소성 황토?굴패각 미분말을 결합재로 활용한 모르터의 물성연구

이진성 동아대학교 대학원 2010 국내석사

굴패각은 CaCO3가 주성분이며, 소량의 SiO2, Al2O3를 함유한 칼슘계 폐기물이란 점을 고려한다면 이의 활용성은 배가될 수 있을 것으로 판단된다. 굴패각의 구조는 방해석(Calcite)구조의 탄산칼슘(CaCO3)으로 되어 있는 점은 석회석과 같지만 치밀한 암석상인 석회석과는 달리 매우 활성이 큰 구조를 이루고 있다. 선행연구 결과 굴패각의 주성분인 CaCO3은 800℃이상의 고온 환경 하에서 CaO와 CO2로 분해하게 된다는 점에 착안하여 고온 가공시 생석회(CaO)로 환원되는 것을 알 수 있었다. 또한 Al2O3와 Fe2O3를 풍부하게 함유하고 있는 점토계 재료와 혼합 소성할 경우 강도의 발현특성이 개선되는 결과를 알 수 있었으며 굴패각 미분말의 강도발현 특성을 개선할 수 있는 점토계 재료는 황토가 적정하다는 것을 알 수 있었다. 또한 황토를 혼합소성한 굴패각 미분말의 최적 압축강도 발현 조건은 황토 치환율 30%이고 1000℃ 이상의 고온소성조건에서 페이스트 단계의 압축강도가 점차 증가하는 경향을 알 수 있었다. 따라서 본 연구에서는 굴패각과 점토계 재료인 황토를 혼합 소성가공한 황토‧굴패각 미분말을 제조하여 새로운 건축재료로서 굴패각 미분말의 활용방안에 대한 기초자료를 제시하고자 모르터 단계의 물성을 검토하고자 한다. 석회계 결합재로서 굴패각 미분말의 활용성을 검토하기 위하여, 강도발현특성을 배가하기 위해 점토계 재료인 황토를 혼합 소성한 굴패각 미분말의 모르터 단계에 대한 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론은 얻었다. (1) 황토‧굴패각 미분말을 사용한 모르터의 플로우는 전반적으로 유사한 수준을 나타내었으며, 이는 각 조건별 비중의 차가 적음으로써 나타나는 현상으로 판단된다. (2) 응결실험 결과, 황토‧굴패각 미분말의 소성가공조건 1,100℃와 1,200℃의 60분을 제외한 대부분의 소성가공조건에서는 응결시간이 60분 이내인 것으로 나타나 황토‧굴패각 미분말을 석회계 결합재로서 활용하기 위해서는 이에 대한 면밀한 검토가 수반되어야 할 것으로 판단된다. (3) 황토‧굴패각 미분말을 사용한 모르터의 압축강도는 소성온도 1,000℃, 소성시간 120분으로 제작한 황토‧굴패각 미분말을 사용한 경우가 가장 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과에서 황토‧굴패각 미분말은 적정 소성조건으로 가공할 경우 수경성을 발휘하는 것으로 나타났으며, 추후 이의 강도 발현성능을 향상하기 위한 연구가 지속된다면 황토‧굴패각 미분말은 석회계 결합재로서 활용성이 높을 것으로 기대된다. 또한 황토를 혼합소성한 황토‧굴패각 미분말의 다양한 활용성의 검토를 위해 시멘트 2차 가공제품, 혹은 미장용이나 벽돌이나 블록 쌓기용 모르터로의 활용성에 대한 연구도 수반되어야 할 것으로 판단된다. Considering the main ingredient of discarded oyster shell is CaCO3 and it contains a little of SiO2 and Al2O3, the usage of it could be increased. The chemical structure of discarded oyster shell is same with limestone in that CaO is the main ingredient and it is hardened with moisture in the air, but comparing with limestone which is made of strict solid, it has much easier structure to be active. According to preceding study, the main ingredient of discarded oyster shell, CaCO3 is divided to CaO and CO2 under high temperature.(upper 800℃) Compressive strength of Oyster shell powder that mixed with Cray material is improved. and best cray material is HwangTo. And under the paste of HwangTo & Oyster shell powder, the best HwangTo replacement ratio is 30%, compressive strength of paste increases under high temperature condition.(upper 1000℃) So this study shows the properties of mortar using calcined HwangTo & Oyster shell powder as mortar's binder. The results are these. (1) The flow of mortar using HwangTo & Oyster shell powder is similar to almost processing condition. This result comes from slight difference of specific gravity. (2) At almost processing condition, The setting time is shorter than 60 min. Therefore In order to use as calcined binder, It will need detailed examination. (3) The compressive strength of mortar using HwangTo & Oyster shell powder is the highest under 1,000℃, 120min. condition. Based on the results, this study shows that Calcined HwangTo & Oyster shell powder revealed hydraulicity. And To increase compressive strength of HwangTo & Oyster shell powder, supplementary studies are needed. And To examine various utilization of HwangTo & Oyster shell powder, The studies on utilization about mortar of plastering work and masonry are needed.

