Hydrogel-Based Water Evaporators and Pumps Prepared by Crystal Engineering

Jonghwi Lee(이종휘),한지원,이청천,이서린,김호연,김준석,조윤호 한국고분자학회 2022 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.47 No.1

지오폴리머계 그라우트재의 강도 특성

이종휘(Lee, Jonghwi),김선주(Kim, Seonju),차경섭(Cha, Kyungsub),김선곤(Kim, Sunkon),천병식(Chun, Byungsik) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.4

본 연구에서는 지오폴리머계 그라우트재(HIT)의 강도 및 내구성 특성을 분석하기 위하여 일축압축강도시험, SEM, 공시체 표면변화관찰 및 용탈시험을 실시하였다. 일축압축강도시험 결과, HIT의 경우 초기강도가 높고, 재령일이 경과할수록 강도가 증가하는 경향을 보였으나, SGR과 LW 경우 재령 28일 이후 강도가 감소하는 경향을 보였다. 이는 SEM 결과와 일치하였으며, HIT의 경우 지속적인 수화반응을 통하여 밀실한 형태의 C-S-H 수화물이 다수 분포함을 확인할 수 있어 물유리계 재료보다 강도 및 내구성이 우수한 칼슘실리케이트 수화물을 형성함을 알 수 있었다. 또한 공시체의 표면변화 및 용탈시험 결과에서도 양생 6개월이 지난 시점에서 HIT의 경우 양호한 표면을 유지했으며 중량감소율도 극히 미미했다. LW, SGR의 경우에는 표면의 수축정도가 심했으며, 중량감소율도 HIT보다 큰 것으로 나타나 내구성이 떨어지는 것으로 나타났다. 종합적으로 HIT가 물유리계 재료보다 강도, 내구성면에서 우수한 특성을 나타내는 것으로 나타나 해상구조물 그라우트재로 적합할 것으로 판단된다. In this study, strength and durability of a geo-polymer grout material(HIT) was investigated through unconfined compression strength tests(UCS)), scanning electron microscope(SEM), elution tests, and surface observations. UCS tests showed high initial strength and rapid continuous strength increments when compared to labile wasser glass(LW) and space grouting rocket system (SGR) grout materials, which showed strength reduction after 28 days. The higher strength was also reflected in SEM results which showed calcium silicate hydroxide(C-S-H) gels of the dense hydrate range, indicating higher strength and durability. Additionally, elution tests and grout surface observations showed HIT was in good condition and the decrease in weight was minor when under water for six months. LW and SGR showed the grout surface to be constricted and lower durability due to higher weight increase. These results and observations show HIT to be better suited for coastal structural applications than LW and SGR in long terms of strength and durability.

해양구조물 선적 시 야드 및 안벽의 안정성 해석사례

이종휘(Jonghwi Lee),박준태(Juntae Park),한윤수(Yunsu Han),정종진(Jongjin Jung) 한국지반환경공학회 2014 한국지반환경공학회 학술발표회논문집 Vol.2014 No.9

IPS 흙막이 가시설의 수평 변위 계측을 통한 선행하중 효과 수치해석적 분석

이치호(Lee, Chiho),이종휘(Lee, Jonghwi),이창기(Lee, Changki),천병식(Chun, Byungsik) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.5

본 연구에서는 흙막이 가시설 공법중 지반의 변위를 억제하고, 토공사 및 구조물 공사의 시공성을 크게 개선한 IPS 흙막이 가시설 공법을 시공한 현장의 계측자료를 바탕으로, 탄소성보법 수치해석 프로그램(EXCAV/W)을 이용하여 수치해석을 실시하였다. 그 결과, 선행하중을 가한 해석치가 평균 13.2% 감소하였으며, 또한 일반적인 해석치보다 현장 계측치는 평균 26.7% 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 IPS 흙막이 가시설 공법은 기존 버팀보 공법에 흙막이벽의 수평변위에 대한 안전성을 확보하고 있음을 알 수 있다. 또한 IPS 흙막이 가시설 공법을 이용한 선행하중 효과를 통해 수평변위가 감소하는 것을 확인할 수 있다. In this study, gathered measuring data at fields constructed by IPS(Innovative Prestressed Support) system controls the ground displacement and improves the constructability of earth work and structure work greatly, and compared with horizontal displacement calculated by Elasto-plastic analysis program(EXCAV/W). As the result, displacement of calculated by pre-loading data is reduced 13.2% average of general method, and measuring displacement is also reduced 26.7% average of general method. Therefore that IPS system is more safe than conventional strut method in contrast to displacement of underground wall. In addition, horizontal displacement is reduced through the pre-loading effect used by IPS system.

