10mm 및 5-20mm의 쇄석을 사용하였으며, 포러스 폴리머 콘크리트블록 내 식생 적용을 위한 품종은 녹화시 피복 밀도가 높으며, 초기 생육속도가 우수하여 우리나라의 비탈면시공에 많이 사용되는 한지형 잔디인 톨훼스큐(Tall fescue) 및 페레니얼 레이그라스(Perennial ryegrass)와 다년 초본식물로서 난지형 자생 식물인 비수리(Lesedeza) 및 알파파(Alfalfa)를 선정하였으며, 각각 단일 파종하였다. 포러스 콘크리트 블록에 식생 적용 결과 식생 종류에 관계없이 초기 발아 시점은 5~7일로 나타났으며, 파종 후 2주가 경과한 시점에서 한지형 잔디의 경우 80% 이상의 높은 발아율을 나타내었다. 파종 후 4주가 경과한 시점에서 한지형 잔디의 경우 초기의 높은 생장으로 인하여 8~9점의 높은 피복도를 나타내었으며, 발아율이 상대적으로 낮은 비수리는 6점 이하의 피복도를 나타내었다. 파종 후 8주가 경과한 시점에서 한지형 잔디의 생장량은 16~22cm로 높은 생장량을 나타낸 반면에 자생식물은 3~6cm의 생장량을 나타내었다.

Aspergillus niger SFN - 416이 생산하는 Xylanase Ⅰ의 정제 및 특성

성찬기(Chan-Ki Sung),이상원(Sang-Won Lee),박석규(Seok-Kyu Park),전순실(Soon-Sil Chun) 한국식품영양과학회 1996 한국식품영양과학회지 Vol.25 No.4

Aspergillus niger SFN-416으로 부터 생성한 xylanase I를 분리ㆍ정제하여 특성을 조사하였다. Aspergillus niger SFN-416의 배양액을 ethanol(70%) 칭전 , (NH₄)₂-S0₄(30~90%) 침전, Sephadex G-100 chromatography 빛 DEAE-Sephacel ion chromatography 등의 정 제 과정을 거친 결과, 10.2배 정제되었고, 정제효소의 최적 활성온도는 50℃였다. 최적 pH는 3.5이었고, pH 안정성은 6.0 이상에서 활성이 급격히 감소하였다. 또한 금속이온에 대한 효소의 활성은 대부분 억제를 보였고, 특히 Hg^(2+)는 18.5%로 가장 낮은 상대활성을 보였지만, Fe^(2+)는 117.0%, Mn^(2+)는 129.9%로 오히려 효소활성이 증가되었다 . 정제 효소의 분자량은 SDS-PAGE 에 의하여 31,000 daltons이었으며 , 유기용매에 대한 활성과 안정성은 10%의 methanol, ethanol, isopropanol 및 1-butanol에 대하여 모두 낮은 활성을 나타내어 유기용매에는 안정하지 않는 것으로 생각된다. Xylanase(EC. 3. 2. 1. 8) was purified approximately 10.2 fold from Aspergillus niger SFN-416 by a sequential process of ammonium sulfate fractionation, Sephadex G-100 gel filtration and DEAE-Sephacel ion exchange chromatography. Molecular weight of the enzyme was approximately 31,000 daltons. The optimum pH and temperature of the enzyme activity were 3.5 and 50℃, respectively. The enzyme activity was enhanced by Fe^(2+) and Mn^(2+), and inhibited by Hg^(2+). The activity was decreased by addition of methanol, ethanol, isopropanol and 1-butanol at a concentration of 10%(v/v).

폴리프로필렌섬유를 혼입한 포장용 투수성 폴리머 콘크리트의 공학적 성질

성찬용(Chan-Yong Sung),이승훈(Seung-Hoon Lee) 충남대학교 농업과학연구소 2010 농업과학연구 Vol.37 No.2

Research on permeable pavement like asphalt and concrete pavement with porous structure has been increasing due to environmental and functional need such as reduction of run off and flood. This study was performed to evaluate void ratio, permeability coefficient, and compressive strength of permeable polymer concrete (PPC) using crushed and recycled coarse aggregate that is obtained from waste concrete. Also, 6 ㎜ length of polypropylene fiber was used to increase toughness and interlocking between aggregate and aggregate surrounded by binder. Binder and filler used were unsaturated polyester resin and CaCO3, respectively. The mix proportions were determined to satisfy the requirement for the workability and slump according to aggregate sizes 5~10 ㎜. In the test results, regardless of kinds of aggregates and fiber contents, the void ratio, permeability coefficient and compressive strength of all types of PPC showed the higher than the criterion of porous concrete that is used in permeable pavement in Korea. Also, strengths of PPC with increase polypropylene fiber volume fraction showed slightly increased tendency due to increase binder with increase of fiber volume fraction. Accordingly, polypropylene fiber and recycled coarse aggregate can be used for permeable pavement.