휨 항복 후 전단파괴하는 철근콘크리트 기둥의 소성힌지에 대한 연구

박종욱 성균관대학교 일반대학원 2009 국내석사

일반적인 내진 설계에서 보-기둥 접합부에서 보에서 소성힌지가 발생하게 유도를 하지만 철근콘크리트 구조물의 최종적인 파괴 과정에서는 1층 기둥의 아래쪽에도 소성힌지(Plastic hinge)가 발생할 가능성이 생긴다. 1층 기둥은 축력이 아주 크게 작용하고 부재 특성상 단면적이 크게 설계되기 때문에 전단 경간비가 작으므로 전단의 영향이 크다. 소성힌지가 발생한 후 전단력의 지배를 받게 되면 휨 파괴 이전에 상대적으로 취성적인 휨 전단 파괴가 발생하게 된다. 실제 지진이 발생한 지역에서 철근콘크리트 구조물의 1층에서 휨 전단 파괴의 흔적이 발견되고 있다. 기둥은 구조물의 전체 거동에 많은 영향을 미치는 중요 부재임에도 불구하고 현재 철근콘크리트 전단에 대한 연구는 강도 예측에 중점을 두고 있으며 연성을 정확하게 파악하기에는 무리가 있다. 본 연구는 휨 전단 파괴하는 철근콘크리트의 연성 평가를 위해서 소성힌지의 회전각, 길이에 대해 연구를 수행하였다. 소성힌지의 길이에 대해서 Baker등은 실험을 바탕으로 식을 제안하였다. 제안 한 식에서는 주요 변수가 변곡점까지의 거리, 유효폭에 한정적으로 전단력과 축력을 고려하지 않았다는 문제점을 안고 있다. 휨 전단 파괴하는 보는 휨 파괴와 다른 파괴 양상을 지니고 있으므로 적합하지 않다. 전단 경간비가 3인 10개의 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 실험 변수는 축력, 하중 패턴, 전단 보강비이다. 실험체 모두 휨 항복 후에 전단 파괴 하였다. 철근에 부착한 변형률 게이지와 기둥부분에 장착한 LVDT를 통하여 실험을 분석하였다. 전단이 지배하는 부재는 휨이 지배하는 부재보다 취성적으로 파괴한다는 것을 확인하였다. 철근콘크리트 기둥 부재에서 축력은 부재의 연성에 가장 많은 영향을 주는 변수로써 축력이 클수록 급격하게 취성적으로 파괴한다는 것을 도출 할 수 있었다. 휨 항복 후 전단이 부재의 거동을 지배하는 경우 소성힌지 길이는 휨이 지배하는 경우보다 더 큰 값을 보였다. 이는 전단력에 의해서 발생하는 대각 균열이 휨 균열보다 부재에 광범위하게 발생하기 때문이다. 본 실험을 통해서 산출한 소성힌지 길이는 Baker등이 제안했던 식과 상당한 차이를 보여주었다. Baker등의 소성힌지 길이 산출 식은 휨 파괴하는 부재에는 적합하지만 휨 전단 파괴하는 부재에 적용하기에 적절하지 않다. 본 연구자는 Baker가 제안한 기존 실험식을 바탕으로 전단 경간비와 축력을 추가로 고려하여 새로운 식을 제안하였으며 이 식은 본 실험의 결과를 비교했을 때 비교적 정확하게 예측할 수 있었다. 휨 전단 파괴하는 철근콘크리트 기둥의 연성을 평가하는 방법으로 소성힌지를 통하여 접근하였다. 연성을 평가하는 다른 방법과 비교를 한다면 더 정확한 결과를 도출할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 본 실험에서 제안한 식의 타당성을 평가하기 위해서는 더 많은 실험 분석이 필요하다고 판단된다. Small height-to-depth ratio RC columns were generally dominated by shear in post yield range and the energy dissipation capacity was reduced remarkably due to the affection of axial force. After flexural yielding, a plastic hinge develops at the bottom of the column near the base of the structure. Yielding of shear reinforcement and diagonal compressive concrete struts due to shear in plastic hinge region led to sudden failure of the column. Therefore the design of RC columns needs to consider not only shear strength but also ductility behavior. But most research has been focused on the prediction of shear force. Ten RC columns with varying axial force, reinforcement ratio and loading pattern were tested. The results indicated that the rotation angle of plastic hinge and the longitudinal strain along plastic hinge were decreased as the axial force increased. Meanwhile the length of plastic hinge of RC member failing in shear after flexural yielding is larger than failing in flexrure. This result was very different from forward equation proposed by Baker, Mattock and so on. This paper predicts the length of plastic hinge more accurately from new equation considering the small height-to-span ratio and axial force when the RC columns failing in shear after flexural yielding.

