코디어라이트-Al_2TiO_5계 원적외선 방사체 제조

한상목,신대용 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 2000 석재연 논문집 Vol.5 No.-

Al_2TiO_5의 첨가량과 열처리 온도가 증가함에 따라 Al_2TiO_5상이 증가하였으며 Al_2TiO_5의 분해가 억제되었다. 1200℃의 열처리시 cordiertite와 Al_2TiO_5이외에 spinel과 mullite가 존재하였으며 1,250℃에서 spinel상은 감소하였으며 cordierite, Al_2TiO_5 및 mullite의 상이 증가하였다. 9CA 복합체는 1200℃에서 cordierit가 생성되었으며, 첨가량이 20wt%이상인 CA 복합체는 1300℃에서 cordierite가 생성되어 Al_2TiO_5의 첨가량이 증가함에 cordierite의 생성온도가 증가하였다. Cordierite 원료 조합물을 1,350℃로 열처리하였을 때 cordierite의 합성이 가능하였으며, Al_2TiO_5의 첨가량과 열처리 온도가 증가함에 따라 부피비중과 3점곡강도는 증가하였으나, 겉보기기공률과 흡수율은 감소하였다. 9CA 복합체를 1,200℃에서 열처리 하였을 때 부피비중 2.45 g/㎤, 겉보기기공률 0.25%, 흡수율 0.21% 및 155 MPa의 3점곡강도를 나타내어 coirdierite의 생성온도가 200℃ 감소되었다. Al_2TiO_5의 첨가량이 30wt%까지 복합체의 3점곡 강도는 증가하였으나, 첨가량이 30 wt%에서 40 wt%로 증가함에 따라 Al_2TiO_5의 열팽창계수의 이방성에 의한 미세균열이 발생하여 3점곡강도가 감소하였다. CA복합체는 Al_2TiO_5의 첨가량이 증가할수록 이력곡선의 면적과 평균열팽계수도 증가하였다. 1,200℃에서 3시간 열처리한 9CAC 복합체의 평균열팽창계수는 2.56×10^-6/℃, 1300℃에서 3시간 열처리한 7C3A 및 5C5A 복합체는 3.5210^-6/℃와 4.12×10^-6/℃를 나타내었다. Thermal properties of cordierite-Al_2TiO_5 composites of infrared radiator have been investigated as a function of Al_2TiO_5 additives(x=10~50 wt%). The emittance of composites containing 10% wt% Al_2TiO_5 heated at 1,200℃ for 3 hr, the emittance was about 0.3 and 0.92 in the ranges of 3,400~2,500 cm^-1 and 2,500~400cm^1, respectively. Compared with cordierite monolithics a substantial increase of sintering temperature range for composites was observed, which was due to the formation of cordierite and glass phase at relatively ow temperatures. The bulk density of the cordierite-Al_2TiO_5 composites increased with incresing Al_2TiO_5 content. The bending strength of composites showed its maximum at 30 wt% Al_2TiO_5 content, then decreased by a small amount at 40 wt% Al_2TiO_5 content. However, the microcracks formed was not serve enough to produce a significant decrease in strength, which was also evidenced by the continuous increase of thermal expansion coefficient up to 40 wt% Al_2TiO_5 content. 90 wt% cordierite-10 wt% Al_2TiO_5 composite heated at 1,200℃ had an adequate strength for infrared radiators; 155MPa. The degree of thermal expansion hysteresis increased with increasing Al_2TiO_5 content and the mean thermal expansion coefficient increased with increasing Al_2TiO_5 content. The thermal expansion coefficient of 90wt% cordierite-10 Al_2TiO_5 composite heated at 1,200℃ was 2.56×10^6/℃.

