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김윤용 연구실
충남대학교 토목공학과 김윤용 교수
SHCC
ECC
섬유보강 모르타르
연구 영역
기본 정보
논문·특허
과제
구성원

김윤용 연구실

충남대학교 토목공학과 김윤용 교수

김윤용 연구실은 토목공학과 구조 안전을 기반으로 콘크리트 및 시멘트 복합재의 재료 물성, 균열 거동, 그리고 구조부재 성능을 연계하여 연구합니다. 특히 ECC·SHCC를 활용한 균열 제어와 수중·자연 조건에서의 크랙 힐링 특성, 섬유보강 모르타르의 초기 수축 균열 저감 배합을 검증합니다. 또한 3D 프린팅용 SHCC 품질을 적층 두께 균일성·정확성 관점에서 평가하고 딥러닝 기반 모니터링 시스템으로 공정 데이터의 품질 판별을 수행합니다. 이와 더불어 대구경 PHC 말뚝 보강, 철근콘크리트 기둥의 반복 거동, 조적 벽체 내진성 및 폐콘크리트 순환잔골재·시멘트 우회분진 등 지속가능 재료의 적용성을 함께 다룹니다.

SHCCECC섬유보강 모르타르3D 프린팅 콘크리트균열 제어
대표 연구 분야
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딥러닝 기반 3D 프린팅 섬유보강 고연성 모르타르(SHCC) 품질 모니터링 연구 thumbnail
딥러닝 기반 3D 프린팅 섬유보강 고연성 모르타르(SHCC) 품질 모니터링 연구
Deep Learning–Based Quality Monitoring for 3D-Printed Fiber-Reinforced SHCC
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
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1
Article
|
·
인용수 0
·
2025
3D Printing Quality of Fiber-Reinforced Mortar Produced with Recycled Cactus Powder
Hyojung Kim, Ji-Seok Seo, Bang-Yeon Lee, Yun-Yong Kim
Journal of the Korea Concrete Institute
이 연구에서는 폐선인장 분말 혼화제를 혼입하여 제조한 섬유보강 모르타르를 3D 프린터로 출력하고, 출력물의 품질을 평가하였다. 품질 평가를 위해 유동 특성, 육안 검사(출력 연속성, 표면 공극 분포), 치수 오차율 및 적층 정확성을 포함한 3D 인쇄 정확도를 실험적으로 조사하였다. 이를 위하여 섬유 혼입량과 폐선인장 분말 혼화제(CS), 고성능감수제(SP), 증점제 등 혼화제 혼입량을 변수로 하여 배합별로 실험을 수행하였다. 이 연구에서 사용한 폐선인장 분말 혼화제(CS)는 손바닥 선인장의 열매를 수확한 후 버린 선인장의 줄기로서, 이를 분쇄한 건조 분말 형태이다. 실험결과 CS 양이 증가할수록 유동성이 증가하는 것으로 나타났다. CS와 SP의 사용량 또는 비율을 적절히 조절하여 섬유 혼입량에 따른 유동성의 변화를 제어할 수 있으며, 3D 프린팅 출력물의 품질을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.
https://doi.org/10.4334/jkci.2025.37.2.229
Materials science
Mortar
Cactus
Fiber
Composite material
Botany
2
Article
|
인용수 1
·
2024
Study on the Physical Properties of Ordinary Portland Cement and Slag Cement with the Addition of Cement Bypass Dust
Jae Jun Choi, Sun Mok Lee, Ju Chan Jang, Yang Seok Oh, Yun-Yong Kim
Resources Recycling
https://doi.org/10.7844/kirr.2024.33.4.15
Cement
Portland cement
Slag (welding)
Materials science
Metallurgy
Waste management
Environmental science