소성 밑판을 활용한 백자 합 제작 연구

김경민 서울대학교 대학원 2022 국내석사

소성 밑판은 기물이 소성 중 수축하여 변형되는 것을 막는 소성 보조재이다. 본 연구는 백자 합을 소성하는 과정에서 발생하는 뒤틀림을 막기 위해서, 소성 보조재를 연구하고 이를 토대로 합 형태에 맞는 밑판을 제작해 활용한 것이다. 합을 제작할 때는 서로 다른 두 개 이상의 기물을 하나의 형태로 만들기 위해서 건조 수축을 예민하게 살핀다. 그러나 소성 중에 고온의 가마 문을 열어서 직접 기물을 관리할 수 없으므로 소성 수축은 대응이 어렵다. 정성을 담아 제작한 합이 소성 과정을 거치더라도 높은 완성도를 지니도록 방법을 고민했던 것이 이 연구의 출발이 되었다. The firing board is a type of kiln furniture that prevents shrinkage and warping of the vessel during firing. This study examines kiln furniture in preventing warpage of white porcelain containers during firing, and aims to develop and apply a suitable kiln board based on said research. When producing porcelain containers, one must keenly observe the two parts of the whole vessel as it dries and shrinks in order to create one seamless form. On the other hand, it is difficult to deal with shrinkage during firing, as one cannot manage them directly in high heat. Concern over the production of containers that were seamless even after firing was the starting point for this research.

근대 조적건축물 점토벽돌의 소성온도 추정 및 물성에 관한 연구

한창우 동아대학교 대학원 2012 국내석사

근대 조적건축물 점토벽돌의 소성온도 추정 및 물성에 관한 연구 The Study on the Properties and Estimation of Firing Temperature of Clay Brick used in Modern Architecture 건축공학과 한 창 우 지 도 교 수 강 병 희 근대 조적 건축물의 안정적인 보존 및 유지관리와 효율적인 재생을 위해서는, 당대에 사용되었던 조적재료에 대한 과학적인 물성분석이 이루어져야 하며, 이를 토대로 한 최적의 물리적 보수보강이 이루어져야 한다. 본 연구를 통하여 근대 조적 건축물의 과학적인 보존 및 재생을 위하여 당시 사용되었던 점토벽돌을 대상으로 제반 물성을 분석하였고, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. (1) 1900년도 이후, 점토벽돌의 소성기술의 발달로 제반 물성이 급격히 개선되는 것을 알 수 있었다. (2) 이러한 벽돌 물성변화의 시대성은 성형기술의 발달 및 소성기술에 기인한 것으로서, 약 1000℃ 이상의 높은 소성온도에서의 뮬라이트 생성에 의해 품질의 개선 및 표준화가 가능해 진 것으로 분석된다. (3) 소성기술은 대체로 시대의 흐름에 따라 개선되고 있었으나, 주체, 용도, 지역에 따라 차이를 나타내고 있었다. 또한, X선 회절 분석은 정성적인 분석으로써 대략적으로 당시의 소성온도를 추정하는 것은 가능하나, 정확한 온도 추정을 위해서는 재소성에 따른 흡수율의 변화로 추정하는 것이 바람직한 것으로 생각된다. (4) 비파괴검사는 제반 물성과 높은 상관관계를 나타내었으며, 이로 인하여 근대 건축물의 물성 및 효율적인 안정성 검토가 가능할 것으로 판단된다. (5) 색도계를 통하여 소성온도가 높아짐에 따라 벽돌의 명도 등의 색도가 점점 낮아지는 것을 확인할 수 있었고, 이를 통해 근대 조적 건축물에 사용된 벽돌의 소성온도의 대략적인 추정이 가능할 것으로 추측된다. 이상의 실험결과로써 현대벽돌에 비해 근대벽돌의 물성치는 낮았으나 구조체로써 강도발현에는 충분한 것을 확인할 수 있었다. 또한 시대에 따라 강도의 증가와 흡수율의 감소를 통해 제조기술 특히 소성기술에 상당한 개선이 있었던 것을 확인할 수 있었다. 주요어 : 소성벽돌, 물라이트, 점토벽돌, 비파괴검사, 색도분석