강원지역 석재관련산업 육성에 관한 경영전략

김재명 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 2002 석재연 논문집 Vol.7 No.-

강원지역의 경제활성화는 중요하고도 당면한 정책과제로 기존의 대표적 산업이었던 비금속광물제품제조업의 위상을 재정립하는 노력이 다른 무엇보다는 선행되어야 할 정책과제이다. 왜냐하면 비금속광물제품들은 현대산업사회에서도 인간생활의 바탕을 이루는 필수적 제품들이 대부분이며, 안정적인 수요기반을 갖고 있기 때문이다. 이에 본 연구는 설문조사를 바탕으로 전통적 비금속광물제품제조업들이 새로운 생산방법, 새로운 소재를 통한 신제품 개발이나 새로운 용도 창출, 그리고 틈새시장 개척과 같은 경영활동을 통해 경영성과를 개선하고 지역경제 활성화에 기여할 수 있도록 하기 위한 대안을 제시하였다. 즉 경영인의 전통적 경영철학 혁신, 고부가가치화를 통한 비금속광물제품제조업의 위상 재정립, 수입대체 제품 개발·육성, 지역산업 내 구조조정 추진, 산·학·연 협력 시스템과 관계경영 구축, 지역산업 지원 네트워크 구축과 운용의 활성화, 비금속광물제품제조업 인프라 구축과 정보화 추진, 경영소프트웨어서비스 지원, 그리고 기업지원제도의 유용성 제고 등을 제시하였다. 이와 같은 대안들의 대부분은 개별기업 차원의 과제들이 아니라 정책당국의 지원이나 주도적 여건 조성을 필요로 하는 것들이다. 따라서 강원지역 비금속광물제품제조업의 위치를 재정립할 수 있도록 하는 인프라가 구축될 경우 개별기업들의 기업가치극대화를 통한 지역경제 활성화에 기여하는 추진인자들이 될 것으로 기대된다. There are some critical policy-making tasks for activating the economy of Gangwon province. For the tasks, it is most important to reconsider the position of nonmetallic mineral-related industry. Because, even though we are in the times of modern industry, nonmetallic mineral-related products are at the background of our life and also it has stable demand base. This research was carried out through the questionnaire about the managerial practices in mineral-related industry. We suggested some alternative guidelines to improve the managerial performance and to activate the regional economy such as the innovation of traditional management philosophy, enhancement of the valuing added of the nonmetallic mineral-related product, development of the substitute for import, construction of network for supporting the regional industry, and improvement of the usefulness of the company supporting system. These alternative guidelines require the political support because the strategic ways are not only private enterprise. Therefore, if there will be constructed for the infrastructure for nonmetallic mineral-related industry, we can expect the mineral-related industry to activate the regional economy by maximizing the value of the firms.

Clay 또는 은 나노 입자를 함유한 불포화 폴리에스테르 수지의 물성에 관한 연구

인교진,목진규,신동현,김주영 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 2004 석재연 논문집 Vol.9 No.-

본 연구에서는 불포화 폴리에스테르 수지에 clay 또는 평균 10 nm의 은 나노 입자를 분산시켜 나노 복합체를 제조하여 그 물성 변화를 관찰하였다. clay를 함유한 나노 복합체에 대하여 XRD 분석을 한 결과, clay 층상 구조에 해당하는 회절 피크가 나타나지 않는 것으로 보아 clay의 층간 거리가 벌어져 있음을 알 수 있었다. 그러나 TEM 관찰 결과를 보면 clay 층이 완전히 박리 된 것은 아니고, clay 층 사이에 고분자 사슬이 삽입되어 있는 삽입형 나노 복합체임을 확인할 수 있었다. 또 불포화 폴리에스테르 은 나노 복합체의 경우 수지 내에 은 나노 입자가 고르게 분산되어 있음을 알 수 있었다. clay를 함유한 나노 복합체의 기계적 물성을 DMA로 분석한 결과 저장 탄성률(E´)은 최대 57% 증가함을 보였다. TGA로 분석한 열적 물성에서는 열분해 온도가 최대 18℃ 정도 증가하였다. 이는 clay가 불포화 폴리에스테르 수지의 기계적, 열적 성질에 영향을 주었기 때문인 것으로 판단되었다. 불포화 폴리에스테르 은 나노 복합체의 경우도 은 나노 입자가 고분자 매트릭스와의 상호작용으로 인해 기계적, 열적 물성이 향상되었다. 또, 은 나노 복합체의 경우 은 특유의 성질인 항균성에 있어서 매우 우수한 물성을 나타내었다. In this study, made nanocomposites that dispersed clay or silver nanoparticles of average 10 nm is unsaturated polyester resins and observed change of the properties. According to the result of XRD analysis about nanocomposites containing clay, diffraction peak that correspond to structure of layerd-clay does not appear and could know that exfoliation of distance between layerd-clay. But, seeing TEM image, layerd-clay is not exfoliated perfectly, and could confirm Intercalated Nanocomposites that polymer chain is intercalated between clay layer. Also, it could know that silver nanoparticles is dispersed in unsaturated polyester resins in the case of unsaturated polyester-silver nanocomposites. The result that analyze mechanical properties of nanocomposites which containing clay by DMA showed Storage Modulus(E´) increased maximum 57 %. Also, Pyrolysis temperature increased maximum 18 ℃ in thermal properties that analyze by TGA. Because clay influenced in mechanical and thermal property of unsaturated polyester resins. In case of UP-silver nanocomposites, advanced mechanical and thermal properties because silver nanoparticles interacted with polymer matrix. Also, it appeared properties in Antibacterial that is silver characteristic property in silver nanocomposites.