매립지 차수재로써 매립회-벤토나이트 혼합비에 따른 다짐 및 투수특성에 관한 연구

이정상(Lee, Jungsang),이종휘(Lee, Jonghwi),이진규(Lee, Jinkyu),천병식(Chun, Byungsik) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.1

최근 급속한 산업발전과 국민 생활수준 향상에 따른 에너지 사용량이 증가함에 있어서 산업부산물이 기하급수적으로 늘어나고 있는 실정이다. 이들 폐기물을 자원으로 재활용하기 위한 기술에 대한 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 매립회와 벤토나이트 혼합재료로 사용하여 차수재 조건(1×10-7cm/sec 이하)을 만족시킬 수 있는 적정 혼합비를 결정하고 매립지 차수재로서의 이용 가능성을 규명하는데 그 목적이 있다. 다짐시험결과 벤토나이트 혼합비율이 증가함에 따라 최대건조단위중량이 감소하고 최적함수비는 증대하는 다짐곡선의 경향을 나타내었다. 그리고 투수시험결과 벤토나이트의 혼합비의 증가에 따라 투수계수는 지수의 형태로 감소하는 경향을 나타내었고, 이는 수화반응에 의한 매립회의 공극을 충전시켜 주기 때문으로 판단된다. 그리고 벤토나이트의 혼합비율이 약 15% 이상일 때 차수재의 조건을 만족하는 것으로 나타났다. 즉, 경제성 면에서 매립회를 활용하기위해 시멘트를 추가적으로 혼합하는 등 다른 대책을 강구할 필요성이 있다고 판단된다. Recently, industrial by-products are exponentially growing because energy consumption is increasing due to rapid industrial development and improved living standards. The purpose of this study is to determine the proper mixing ratio to meet the liner conditions(must be less than 1×10-<SUP>7</SUP>cm/sec), using pond ash and bentonite as liner. As the result of the compaction test, depending on the increase mixing ratio of bentonite, the maximum dry unit weight was decreased but the optimum moisture content was tended to be increased at the compaction curve. As the result of the permeability test, depending on the increase mixing ratio of bentonite, the coefficient of permeability showed tendency to be decreased in the form of index and the tendency was caused by the hydration reactions filling the void of the pond ash. When the mixing ratio of bentonite was approximately over 15%, it was satisfied with the land fill liner conditions. In other words, it is necessary to consider other mixtures containing the cement or another material in the economical aspect for application of the pond ash.

송도지역 내 PHC 말뚝기초 적용사례분석을 통한 적정 시공방법 연구

이병호(Lee Byengho),이종휘(Lee Jonghwi),천병식(Chun Byungsik) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.3

송도 국제화 복합단지는 대규모 간척사업을 통해 조성된 지역이며 준설매립층을 포함 느슨한 실트층과 연약한 점토층, 모래층 등이 교호하여 퇴적되어 있다. 따라서 본 지역에 구조물을 안전하게 설치하기 위해서는 말뚝기초의 사용이 불가피하다. 송도 국제화 복합단지 내 말뚝기초 적용현장의 경우, 환경적인 조건과 경제적인 측면에서 항타방식의 PHC 말뚝이 대부분 적용되었다. 최근 송도 국제화 복합단지 5~7공구 내 PHC 말뚝기초를 적용하여 시공된 4개 현장을 분석한 결과 퇴적층 내 경질층의 출현 및 30m 이상의 말뚝설치로 인해 항타방식의 시공은 어려움이 많은 것으로 나타났다. 이 경우 적절한 심도까지 선 천공 후 항타 관입을 시행하여 말뚝을 설치했을때 시공성 분석결과 매우 양호한 결과를 얻었다. 또한 경제성의 경우에도 약 4% 정도의 상승으로 시공성 향상에 비해 매우 미소한 증가임을 알 수 있었다. 안정성 측면에서는 재하시험을 통해 확인한 결과 말뚝재료의 허용응력 대비 약 70% 이상을 만족하는 것으로 확인되었다. 이상의 분석결과를 통해 볼 때 송도지역 내 PHC 말뚝 적용은 퇴적 환경을 고려하여 조밀한 모래층을 선 천공한 후 항타를 통해 양호한 지지층에 설치하는 방법이 가장 합리적인 것으로 판단되었다. Song-Do international city is the area developed in large-scale land reclamation. Song-Do area consists of reclamation layer, sedimentary layer(loose silt, soft clay and sand alternating) and residual layer from the ground surface. Therefore, using pile foundation is inevitable to build structures safely. In this area, driven PHC piles have been generally constructed in terms of environmental and economic conditions. As a result of analyzing 4 sites in Song-Do district 5 and 7 recently, the method of driving pile has many problems because of existence of rigid soil in sedimentary layer and installation of more than 30m piles. In this case, when installing piles by drive after pre-boring up to appropriate depth, the results of constructability analysis were very good. And in the economic efficiency, although 4% of construction cost rose, it was a very slight increase in comparison with improvement of workability. In the case of the stability, more than 70% compared to the allowable stress of piles was satisfied through the load test. As a result, when PHC piles is installed in Song-Do district, the proper construction method is that piles are located at bearing layer after boring rigid sand layer.