반복소성이 치과용 도재의 색에 미치는 영향

박창근 가천의과학대학교 보건대학원 2006 국내석사

최근 자연성과 심미성에 대한 연구가 많이 진행되면서 치과용 도재의 색을 평가하려는 시도가 활발해지고 있다. 이에 본 연구는 현재 도재전장주조관의 재료로 보편적으로 사용되고 있는 Noritake Super Porcelain EX-3^(®) vita shade A2와 Vintage HaLo^(®) Vita shade A2, 그리고 Vita omega 900^(®) Vitapan 3D-master^(®) shade 2M2 등을 6회까지 반복 소성하여 소성횟수에 따른 색의 변화를 관찰하고자 하였다. 반복소성은 진공소성과 공기소성을 각각 실시하였으며, ShadeEye-EX^(®) Chroma Meter를 이용하여 색상, 명도, 채도 값의 변화를 비교하였다. 연구결과는 다음과 같다. 1. 진공 및 공기소성을 6회까지 시행한 후 각 도재의 색상을 비교한 결과, 모두 2.00±0.00으로 나타나 색상의 변화는 관찰할 수 없었다. 2. 진공 및 공기소성을 6회까지 시행하여 각 도재의 명도를 비교한 결과, Vita와 Vintage는 0.00±0.00으로 나타나 명도의 변화는 없었다. 그러나 Noritake는 5회 소성부터 진공소성과 공기소성 모두에서 명도의 변화를 보였으나 (p<0.05), 진공소성과 공기소성간의 차이는 발견되지 않았다 (p>0.05). 3. 진공 및 공기소성을 6회까지 시행하여 각 도재의 채도를 비교한 결과 Vita와 Noritake는 0.00±0.00으로 나타나 채도의 변화는 없었다. 그러나 Vintage는 5회 소성부터 진공소성과 공기소성 모두에서 채도의 변화를 보였으나 (p<0.05), 진공소성과 공기소성간의 차이는 발견되지 않았다 (p>0.05). 이상의 결과에서 반복소성시 Vita에서만 색의 변화가 나타나지 않았다. Recently natural characteristics and esthetics have been interested increasing in clinical dentistry. Thus the evaluation of the shade of dental porcelain has become an important part in dental research. Noritake Super Porcelain EX-3^(®) Vita shade A2 (Noritake Co., Japan), Vintage HaLo^(®)Vita shade A2 (Shofu Inc., Japan), Vitaomega 900^(®) Vitapan 3D-master^(®) shade 2M2 (Vita Co., Germany) were conducted for six times for repeated firing in a way to observe the change of color with respect to the number of firing. The repeated firing was implemented with the vacuum firing and air firing, and by using ShadeEye-EX^(®) Chroma meter (Shofu, Portland, Oregon, U.S.A.), the changes in values of shade, value and chroma were compared. The results of the study were shown as below. 1. As the result of comparing the shade of respective dental porcelain after implementing the vacuum firing and the air firing for up to six times, all were shown to be 2.00±0.00 no change of shade was observed. 2. As the result of comparing the value of respective dental porcelain after implementing the vacuum firing and the air firing for up to six times, Vita and Vintage showed 0.00±0.00 for each without any change of value. However, Noritake showed the change of value in both vacuum firing and air firing from the fifth firing (p<0.05), however, there was no difference of vacuum firing and air firing (p>0.05). 3. As the result of comparing the chroma of respective dental porcelain after implementing the vacuum firing and the air firing for up to six times, Vita and Noritake showed 0.00±0.00 that there was no change of chroma. However, Vintage showed the change of chroma in both vacuum firing and air firing from the fifth firing (p<0.05), however, there was no difference of vacuum firing and air firing (p>0.05). With the above results, the change of color was not noticed only in Vita when repeated firing was applied.