거푸집 개발용 GFRP보강 폴리머 복합패널의 휨 특성

연규석,권택정,정중호,김성기 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 2004 석재연 논문집 Vol.9 No.-

본 연구는 반영구수명의 교량상판용 영구거푸집을 개발할 목적으로 리브를 갖는 GFRP보강 폴리머 콘크리트 복합패널을 제작하고 이에 대한 휨특성을 고찰한 것이다. 연구에서 리브높이와 인장측 GFRP보강층 두께를 달리하는 12종류의 GFRP보강 폴리머 콘크리트 복합패널 시험체를 제작하고 이에 대한 휨시험을 수행함으로써 리브 높이와 GFRP보강층 두께가 복합패널의 휨특성에 미치는 영향을 실험적으로 구명하였다. 시험결과 GFRP보강 폴리머 콘크리트 복합패널의 극한 모멘트는 GFRP 보강두께가 증가 1.0에서 4.0 mm로 증가 할때, 리브 높이에 관계없이 약 93~101%의 거의 일정한 중가폭을 보였고, 리브 높이가 1.0에서 3.0cm로 증가할 때, GFRP 보강층 두께에 관계없이 약 35~41%의 거의 일정한 증가폭을 보였다. 또한 강도설계법에 기초한 극한모멘트 예측식은 실험결과와 잘 부합되어 리브를 갖는 GFRP 보강 폴리머 콘크리트 복합패널을 영구거푸집에 적용할 시 지간에 따른 상용 단면설계에 매우 유용하게 적용될 것이다. In this study, twelve different GFRP-reinforced polymer concrete composite panel specimens with various rib heights and tensile side and reinforced side thickness were produced. flexural tests were conducted to figure out the effect of the height and thickness influencing on the flexural properties of composite panel. Test results of the study are presented. Especially, a prediction equation of the ultimate moment based on the strength design method agrees well with the test results, and it is thought to be useful for the corresponding design of cross-section according to various spans as the GFRP-reinforced polymer concrete composite panel is applied for a permanent form.

개질아스팔트 콘크리트의 변형강도와 소성변형특성 연구

김광우,최선주,이문섭,홍상기,안경애,이순제 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 2003 석재연 논문집 Vol.8 No.-