친환경적인 무기질계 주입재(NDS)의 내구성에 관한 연구

이혜진(Lee Hyejin),이종휘(Lee Jonghwi),정경식(Jung kyoungsik),천병식(Chun Byungsik) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.7

현재 지반주입공법에 사용되는 약액으로는 물유리계가 주로 사용되고 있다. 그러나 물유리계를 사용한 약액주입공법은 현장적용에 있어서 내구성 저하, 강도 저하, 용탈 현상 등의 여러 가지 문제점을 가지는 바, 한시적인 차수용도로 사용될 수는 있으나 영구적인 지반보강 및 차수를 위해서는 본질적인 문제점을 가지고 있다. 본연구에서는 이러한 물유리계 지반주입재의 문제점을 해결할 수 있는 무기질계 지반주입재(NDS)의 환경영향평가 및 내구성을 규명하기 위하여 대표적인 물유리계 재료인 SGR 재료와 함께 일축압축강도시험, 어독성시험, 내구성시험, 침적 후 삼축투수시험을 실시하였다. 내구성시험 결과, 재령 28일 강도는 NDS가 SGR보다 1.5배 크게 나타났으며, 어독성시험 결과 SGR의 생존율은 50~70%, NDS는 100%로 나타났고 이는 NDS의 생존율이 SGR보다 더 높다는 것을 보여주었다. 따라서 시험결과를 종합해 볼 때 전반적으로 NDS가 SGR에 비해 내구성면에서 우수하며 친환경 적임을 확인할 수 있었다. Recently, the ground injection method using water glass as one of the components of the main resources and the products of the construction has some basic problems for permanent reinforcement of foundation and stopping leakage of water because it has some serious problems such as durability reduction, compression strength reduction and eluviation. This study was to evaluate the environmental impact and durability of the developed friendliness of Natural and Durable Stabilizer(NDS) of inorganic injection and Space Grouting Roket(SGR) with typical water glass type material. Two materials, NDS and SGR, were compared with each other by unconfined compressive strength test, fish poison test, durability test and triaxial permeability test. The results of the durability test indicated that the 28-day strength of the NDS was 1.5 times higher than that of the SGR. The fish poison test proved that the survival rate in the SGR and NDS is 50~70%, and 100%, respectively. Therefore, the NDS has higher survival rate than that of the existing SGR. The NDS will be considered by an environmentally friendly product and moreover it has a few problems for soil and groundwater pollution.

석탄회를 활용한 경량기포유동화재의 플로우 및 강도 특성

이승준(Lee, Seungjun),이종휘(Lee, Jonghwi),채휘영(Chae, Hwiyoung),천병식(Chun, Byungsik) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.10

산업부산물 중 석탄회는 전체배출량의 약 30%가 재활용되지 못하고 매립되고 있으며, 매립에 따른 비용 등의 문제가 심각하다. 국내 석탄회 중에서 비회는 건설재료로서 재활용되나, 매립회는 대부분 재활용되지 못하고 매립되고 있다. 본 연구에서 석탄회를 활용하여 개발한 경량기포유동화재는 기존의 유동화재에 기포를 더하여 단위중량을 낮추었으며, 교대 및 옹벽 등의 뒷채움에 적용가능한 경량성과 유동성을 지닌 재료이다. 또한, 단위중량, 일축압축강도, 플로우 시험 등과 같은 실내시험을 통해 적용성을 검토하였다. 시험결과 매립회와 비회의 혼합비 70:30∼50:50에서, 기포량 각각 2∼3%, 함수량 26.5∼29.5% 범위에서 단위중량기준 12∼15kN/㎥, 일축압축강도기준 0.8∼1.2㎫, 플로우기준 20㎝ 이상을 만족하는 것으로 나타났다. Coal ash of industial by-products was not recycled about 30% in total emissions. Moreover, it caused environmental pollution as well as wasted unnecessary expenses and time. Currently, fly ash(FA) is recycled as construction material however ponded ash(PA) is mostly buried. Lightweight foamed Controlled Low-Strength Materials(CLSM) evaluated in this study reduces unit weight by mixing foam in the traditional Controlled Low-Strength Material and has lightweight and flowability to be available for backfill materials in construction. Flow test, unconfined compressive strength test, and foamed-slurry unit weight test were performed in this study and the applicability of lightweight foamed CLSM for construction materials was evaluated. The results indicate that the mixture ratio(PA:FA) ranging from 70:30 to 50:50, cement of 7%, foam of 2~3%, and water content of 26.5~29.5% were required to satisfy the following standards such as flow value(i.e., 20㎝), unconfined compressive strength(i.e., 0.8~1.2㎫), and foamed-slurry unit weight(i.e., 12~15kN/㎥).