금속-세라믹 수복용 저온소성 치과도재의 제조 및 물성 평가

고대진 연세대학교 대학원 2005 국내박사

현재 치관재료로 널리 사용되고 있는 금속-세라믹(metal-ceramic)은 금속 지지대 위에 치과도재를 축성한 다음 소성하여 치아 형태로 만드는 심미성이 우수한 인공치관이며, 세라믹의 깨지기 쉬운 단점을 금속으로 보완하여 저작압에 견딜 수 있도록 제조한 것으로 도재용착주조수복물(porcelain-fused-to-metal, PFM)이라고 부르기도 한다. 도재 소성 시 금속에 미치는 영향을 줄이고 도재의 색상 변화를 최소로 하기 위해서는 도재의 소성온도를 낮추는 것이 필요한데, 최근에는 약 800℃ 이하의 온도에서 소성이 가능한 저온소성 치과도재에 대한 연구와 상품화가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 소성온도 조절용 유리와 백류석 결정을 최대한으로 생성시킨 고열팽창성 유리를 혼합하여 소성온도를 낮춘 금속-세라믹용 치과도재를 제조하고 그 특성을 평가하고자 하였다. B2O3와 Li2O의 알칼리를 첨가하여 연화온도와 유리전이온도를 낮춘 3종의 소성온도 조절용 유리를 선정하였고, 또한 백류석 결정 생성에 영향을 미치는 인자인 원료의 화학조성, 결정화 처리 조건 변화에 따라 생성된 결정상, 결정생성량 및 미세구조를 파악하였다. 그리고 열팽창계수가 (13.0±0.2)×10-6℃이 되도록 제조한 저온소성 치과도재의 화학적 용해도, 굴곡강도 및 금속-세라믹 결합강도를 ISO 6872:1995, ISO 9693:1999 규격에 따라 측정하였으며, 임상에서 사용되고 있는 시판제품인 Finesse(Ceramco Inc., USA), Duceram-LFC 및 Duceragold(이상 Ducera Dental, Germany)와 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 소성온도 조절용 유리의 유리전이온도(Tg)와 연화온도(Ts)는 B2O3를 첨가한 경우 거의 변화가 없었으나, Li2O의 경우에는 첨가량의 증가에 따라 통계적으로 유의하게 감소하는 경향을 보였다(p<0.05). 2. 소성온도 조절용 유리의 열팽창계수(CTE)는 B2O3를 첨가한 경우 약간 감소하였으나, Li2O의 경우에는 첨가량의 증가에 따라 통계적으로 유의하게 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 3. 소성온도 조절용 유리의 물성분석 결과 Tg가 500℃ 이하이고 Ts가 550℃ 이하인 유리는 B0L4, B2L4 및 B4L4의 3가지 조성이었으며, 이들을 저온소성 치과도재 제조용 유리로 선정하였다. 4. 결정화 유리 제조실험 결과 생성된 결정상은 모든 조건에서 백류석(leucite) 결정으로 확인되었으며, 백류석 결정이 최대로 생성된 조건은 Li2O 성분을 2.0 wt.% 첨가한 SiO2 61.0 wt.%, Al2O3 18.0 wt.%, K2O 16.0 wt.%, Li2O 2.0 wt.% 조성(L-2)의 유리를 950℃에서 열처리한 경우로 결정화도가 64.2%로 관찰되었다. 5. 생성된 백류석 결정은 유리 표면에서 생성되어 내부로 성장하는 형태를 보였으며, 결정화도가 낮은 조건의 경우 결정화되지 않고 잔류된 유리상이 관찰되었다. 6. 실험군인 제조한 3종의 저온소성 치과도재의 화학적 용해도는 Li2O 첨가량의 증가에 따라 약간 증가하였으나 모두 100 ㎍㎠ 이하로 ISO 규격에 적합한 결과를 얻었으며, 대조군인 시판제품보다 더 우수한 내화학성을 갖는 것으로 관찰되었다. 7. 실험군과 대조군의 굴곡강도는 모두 50 MPa 이상으로 ISO 기준에 적합한 결과를 얻었다. 8. 실험군의 금속-세라믹 결합강도는 B2O3와 Li2O를 각각 4.0 wt.%씩 첨가한 소성온도 조절용 유리를 사용한 경우 27.92 MPa로 가장 큰 값을 얻었으며, 대조군인 Finesse 도재보다 낮았으나 Duceragold 도재보다는 높은 결합강도를 얻었다. 이상의 연구 결과 Li2O가 4.0 wt.%인 동시에 B2O3가 2.0 wt.% 또는 4.0 wt.% 첨가된 소성온도 조절용 유리를 사용하여 소성온도가 800℃ 이하인 저온소성 치과도재를 제조할 수 있었으며, 화학적 내구성이 시판제품보다 우수한 결과를 얻었다. 또한 소성온도 조절용 유리에서 Li2O 성분의 첨가량이 증가하면 열팽창계수가 높아지는 반면에 B2O3의 첨가는 열팽창계수를 약간 저하시키기 때문에 저온소성 치과도재를 제조할 때 백류석 결정의 사용량을 증가시키는 것이 가능하였다. Metal-ceramic restoration is widely used as dental prosthetic materials, and it is an aesthetic dental crown fabricated by which a dental porcelain powder is built up and fired onto a metal framework. Metal-ceramic restoration is called as porcelain-fused- to-metal, and it makes up for the weak points in low toughness of ceramics with metal substrate. It needs to decrease the firing temperature of dental porcelain in order to eliminate the deterioration of metal properties and the color change of porcelain, and recently there are many studies and commercializations of low-fusing dental porcelain which can be fired below 800℃. The thermal properties such as glass transition temperature(Tg), softening temperature(Ts) and coefficient of thermal expansion(CTE) of low-fusing glass frit were measured by dilatometer to evaluate the effects of B2O3 and Li2O added to decrease the firing temperature of glass frit. The chemical composition and the crystallization temperature of leucite crystal-contained glass were selected by measuring crystal phase, relative crystallinity and microstructure. Finally three low-fusing dental porcelains were manufactured by mixing a leucite crystal-contained glass and three low-fusing glass frits. And the properties of three low-fusing dental porcelains were evaluated and compared with the clinically used commercial low-fusing dental porcelains; Finesse(Ceramco Inc., USA), Duceram-LFC and Duceragold(Ducera Dental, Germany). Tg and Ts of low-fusing glass frit for controlling firing temperature tended to decrease remarkably with adding Li2O, and CTE decreased slightly with adding B2O3 but exceedingly increased with adding Li2O. For preparing low-fusing dental porcelain, three low-fusing glass frits of which Tg was below 500 ℃ and Ts was below 550 ℃ were selected, and the test samples of low-fusing dental porcelain were prepared by mixing three selected glass frits with leucite-contained glass to be 13.0×10-6℃(25~450℃) of their CTE. For the experimental results of crystallization, the crystal phase was found only leucite crystal in all of chemical compositions and heat-treated temperatures, and the maximum relative crystallinity was 62.4 % in the glass composition of SiO2 61.0 wt.%, Al2O3 18.0 wt.%, K2O 16.0 wt.%, Na2O 2.0 wt.%, Li2O 2.0 wt.% heat-treated at 950℃. The chemical solubility of the prepared low-fusing dental porcelains increased a little with adding Li2O, and the chemical solubility of experimental group met the requirement of ISO standard which is below 100 ㎍㎠, and it was lower than that of control group. The flexural strength of the experimental group met the requirement of ISO standard which is above 50 MPa, and no significant difference was found between the experimental group and the control group of commercial low-fusing porcelain. The metal-ceramic bond strength of experimental group was 27.92 MPa in maximum value for the prepared low-fusing dental porcelain added B2O3 and Li2O in 4.0 wt.% respectively, and it was higher than that of Duceram-LFC but lower than that of Finesse porcelain. On the results of this research, a low-fusing dental porcelain of which firing temperature is below 800℃ could be manufactured by using low-fusing glass frit added 4.0 wt.% Li2O and 2.0 or 4.0 wt.% B2O3. CTE of the low-fusing glass frit increased with Li2O content but decreased a little with B2O3 content. Therefore the amount of leucite-contained glass could be raised for low-fusing dental porcelain in case of increasing B2O3 content. The flexural strength and bond strength of prepared low-fusing dental porcelain met the requirement of ISO standard, and the chemical solubility was very excellent.