본 연구는 정하중하에서 최대하중과 변형을 이용하여 구한 변형강도(K_(D))로부터 아스팔트 콘크리트의 소성변형 계수의 추정 가능성을 보여준다. 이 논문은 새로운 강도특성치인 K_(D)를 개발하는 김테스트 연구의 일부로 최근 2, 3단계의 연구결과이다. 19mm 편마암과 화강암 2가지 골재와 3가지 폴리머로 제조한 7가지 바인더로 같은 입도에서 소성변형 저항성이 다른 14가지 혼합물을 만들었다. 3단계에선 슬래브 공시체(30cm x 30cm x 6cm)를 제조후 반으로 나누어 한쪽 공시체에선 두 개의 김테스트 공시체 코어를 뜨고 다른 한쪽으로는 60℃ 반복주행(WT)시험을 수행하였다. 한편 2단계에선 슬래브 공시체의 가운데에서 WT 시험을 수행하고 그 양옆에서 김테스트 공시체 코어를 채취하였다. 4가지 하중봉을 사용하여 60℃에서 김 테스트를 수행하였다. 침하깊이-반복회수 곡선으로부터 최종 침하 깊이와 동적안정도 두 가지 소성변형 계수를 각 혼합물별로 구했다. 각 하중봉과 골재 별로 K_(D)와 소성변형 계수간의 통계적 상관관계 분석을 수행한 결과 K_(D)와 소성변형 계수와의 결정계수가 매우 높게(R² > 0.9) 나타났다. 그러므로 K_(D)는 소성변형 계수를 추정하는데 있어 매우 적합한 특성치이며 4cm 직경에 1cm 반경으로 원형절삭한 하중봉이 R² 가장 높게 나타나는 하중봉임을 알 수 있었다. 따라서 김테스트는 향후 소성변형을 추정하기 위한 표준화된 특성치로 사용할 수 있도록 더 연구 개발을 할 수 있을 것으로 판단되었다. This study shows predictability of rut parameters of asphalt concrete based on the deformation strength (K_(D)) which is obtained from the maximum load, deformation and size variables of loading head under simple static loading. This paper is the result of latest studies, phases 2 and 3, which are parts of Kim Test study for developing a new strength property, K_(D), for asphalt concrete. Two aggregates, gneiss and granite, with maximum size of 19mm and seven binders using three polymers(LDPE, SBS, SBR) were used to produce 14 different natures of rut resistance mixtures using the same gradation. A slab(30m x 30cm x 6m) was cut into two pieces and 2 cores for Kim test were taken from a half piece and the other piece was used for wheel tracking (WT) test at 60℃ in phase 3. In phase 2, WT test had been carried out in the middle of a whole slab and cores were taken from both sides of the wheel path along the center line. Kim test was performed using four loading heads at 60℃. Two rut parameters, depth of rut and dynamic stability, from the rut depth-cycle curve from a WT test were obtained for each mixture. Statistical analysis were performed for each loading head and aggregate to find out correlation between K_(D) values and each rut parameter. The analysis result showed that K_(D) had very high coefficient of determination (R² > 0.9) on the average with rut parameters. It was found that K_(D) is a good property that has excellent predictability for rut parameter of asphalt concretes, and the 4cm diameter loading head with 1cm curvature radius gave the best result in R². Therefore, Kim test can be further developed as a standard property for use in rut performance estimation of asphalt concretes.

석탄폐석으로 제조한 흡착제에 의한 갱내수의 중금속 제거

임재명,김병욱,강성환 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 1999 석재연 논문집 Vol.4 No.-

광산지역 주변에 산재되어 있는 석탄폐석을 흡착제로 이용하여 휴.폐광산의 갱수를 처리하는 기초실험을 수행하였다. 회분식 실험결과 Fe 흡착량이 Mn의 흡착량보다 전체적으로 높게 나타났으며, CW-Ⅲ와 AC에 대한 Fe의 흡착을 Langmuir 등온흡착식에 적용한 결과, 최대흡착량 KL은 CW-Ⅲ가 1.1366로서 AC의 1.366보다 높게 나타났다. 그리고 Mn의 흡착실험 결과를 Langmuir등 온흡착식에 적용한 결과, 최대흡착량 KL은 AC가 0.382로서 CW-Ⅲ의 0.330보다 다소 높은 것으로 조사되었다. 칼럼실험 결과 CW-Ⅲ와 AC 모두 초기 1hr 이내에 Pb과 Cr은 평형농도에 도달하였으며, Fe의 경우 가장 늦게 평형농도에 도달하는 것으로 나타났다. This study aims to investigate adsorption capacity for adsorbent made from coal wastes to remove the heavy metal in mine drainage. In this research, batch test and column test were performed. As the results of batch test, adsorption amount of Fe was higher than that of Mn. Maximum adsorption capacities(K L) of coal waste Ⅲ(CW-Ⅲ) and activated carbon(AC) for Fe were 1,1366 and 1,0674, respectively. In the case of Mn, maximum adsorption capacities(K L) of coal waste Ⅲ(CW-Ⅲ) and activated carbon(AC) were 0.330 and 0.382, respectively. As the results of column test, the concentrations of Pb and Cr reached equilibrium concentration within 1hr and Fe reached to the last.