생분해성 Poly(lactic acid)-셀룰로오스 다공성 복합체의 제조

박예진(Yejin Park),이종휘(Jonghwi Lee) 한국고분자학회 2022 폴리머 Vol.46 No.1

본 연구에서는 셀룰로오스(FP) 용액의 냉각 결정화 방법으로 폼을 형성한 후, 생분해성 고분자인 poly(lactic acid)(PLA) 용액을 폼에 침투시켜서 복합체 폼을 제조했다. PLA를 친수성 표면을 가진 셀룰로오스 다공성 소재에 침투시키면, 소수성의 표면으로 개질된다. PLA/FP 복합체 폼에서 FP 폼보다 높은 밀도와 기계적 물성 특성을 확인할 수 있었다. 기공도는 FP 폼이 PLA/FP 복합체 폼보다 높은 수치를 보였지만, 수직 열전도도에서 확인한 단열성은 PLA/FP 복합체 폼이 더욱 우수했다. 또한 고온 열적 안정성도 FP 폼보다 PLA/FP 복합체 폼이 뛰어났다. PLA/FP 복합체 폼은 높은 기계적 물성과 열적 안정성으로 향후 단열재, 완충재로서 가능성을 가질 것으로 기대된다. In this study, a cellulose foam was formed by the melt crystallization method of cellulose (FP) solution, and poly(lactic acid) (PLA) solution was then infiltrated into the foam to prepare a PLA/FP composite foam. When PLA is infiltrated into the cellulose porous material with a hydrophilic surface, the surface is transformed into a hydrophobic one. The PLA/FP composite foam showed a higher density and improved mechanical properties than the FP foam. In terms of porosity, the FP foam showed a higher value than the PLA/FP composite foam, but the PLA/FP composite foam had better thermal insulation properties as seen in through-plane thermal conductivity. Thermal stability at a high temperature was better for the PLA/FP composite foam than for the FP foam. Due to its high mechanical properties and thermal stability, the PLA/FP composite foams are expected to have the potential as insulation and cushioning materials in the future.

자화장치와 퀀텀스틱을 이용한 노후터널의 배수공내 침전물 방지 방법

남중우(Nam, Joongwoo),이창기(Lee, Changgi),이종휘(Lee, Jonghwi),도종남(Do, Jongnam),천병식(서평자) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.11

배수공의 막힘 현상은 노후화된 터널의 가장 큰 문제점으로 보수?대책 공법이 시급한 실정이다. 현재는 Water Jet Cleaning 과 배수공내 초고압수를 분사하는 방식 등으로 배수공내 생성된 스케일을 제거하고 있다. 하지만 이러한 공법은 비용이 비싸고 주기적으로 관리가 필요하다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고 영구적으로 배수공내 침전물 생성을 방지하기 위하여 자화장치와 퀀텀스틱 신기술을 적용하여 배수공내 스케일의 주성분인 탄산칼슘(CaCO<Sub>3</Sub>) 침전물을 SEM분석과 XRD분석을 통하여 관찰하였다. SEM분석과 XRD분석 결과, 자화장치를 적용하였을 경우 탄산칼슘(CaCO<Sub>3</Sub>)의 생성입자가 Calcite에 서 Aragonite로 변화하는 것을 볼 수 있었으며, 퀀텀스틱의 경우에도 육안으로 관찰하였을 경우 스케일의 생성량이 확연히 줄어들었 음을 볼 수 있었다. 전반적으로, 자화장치와 퀀텀스틱을 이용하여 배수공 내 침전물 생성을 방지하는데 효과가 있음을 확인할 수 있었다. Clogging in drainage pipe is one of the important problems, so it needs a remedy urgently. Recently, scale in drainage pipe is removed by water jet cleaning and other treatment. But these treatments need much cost and regular management. The principal component of scale in drainage pipe is CaCO<Sub>3</Sub>. It was observed the setting of CaCO<Sub>3</Sub> by some kind of analysis such as SEM, XRD, visual and weight measuring analysis to solve these problems and prevent setting formation in drainage pipe. As a result, in case of magnetic, particle shape of CaCO<Sub>3</Sub> is changed Aragonite from Calcite. Also in case of Quantum Stick, the amount of scale is reduced by expert inspector’s result. As a whole, Magnetic treatment and Quantum Stick have the effect for protecting of scale precipitation.