소성변형과 점탄성 변수와의 상관성 모델개발

曺圭泰 仁川大學校 2001 국내박사

아스팔트 포장의 파손원인 중에서 소성변형이 가장 심각한 문제로써 현재까지 확실한 해결방법을 찾지 못하고 있다. 소성변형에 관련된 연구로써 아스팔트 혼합물, 재료, 배합설계 등의 관점에서 국내외를 막론하고 소성변형 방지를 위해 연구 중에 있다. 본 연구에서는 아스팔트 바인더와 관련하여 골재에 관련된 변수는 일정하게 두고 아스팔트에 초점을 맞추어 효과적으로 소성변형을 방지할 수 있는 가에 접근하였다. 현행 바인더등급으로는 침입도 등급, 점도 등급, 공용성 등급 등이 있으며 기존의 등급들은 경험에 근거를 둔 등급으로서 이론적 배경은 불확실하므로 현재까지 포장 공용성 변수인 소성변형과 포장재료인 아스팔트 바인더간의 상관관계식이 정립되어있지 않았다. 본 연구에서는 개질 아스팔트 바인더 및 스트레이트 아스팔트 바인더에 공통적으로 적용 가능한 소성변형과 바인더 물성과의 상관관계식을 제안하였다. 제안된 식은 소성변형 저항성에 있어 점도변수(η_0) 적용시는 잘 맞지 않으나 점탄성변수(G^*/sinδ) 적용시는 개질 아스팔트 바인더 및 스트레이트 아스팔트 바인더에 공통적으로 잘 맞는 바인더등급 모델식으로 제안하였다. 제안된 등급 이론식의 검증을 위하여 발표된 논문의 실험데이터를 분석하였으며 실험실에서 측정한 바퀴주행시험 데이터 및 현장가속시험장비를 이용하여 측정한 데이터를 사용하였다. 특히 미국에서 개발한 공용성 등급의 타당성을 검증할 목적으로 공용성 등급으로 분류된 여러 바인더로 만든 혼합물을 시험포장하고 그 위를 미 연방정부의 ALF(Accelerated Loading Facility) 현장 가속시험장비를 주행시켜 측정한 소성변형 데이터가 새로운 공용성 등급의 이론식 검증에 적용되었다. 기존의 공용성 등급은 이러한 데이터에 상당한 오차를 보이는 반면에 제안된 공용성 등급 이론식은 잘 맞음을 검증하였다. 또한, 본 연구에서는 기존의 침입도 등급, 점도등급, 공용성 등급에 대한 이론적 배경을 분석하였으며, 각 등급이 지닌 특성과 한계점에 대한 분석도 하였다. 그 결과 이들 세 등급은 단순관계식에 각기 다른 등급변수(침입도등급은 침입깊이, 점도등급은 제로전단점도 그리고 공용성 등급은 점탄성변수)를 삽입하여 제정되었음을 증명하였다. 이들 등급변수 중 점탄성변수는 점성유체 경우에만 적용되는 점성변수와는 달리 점성유체는 물론이고 점탄성 유체에도 함께 적용 가능한 넓은 의미에의 등급변수임을 본 논문에서 밝혔다. Even though rutting is known to be the most serious problem of asphalt pavements here in the domestic as well as foreign countries, unfortunately a definite solution has not been found yet. With the fixed aggregate effect, the goal of this study lies in specifying how effective is a particular binder in preventing rutting. This kind of research is called a new asphalt binder grading. Up to now, penetration grading, viscosity grading and Superpave performance grading are available for binder grading. However, these are the ones based on empiricism, and thus their theoretical backgrounds are ambiguous. The lack of the relationship between pavement rutting and binder properties was the main reason. Through this investigation, establishment of the very relationship by using the rut data reported in literature is successfully made. This relationship can be divided into the simplified one and the rigorous one. On the basis of the former (the simplified one), first time, the theoretical background of penetration grade, viscosity grade and Superpave performance grade is suggested, and also characteristics and limitation of each grading are analysed. As the result, it is found that the present three gradings are turned out to function properly for straight asphalt binders, but produce serious errors for the polymer-modified binders. This finding theoretically supports other researchers that concluded invalidity of the present three grading methods for modified binders. Meanwhile, by using the latter relationship (the more strict one), a proper single grading theory applicable both to modified and unmodified asphalt binders is suggested. This equation is proved to successfully predict the wheel tracking data measured in the laboratory as well as the one measured by the accelerated pavement tester at the field. This result implies that a new grading theory has been developed. Note that this new theory has been formulated on the basis of the data measured at a single fixed test temperature. Thus, additional research may be needed in the future to construct a new binder grading system that requires proper combination of pavement rutting theory for temperature change to the one for binder property variation at a fixed temperature.