철원지역 현무암의 암석학적 및 물리적·화학적 특성

민경원,진호일 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 1999 석재연 논문집 Vol.4 No.-

이 연구는 철원산 현무암을 이용한 폴리머 콘크리트 개발을 목적으로 수행되었으며 물리. 역학적 성질을 구명에 중점을 두고 수행되었다. 폴리머 콘크리트 제조에 사용된 재료는 결합재로 불포화 폴리에스터 (UP)를 사용하였고 조골재로 강원도 철원에서 생산되는 현무암을 입경 13㎜이하로 파쇄하여 사용하였다. 연구결과 현무암을 이용한 폴리며 콘크리트는 일반 폴리머 콘크리트와 비교하여 압축·휨·인장 및 경화수축, 탄성계수 등의 물리·역학적 성질에서 크게 차이가 나지 않음으로서 폴리머 콘크리트용 골재로서 이용이 가능한 것으로 나타났다. For utilizing basaslts distributed widely in Cheolwon area, their petrological, physical and chemical properties are studied. Upon their texture, basalts in this area can be divided into two groups ; large-vesicular basalts and small-vesicular basalts. Plagioclase, pyroxene, olivine vesicles of large-vesicular basalts. Measured geotechnical properties for the basalts from Cheolwon area; specific gravity (true), porosity, absorption, abrasion, uniaxial compressive strength and tensile strength are 2.89 to 2.94, 9.96 to 13.7%, 4.01 to 6.53%, 24.7 to 30.5wt%, 536 to 875㎏f/㎠ and 53.7 to 69.1㎏f/㎠, respectively. Generally small-vesicular basalts show higher values of specific gravity, uniaixal compressive strength and tensile strength but lower values of porosity, absorption and abrasion than large-vesicular ones. Co, Cr and Ni contents in basalts are higher than their upper limits of non-contaminated farmland soils: 50ppm for Co. 100ppm for Cr and 100ppm for Ni suggested by Kloke(1979), which should be deeply considered in treating sludges produced in the procedure of manufacturing basalt-utilizing goods, large-vesicular basalt powders have cation exchange capacities (CEC) of 5.81 meq/100g, which suggests further careful studies for reviewing utilization of sludges from basalt-goods manufacturing plants as absorbents for heavy metals.

오·폐수 처리시설용 다공질 석재 개발

신영수,이윤수,연규석,김철영 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 1999 석재연 논문집 Vol.4 No.-

이 연구는 오·폐수에 함유된 유기물을 제거하기 위하여 일반 시멘트 콘크리트에 비해 우수한 역학적 성질을 갖는 폴리머를 이용한 현무암 다공질 석재를 개발하고, 이에 대한 물리. 역학적 특성 및 정화성능을 실험적으로 구명한 것이다. 그 결과 다공질 소재이나 강도가 높고 적당한 단위체적중량을 갖기 때문에 설치 후 안정성을 확보할 수 있고, 정화성능은 나일론 여재에 비해 떨어지지 않으므로, 현장 설치 및 시공방법에 대한 연구가 이루어질 경우 실용화가 가능할 것으로 판단된다. The objectives of this study were to develop porous media for sewage treatment facility using basalt and to explore the possibility of replacing wall structures of sewage treatment plants improve the efficiency of sewage treatment. It was shown that the porous media developed by using basalt was not as efficient as existing media. However, it is expected that the polymer porous media can be economically applied to existing waste treatment plants and help improve sewage treatment efficiency.

석·골재용 암석의 풍화에 따른 특성 변화

민경원,서백수,진호일,임길재 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 2000 석재연 논문집 Vol.5 No.-