Engineering
3
Article
|
·
인용수 0
·
2023
Early-age Shrinkage Cracking of Fiber Reinforced Mortar Produced with Bio-Polymer Admixtures
Hyojung Kim, Byung-Jae Lee, Yun-Yong Kim
Journal of the Korea Concrete Institute
본 연구에서는 폴리머 혼화제 및 보강 섬유가 소성수축, 응결시간 등과 같은 굳지 않은 상태의 모르타르 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 또한 합성 폴리머 혼화제의 대체재로 바이오 폴리머의 활용 가능성을 평가 분석하였다. 응결시험 결과, 메틸셀룰로스(MC) 대체제로 사용된 선인장 줄기(CS)의 치환량이 증가할수록 초기응결 지연효과가 있는 것으로 나타났다. 이는 CS 첨가량에 따라 증가한 셀룰로스 구조가 시멘트와 물의 반응을 방해하여 응결을 지연시킨 것으로 판단된다. 소성수축 시험 결과, MC 단독으로 혼입한 경우보다 CS를 일부 치환할 경우, 재령 12시간 균열 면적이 약 16 % 감소하였다. CS의 응결 지연효과가 균열 면적의 감소로 나타났다고 판단한다. 보강 섬유와 함께 MC와 CS를 혼입한 모르타르에는 균열이 전혀 관측되지 않아 초기재령의 수축 균열 제어에 우수한 성능을 나타내었다. 소성수축 시험과 동일한 환경에서 길이 변화를 시험한 결과, 보강 섬유와 함께 MC와 CS를 혼입한 모르타르의 수축량이 가장 작은 것으로 나타나 수축변화에 효과적인 것으로 나타났다. 재령 1일, 3일, 7일의 압축강도를 비교한 결과, MC와 CS를 혼입한 배합의 모르타르 강도는 섬유 보강의 유무에 상관없이 서로 유사한 수준인 것으로 나타났다.
https://doi.org/10.4334/jkci.2023.35.6.583
Shrinkage
Cracking
Materials science
Composite material
Mortar
Fiber
Polymer
최신 정부 과제
17
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1
2020년 8월-2025년 2월
|70,884,000
생체모방 비정형 구조를 위한 3D 프린팅용 SHCC 개발 및 딥러닝 기반 품질 모니터링 시스템 구축
○ 기존 MJ(Material Jetting)방식의 건설용 3D 프린팅 기술은 재료적 한계로 인하여 비정형 구조 제작에 있어 한정적으로 구현이 가능함. 또한, 3D 프린팅 기술로 출력된 결과물의 정량적 평가기법이 없어 신뢰성을 확보하기 어려움. ○ Honeycomb, Bone structure 등의 비정형 생체모방 구조는 그 구조적 특징으로 효율적인 ...
3D 프린터
섬유보강 고연성 모르타르
생체모방 비정형 구조
딥러닝
2
주관|
2020년 8월-2025년 2월
|89,000,000
생체모방 비정형 구조를 위한 3D 프린팅용 SHCC 개발 및 딥러닝 기반 품질 모니터링 시스템 구축
1) 1차년: 3D 프린팅용 SHCC 기본배합 설정 ① 기술 도출 방향 설정 - 선행 기술 자료 수집 및 분석 - 3D 프린터용 콘크리트의 제조기술 및 요구성능 분석 - 자료 수집 및 분석을 통한 개발기술 목표성능 결정 ② 기존의 모르타르용 3D프린터로 출력한 SHCC 특성 분석 - 기존의 3D프린터로 출력된 모르타르와 SHCC의 출력성과 적층성 비교 분석 - SHCC의 출력성과 적층성 향상을 위한 방안 검토 (섬유 길이, 3D프린터 노즐 크기) 2) 2차년: SHCC에 적합한 3D 프린터 노즐 개발 및 SHCC배합 최적화 ① 3D프린터 적층성 제고를 위한 SHCC 배합개선 ② SHCC에 적합한 3D 프린터 노즐 설계 및 제작(섬유 배열 및 방향성을 고려한 설계) ③ 개량된 3D 프린터 노즐에 적합한 SHCC배합 최적화 ④ 보강섬유 분산성 평가(섬유 배향각 영향) 3) 3차년도: 3D 프린트용 SHCC의 비정형 구조 출력성능 확보 ① 비정형 구조 적층성에 영향을 미치는 물성 분석 (전단응력, 점착성, 간극비, 유동성 등) ② 적층 가능한 비정형 자유도 분석 (적층 간 편심, 적층 간 무게중심 변화 