도심지 중교통 교차로 구간 소성변형 저감방안에 관한 연구

송승법 서울시립대학교 국제도시과학대학원 2021 국내석사

도심지의 아스팔트포장 도로에서 소성변형 현상은 흔한 결함으로 도로 이용객들의 원활한 주행성을 저해하는 요인이며, 도로의 유지관리비 증가로 인한 추가적인 사회비용 발생의 큰 원인 중 하나이다. 본 논문은 도심지 중에서도 중차량 교통량이 많고 대기시간이 긴 교차로 구간의 소성변형 현상을 저감시킬 수 있는 개선방안을 여러 선행연구 결과를 바탕으로 실험적 연구방법을 통하여 분석 하였다. 우선 소성변형 저감에 효과가 큰 것으로 잘 알려진 일반 아스팔트 내유동성 혼합물과 쇄석매스틱 SMA 혼합물의 배합설계 규격을 결정하고 원재료와 배합설계 결과 적정성을 확인하여 소성변형 저항에 대한 성능실험을 실시하였다. 성능실험은 실내 시험으로 실제 차량하중에 의한 소성변형과 가장 근접한 조건으로 도로포장 상태를 분석할 수 있는 휠 트래킹 시험을 실시하였고 소성변형에 대한 저항성을 극대화하기 위해 SMA 혼합물에 유리섬유그리드를 보강재로 설치한 조건의 공시체도 추가적으로 비교 하였다. SMA 혼합물 PG 76-22 개질아스팔트 바인더에 섬유그리드 보강재를 설치한 공시체의 평균 동적안정도 값이 가장 크게 측정되었으며, 내유동성 혼합물 PG 64-22 일반 스트레이트 아스팔트 바인더를 적용한 공시체가 가장 낮은 동적안정도 값을 나타내었다. 또한, 선행 연구들이 주로 이론적인 해석과 공학적인 개선효과를 주로 분석 하였다면 본 연구에서는 휠 트래킹 시험결과를 활용하여 포장의 공용성과 경제성을 함께 분석하여 현장 실무에 반영할 수 있도록 적합한 방안을 제시 하였다. 실험적인 연구결과와 더불어 본 논문 에서는 소성변형 저감을 위한 설계단계, 시공단계, 관리감독 단계의 개선방안과 장기적으로 적정 건설사업비용 및 공사기간 적용 등 법률과 제도 정비의 필요성을 제시하여 소성변형 등 포장불량으로 인한 장래의 사회비용 절감에 기여할 것으로 기대한다. Plastic deformation on asphalt pavement roads in urban areas is a common defect, which hinders the smooth driving of road users and is one of the major causes of additional social costs due to the increase in maintenance costs of roads. This paper analyzed the improvement plan to reduce plastic deformation phenomenon of intersection section which has heavy traffic and long waiting time among urban areas through experimental research method based on the results of several previous studies. First of all, the mixing design specifications of the general asphalt fluid-resistant mixture and SMA mixture, which are well known to have a great effect on plastic deformation reduction, were determined, and the appropriateness of the raw materials and mixing design results were confirmed, and a performance test on plastic deformation resistance was implemented. The performance test was conducted in a wheel tracking test to analyze the road pavement condition under the condition that is closest to the plastic deformation by actual vehicle load, and the test body of the condition where the glass fiber grid is installed as a reinforcing material was additionally compared to the SMA mixture to maximize the resistance to the plastic deformation. The average dynamic stability value of the test body with fiber grid reinforcement installed in the SMA mixture PG 76-22 asphalt binder was the largest, and the test specimen with the fluid-resistant mixture PG 64-22 normal straight asphalt binder showed the lowest dynamic stability value. In addition, while previous studies mainly analyzed theoretical interpretation and engineering improvement effects, this study suggested appropriate measures to analyze the performance and economics of pavement together using wheel tracking test results and to reflect them in field practice. In addition to the experimental results, this paper suggests the necessity of improvement plan of design stage, construction stage,management supervision stage for plastic deformation reduction,and the proper construction cost and application of construction period in the long term, and it is expected to contribute to the reduction of future social cost due to poor pavement such as plastic deformation.