화강암의 조직을 고려하여 4개지역에서 6개 석ㆍ골재 석산을 대상으로 신선한 화강암과 풍화된 화강암을 Ⅰ ~ Ⅵ단계까지 체계적으로 채취된 화강암을 대상으로 풍화에 따른 화강암의 물리적ㆍ화학적 특성 변화에 대한 고찰(민경원 등, 1998)에 추가하여, 풍화에 의한 slake 내구성과 색도의 변화를 측정하고 토의하였다. slake 내구성 시험에서는 일반적으로 Ⅰ~Ⅲ 단계의 화강암이 시험 주기가 증가할수록 선형적이 질량감소를 보이고 Ⅳ~Ⅵ 단계에서는 곡선 모양의 감소 경향을 보여주면 세립질의 화강암이 상대적으로 높은 내구성을 가진다. 풍화에 따라 암석의 백색도는 감소하고 황색도는 증가하며, 표준화된 백색도-황생도 지수는 풍화단게를 지시해 줄 수 있는 유용한 지시자로 제안되었다. Fresh and weathered granitic rocks of grades Ⅰ to Ⅵ were sampled systematically from six stone and aggregate quarries in four chosen areas in consideration of their textures. In addition to the observed variations. of physical and chemical properties of granitic rocks in terms of weathering grades(Min et al., 1998), slake durability and color index variations were measured and discussed in this article. In the slake durability test, generally with increasing test cycles the granitic rocks of grades Ⅰ to Ⅲ show linear losses of weight but those of Grades Ⅳ to Ⅴ show curvilinear trends, and the fine-grained weathered granitic rocks have comparatively higher durability. As weathering proceeds, whiteness of rocks decreases and yellowness increases. A normalized whiteness-yellowness index is suggested as a weathering index to be one of useful indicators of weathering grades.

경량 콘크리트를 이용한 온돌 바닥층의 열적 특성 : 진공관형 태양열집열기를 이용한 자갈의 현열축열 특성 Characteristics of sensible heat storage for gravel using evacuated glass tube solar collector

이귀현,구재오 강원대학교 부설 석재복합신소재 제품연구센터 2003 석재연 논문집 Vol.8 No.-

본 연구에서는 공기 가열을 위해 진공관형 태양열집열기를 이용하여 3종류의 자갈에 대한 현열축열 특성을 조사하였다. 74.8%의 집 열효율을 갖는 태양열집열기 내에서 가열된 공기는 자갈로 채워진 죽열조내로 순환되고, 축열조 내의 자갈층에 열을 전달시킨 공기는 다시 집열기로 유입된다. 여기서, 집열기에 의해 가열된 공기의 열을 자갈층에 저장시키기 위한 축열실험은 480분 동안 지속되었다. 자갈의 크기가 열저장 효율에 미치는 영향을 조사하기 위해 축열실험 동안 축열조내의 상ㆍ중ㆍ하부 3위치에서 공기온도를 측정하였다. 제 1ㆍ2ㆍ3종 자갈로 구성된 축열조내 상ㆍ중ㆍ하단부의 평균 공기온도는 축열실험 전보다 각각 6℃, 5.7℃, 5.5℃ 상승한 것으로 나타났다. 즉, 작은 자갈의 축열조내 평균 공기온도 상승이 큰 자갈의 축열조 보다 낮았다. 이것은 작은 자갈일수록 큰 자갈보다 많은 열에너지를 자갈층에 저장하게 됨으로 자갈 주위의 공기온도를 낮게 하였기 때문인 것으로 사료된다. 그러므로 큰 자갈에 비해 작은 자갈일수록 축열조내의 공극이 작고 비중량이 클 뿐만 아니라 열용량이 커 축열 매체로서 매우 유리하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다. In this study, the characteristics of sensible heat storage for three kinds of gravel were investigated with using evacuated glass tube solar collector for heating air. Air heated inside the solar collector with heat collecting efficiency of 74.8% was circulated into the heat storage system packed with gravel. After storing heat to gravel inside the heat storage system, air was again circulated into solar collector. An experiment for storing heat from air heated by solar collector to gravel of the heat storage system was repeated for 480min. Temperatures at the bottom, middle, and top positions of heat storage system were monitored to investigate the effect of gravel size on storing heat. Average air temperature of the bottom, middle, and top positions of heat storage system for each 1st, 2nd, and 3rd kind of gravel were increased 6.0, 5.7, and 5.5℃ respectively. Increase of air temperature inside the heat storage system with the smaller size of gravel was lower than that of larger size of gravel. It was suggested that heat was more consumed for storing into smaller size of gravel than that of larger size lowering air temperature around the gravel. Thus, smaller size of gravel is better than that of larger size on storing heat because of its great heat capacity with low porosity of heat storage system and large specific weight of gravel.