등) ③ 적층성 평가기법 개발 (디지털 이미지, 단위질량법 등) ④ 비정형 구조 3D 프린팅을 위한 SHCC 배합 고도화 4) 4차년도: 딥러닝기반 3D 프린팅 품질관리 평가기법 개발 ① 출력물 조건에 따른 이미지 데이터베이스 구축 (이미지 검출용 대표 공시체 모델링 및 실물시편 제작 & 촬영) ② 딥러닝 해석모델 알고리즘 선정, 이미지 Annotation 및 데이터학습 ③ 학습용 이미지 특징점 도출 및 딥러닝 해석 ④ 비정형 구조 3D 프린팅 출력물 평가 및 프로그램 검증 5) 5차년도: 3D 프린팅을 활용한 생체모방 비정형 구조 모델링 및 구현 ① 생체모방 비정형 구조를 적용할 수 있는 3D 프린팅 제품군 조사 ② 3D 프린팅을 위한 생체모방 비정형 구조 모델링 ③ 3D 프린팅된 비정형 구조 Prototype의 성능 평가 ④ 3D 프린팅 출력물의 품질관리 평가기법 검증
3D 프린터
섬유보강 고연성 모르타르
생체모방 비정형 구조
딥러닝
3
주관|
2020년 8월-2025년 2월
|54,720,000
생체모방 비정형 구조를 위한 3D 프린팅용 SHCC 개발 및 딥러닝 기반 품질 모니터링 시스템 구축
1) 1차년: 3D 프린팅용 SHCC 기본배합 설정 ① 기술 도출 방향 설정 - 선행 기술 자료 수집 및 분석 - 3D 프린터용 콘크리트의 제조기술 및 요구성능 분석 - 자료 수집 및 분석을 통한 개발기술 목표성능 결정 ② 기존의 모르타르용 3D프린터로 출력한 SHCC 특성 분석 - 기존의 3D프린터로 출력된 모르타르와 SHCC의 출력성과 적층성 비교 분석 - SHCC의 출력성과 적층성 향상을 위한 방안 검토 (섬유 길이, 3D프린터 노즐 크기) 2) 2차년: SHCC에 적합한 3D 프린터 노즐 개발 및 SHCC배합 최적화 ① 3D프린터 적층성 제고를 위한 SHCC 배합개선 ② SHCC에 적합한 3D 프린터 노즐 설계 및 제작(섬유 배열 및 방향성을 고려한 설계) ③ 개량된 3D 프린터 노즐에 적합한 SHCC배합 최적화 ④ 보강섬유 분산성 평가(섬유 배향각 영향) 3) 3차년도: 3D 프린트용 SHCC의 비정형 구조 출력성능 확보 ① 비정형 구조 적층성에 영향을 미치는 물성 분석 (전단응력, 점착성, 간극비, 유동성 등) ② 적층 가능한 비정형 자유도 분석 (적층 간 편심, 적층 간 무게중심 변화 등) ③ 적층성 평가기법 개발 (디지털 이미지, 단위질량법 등) ④ 비정형 구조 3D 프린팅을 위한 SHCC 배합 고도화 4) 4차년도: 딥러닝기반 3D 프린팅 품질관리 평가기법 개발 ① 출력물 조건에 따른 이미지 데이터베이스 구축 (이미지 검출용 대표 공시체 모델링 및 실물시편 제작 & 촬영) ② 딥러닝 해석모델 알고리즘 선정, 이미지 Annotation 및 데이터학습 ③ 학습용 이미지 특징점 도출 및 딥러닝 해석 ④ 비정형 구조 3D 프린팅 출력물 평가 및 프로그램 검증 5) 5차년도: 3D 프린팅을 활용한 생체모방 비정형 구조 모델링 및 구현 ① 생체모방 비정형 구조를 적용할 수 있는 3D 프린팅 제품군 조사 ② 3D 프린팅을 위한 생체모방 비정형 구조 모델링 ③ 3D 프린팅된 비정형 구조 Prototype의 성능 평가 ④ 3D 프린팅 출력물의 품질관리 평가기법 검증
3D 프린터
섬유보강 고연성 모르타르
생체모방 비정형 구조
딥러닝
최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2022소성 수축 실험 장치1020220067776
등록2021액상 유무기 복합체의 기공률을 저감시키는 노즐 구조체1020210161642
등록2020선인장 분말이 함유된 시멘트 제조방법 및 이에 의해 제조된 선인장 시멘트1020200096750
전체 특허

소성 수축 실험 장치

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220067776

액상 유무기 복합체의 기공률을 저감시키는 노즐 구조체

상태
등록
출원연도
2021
출원번호
1020210161642

선인장 분말이 함유된 시멘트 제조방법 및 이에 의해 제조된 선인장 시멘트

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200096750