폐유리분말을 충전재로 사용한 포장용 투수성 폴리머 콘크리트의 공학적 성질

성찬용 ( Chanyong Sung ),김태호 ( Taeho Kim ),김영익 ( Youngik Kim ),이승훈 ( Seunghoon Lee ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

우리나라의 도로포장은 불투수성의 시멘트 콘크리트 또는 아스팔트 포장이 대부분을 차지하고 있으며, 강우 시 우수를 하천이나 강으로 직접 배출하기 때문에 포장면 아래를 통한 우수의 침투가 이루어지지 않아 지하수자원을 확보하기 어렵고, 불투수성 포장재료에 의해 호우시 포장면에서 배수구를 통한 우수가 그대로 하천에 유입되어 저지대 및 하류지역에서 홍수 피해가 빈번하게 발생하고 있다. 또한 경제발전에 따른 고도의 산업화에 의해 산업 및 생활폐기물의 발생량이 증가하여 매립부지의 부족과 환경오염 등의 문제가 발생하고 있으며, 그 중 재활용이 가능한 유리의 경우 더욱 심각한 문제를 일으키고 있는 실정으로 유리제품의 활용이 증대됨에 따라 폐유리 발생량도 점차 증대되고 있다. 이에 따라, 국내에서도 폐유리를 건설재료의 용도로 활용하기 위한 연구가 진행되었지만, 폐유리와 시멘트의 알칼리성분에 의한 화학적 반응인 알칼리실리카 반응(ASR)에 의해 유발되는 콘크리트의 팽창으로 인해 그 사용이 제한되기도 하였다. 따라서 본 연구에서는 알칼리실리카 반응에 대한 대안으로, 결합력이 높은 불포화폴리에스터 수지와 국내에서 부산되는 폐유리분말, 재생굵은골재, 탄산칼슘을 사용하여 투수성 폴리머 콘크리트의 강도, 공극률, 투수계수 등과 같은 공학적인 특성을 구명하여 포장용 투수성 콘크리트에 활용함으로써 보통 시멘트 포러스 콘크리트의 낮은 강도 및 내구성 등의 단점을 개선하고, 도로포장의 투수성 및 배수성을 향상시키기 위한 자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 투수성 폴리머 콘크리트 제조를 위한 결합재는 올소 타입의 불포화 폴리에스터 수지를 사용하였으며, 충전재는 폐유리분말과 탄산칼슘을 사용하였고, 폐유리분말과 탄산칼슘의 중량비를 각각 0:100, 10:90, 20:80, 30:70, 40:60, 50:50, 60:40, 70:30, 80:20, 90:10, 100:0 11종류로 하였으며, 골재는 5-20mm의 재생굵은골재를 사용하였다. 포장용 투수성 콘크리트의 배합은 강도와 공극을 고려하며, 폐유리분말과 탄산칼슘의 사용량에 역점을 두었으며, 투수성 콘크리트 포장의 압축강도와 휨강도 기준인 18MPa, 4.5MPa와 공극률 기준 8%, 투수계수 기준 1×10^-2cm/s를 만족할 수 있도록 예비실험을 통하여 최적의 배합을 도출하였다. 실험결과 대부분의 배합에서 투수성 콘크리트 포장의 강도, 공극률, 투수계수 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 또한, 폐유리분말의 혼입량이 증가함에 따라 필요한 결합재의 양이 감소하고, 압축강도와 휨강도가 증가되어, 포장용 투수성 폴리머 콘크리트 제조 시 폐유리분말을 사용함으로써 경제적인 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대되며, 포장용 콘크리트에서 요구되는 규정강도, 공극률 및 투수계수를 만족하는 투수성 콘크리트를 제조할 수 있을 것으로 판단된다.

Aspergillus neger SFN-416으로부터 생산한 Xylanase II의 분리정제 및 특성

성찬기,이상원,박석규,손봉수,Sung, Chan-Ki,Lee, Sang-Won,Park, Seok-Kyu,Shon, Bong-Soo 한국미생물 · 생명공학회 1996 한국미생물·생명공학회지 Vol.24 No.6

Xylanase (EC 3.2.1.8) was purified approximately 4.3 fold from Aspergillus niger SFN-416 by ammonium sulfate fractionation, Sephadex G-100 gel filtration and DEAE-Sephacel ion exchange chromatography. Molecular weight of the enzyme was approximately 42,000 daltons. The optimum pH and temperature of the enzyme activity were 5.5 and 50$\circ$C, respectively. The enzyme activity was enhanced by Fe$^{2+}$, and inhibited by Hg$^{2+}$. The activity was decreased by addition of methanol, ethanol, isopropanol and 1-butanol at a concentration of 10%(v/v).