소성 조건 변화에 따른 수직 폴리이미드 표면에서의 네마틱 액정의 틸트 제어

이경준 연세대학교 대학원 2003 국내석사

본 연구에서는 수직 폴리이미드 표면에서 새로운 소성 방법을 이용하여 네마틱 액정의 틸트각 제어 방법에 대하여 검토하였다. 소성 조건들을 달리함으로써 폴리이미드 표면에서의 정(+) 및 부(-)의 네마틱 액정에서의 러빙처리한 액정 셀의 틸트각의 변화를 통해 원하는 틸트 제어 및 안정적인 액정 배향에 대하여 연구하였다. 1) 프리틸트 각 제어 부(-)의 액정을 이용한 액정 셀의 경우 hot plate의 온도 및 소성시간이 증가함에 따라 액정의 틸트각이 다소 감소하였다. 그러나 정(+)의 액정을 이용한 액정 셀의 경우, hot plate의 온도 및 소성 시간이 증가함에 따라 액정의 틸트각이 80°에서 20°이하로 크게 감소함을 알 수 있었다. 결국, hot plate에서 소성한 폴리이미드 표면에서는 부(-)의 유전율을 가진 네마틱 액정보다 정(+)의 유전율을 가진 네마틱 액정의 틸트각이 크게 감소하였다. 2) 액정 셀의 배향 여러 가지 변경된 소성 조건 하에 제작된 액정 셀에서 모두 안정적인 배향을 타내었다. 그리고 이 때 소성 온도가 증가함에 따라, 또 같은 소성 온도에서는 소성 시간이 증가함에 따라 프리틸트 감소로 인해 빛의 누설량이 증가됨을 알 수 있었다. 3) 소성 조건 변경 시의 폴리이미드 표면의 AFM 이미지 분석 소성 온도의 상승으로 인해 수직 폴리이미드 표면의 거칠기가 크게 줄어들게 되고 그로 인해 배향막 특성도 수직 배향막 본래의 특성을 유지함으로부터 수평 배향막과 같은 특성을 나타내는 쪽으로 변화됨으로써 프리틸트 각이 감소된다고 생각할 수 있다. 이와 같은 소성 조건 변화를 통해 고프리틸트 각을 나타내던 수직 폴리이미드로부터 우리가 원했던 다양한 프리틸트 값을 얻을 수 있었고 각각의 경우에 우수하면서도 안정적인 액정 배향 특성을 나타내었다. In this thesis, the control of tilt angle for nematic liquid crystal (NLC) with negative and positive dielectric anisotropy on the rubbed homeotropic polyimide (PI) using baking method by hot plate equipment was investigated. As varying several baking conditions, the tilt angle of NLC on the rubbed homeotropic polyimide was controlled and it was investigated the stable LC alignment at that time 1) Pretilt angle control. LC tilt angle of negative type NLC (Δε<0) on the rubbed homeotropic PI surface was a little decreased with increasing baking temperature and time. But LC tilt angle of positive type NLC (Δε>0) on the rubbed homeotropic PI surface was significantly decreased by increasing temperature and time with hot plate hard baking from 80° to near 20°. Finally, on the polyimide baking with hot plate, LC tilt angle of positive type NLC (Δε>0) on the rubbed homeotropic PI surface was more decreased than that of negative type NLC (Δε<0) on the rubbed homeotropic PI surface. 2) LC alignment state The stable LC alignments were investigated under all several baking conditions. And as the baking temperature was increased, and as the baking times was increased with same baking temperature, the light leakage was increased due to the decrease of pretilt angle. 3) AFM image analyzation on the polyimide formed varied baking condition As the increase of the baking temperature, the roughness of homeotropic polyimide was significantly decreased, and from this result, it was suggested that pretilt angle would be decreased by the variance from the characteristics of homeotropic polyimide to that of homogeneous polyimide. We obtained various pretilt angles which were like with our target tilt angles on the homeotropic polyimide basically representing high tilt angles, and it was investigated the stable LC alignment at all condition.

연성재료 파괴시 발생하는 측면함몰과 소성영역과의 관계

김도형 全南大學校 2005 국내박사