고로슬래그골재와 철봉쇼트분진의 혼입률에 따른 투수성 폴리머 콘크리트의 공학적 특성

성찬용 ( Chanyong Sung ),이승훈 ( Seunghoon Lee ),김영익 ( Youngik Kim ),김태호 ( Taeho Kim ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

최근 경제발전에 따른 건설공사량의 증가 및 대형화 추세와 함께 국내 건설분야는 해사와 부순돌 및 부순모래의 채취따른 자연경관의 파손 및 환경오염이라는 심각한 이유 때문에 채취의 곤란을 겪고 있어 대체골재의 필요성이 절실한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 내구성, 방수성, 강도 등이 뛰어난 불포화 폴리에스터 수지와 충전재로 선업폐기물인 철봉쇼트분진 및 고로슬래그 골재를 사용하여 친 환경적인 투수성 폴리머 콘크리트를 개발하여 투수 포장에 활용할 수 있는 자료를 제공하고자 한다. 투수성 폴리머 콘크리트 제조를 위한 결합재는 올소 타입의 불포화 폴리에스터 수지를 사용하였으며, 충전재는 철봉쇼트분진과 탄산칼슘을 사용하였고, 철봉쇼트분진과 탄산칼슘의 중량비를 일정비로 변화시킨 11종류로 하였으며, 골재는 5-25mm 고로슬래그를 사용하였다. 투수성 포장을 위한 다공성 콘크리트의 공극률, 강도, 투수계수 및 내구성 등에 영향을 미치는 가장 중요한 요소는 사용되는 결합재량으로서, 결합재량이 많으면 폴리머가 골재를 피복한 후 여분의 결합재에 의해 공극이 채워지고, 바닥면에 불투수층의 형성으로 인하여 투수 콘크리트의 기능을 할 수 없게 된다. 또한, 포러스 폴리머 콘크리트의 강도와 공극률은 상관관계에 있으므로 두 가지 조건을 충족하는 최적배합을 도출하는 것이 무엇보다 중요하므로 결합재량의 사용량에 중점을 두었으며, 투수 콘크리트 포장의 공극률 기준 8%와 투수계수 기준인 1×10-2cm/s를 만족할 수 있도록 예비실험을 통하여 기본배합을 도출하였다. 공극률은 Ø75×150mm의 공시체를 제작하여 기건상태의 중량과 수중에서의 중량을 3회 반복 측정하여 평균값으로 하였다. 압축강도 시험은 Ø75×150mm의 공시체를 제작하여 재령 7일에 KS F 2481에 규정된 방법에 준하여 실시하였다. 포장용 투수성 폴리머 콘크리트의 투수 계수는 일반 콘크리트의 투수계수보다 크기 때문에 150×150×60mm의 공시체를 제작하여 재령 7일에 의 정수위 투수 시험방법에 준하여 실시하였다. 실험결과 모든 배합에서 투수성 콘크리트 포장의 공극률 기준 및 투수계수 기준, 압축강도 기준을 만족하는 것으로 나타났으며, 사용된 골재의 크기가 작을수록 공극률과 투수계수는 감소하는 경향을 나타내었다. 본 연구에서 이루고자 하는 철봉쇼트분진을 사용한 폴리머 콘크리트의 개발이나 공학적 특성에 대한 연구결과는 볼 수 없으며, 아직까지 보고된 바가 없다. 따라서 더 많은 실험과 연구가 계속된다면 공학적으로 우수한 콘크리트 개발이 가능할 것으로 기대되어 진다.

경량 폴리머 콘크리트의 내구성

이윤수(Lee, Yoon Su),채경희(Chae, Kyung Hee),연규석(Yeon, Kyu Seok),주명기(Joo, Myung Ki),성찬용(Sung, Chan Yong) 한국콘크리트학회 2002 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.2002 No.5

기건 황토모르타르의 물리·역학적 특성

이전성 ( Lee Jun-sung ),윤준노 ( Youn Joon-no ),성찬용 ( Sung Chan-yong ) 한국농공학회 2002 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2002 No.-

This study is performed to examine the dry Hwangtoh mortar. The unit weight is in the range of 1,891kg/㎥ ~ 2,037kg/㎥, it tend to decrease with increase using the Hwangtoh. The compressive and bending strength are in the range of 105kgf/㎠ ~ 353kgf/㎠; 18kgf/㎠ ~ 66kgf/㎠respectively. The mortar of using Hwangtoh 20% is showed the highest strength ratio.

경량 폴리머 콘크리트의 동결융해 저항성

이윤수(Lee, Youn Su),채경희(Chae, Kyung Hee),연규석(Yeon, Kyu Seok),주명기(Joo, Myung Ki),성찬용(Sung, Chan Yong) 한국콘크리트학회 2001 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.2001 No.5