• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제50권1호
• /
• pp.66-71
• /
• 2012

본 연구에서는 크기가 다른 두 종류의 단단한 구형 입자들로 충전된 이분산(二分散) 충전층을 지나는 비압축성 유체 흐름의 투과도를 실험적으로 측정하고 이론적으로 예측하는 문제를 다룬다. 작은 입자에 대한 큰 입자의 크기 비 ${\lambda}$가 1.25와 2인 두 가지 경우에 대해 여러 가지 입자 혼합 비율로 충전층을 만들고 그 공극률과 유체 흐름의 투과도를 측정하였다. 이분산 충전은 입자 크기가 일정한 단분산 충전에 비해 공극률이 감소하고 투과율이 감소하나 입자들의 크기 비 ${\lambda}$나 혼합 비율 ${\gamma}$에 따라 다르게 나타난다. 두 가지 입자의 혼합 비율에 따른 공극률의 변화와 투과율의 변화 형태는 서로 일치하지 않는다. 개별 충전 입자에 걸리는 항력 계산에 기초한 모델을 고안하여 투과도를 예측하는 간단한 이론식을 유도하였고 이 식을 이용한 예측값을 실험 결과 및 선행 연구 결과들과 비교한 결과, 이 이론식에 의한 투과도 예측값이나 입자 혼합 비율에 따른 투과도 변화 경향이 실험값에 가장 근사하였다. 이 이론식을 이용해 이분산 충전층을 지나는 유체 흐름의 투과도를 간단하고 정확하게 예측할 수 있음을 보였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
• /
• pp.769-772
• /
• 2008

공극은 열화인자의 이동경로가 되어 콘크리트의 성능을 저하시키는 요인으로 작용할 수 있으며 수분은 콘크리트 내부의 공극을 충전시킬 수 있기에 수분에 의한 투기성이 시멘트경화체의 공극구조에 미치는 영향을 평가하는 것은 중요하다. 이에, 본 연구에서는 공극구조와 투기성에 대하여 0%, 40%, 60%, 80%, 90%의 습도를 유지시킨 시험체와 화학조성물인 리튬실리케이트를 도포시켰을 경우의 공극구조 변화를 평가하였다. 그 결과, 함수율이 증가할수록 투기성은 저하되고 공극구조의 밀실성이 향상되어 수분에 의한 응축현상을 확인할 수 있었다. 그리고 수용액 상태의 리튬실리케이트는 수분을 함유하고 있는 상태에서 1$\mu$m 전, 후의 공극을 충전시켜 밀실성을 향상시키나함수조건에 따라 침투성에 의한 성능향상 범위가 제한적일 것으로 판단된다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제18권6호
• /
• pp.543-551
• /
• 2015

급속경화궤도는 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량하는 공법으로서 야간 차단시간에 공사가 이루어지기 때문에 시공속도를 충분히 확보하는 것이 중요하다. 시공시간의 대부분은 자갈을 철거하고 재포설하는 과정에 소요되는데 도상자갈을 교체하지 않는 무교환방식이 적용 가능하다면, 시공시간 및 공사비를 대폭적으로 절감할 수 있다. 본 논문에서는 도상자갈 무교환방식의 급속경화궤도공법을 개발하기 위하여 침투성이 매우 높은 대체 충전재를 제시하고 재료의 공극조건을 고려하여 층별로 분리주입하는 시공방식을 도입하였다. 분리주입은 공극률이 높은 상부도상층과 공극률이 낮은 하부 혼입층에 최적화된 재료를 분리 주입하여 필요한 소요강도를 확보할 수 있다. 이를 달성하기 위하여 우선적으로 도상자갈의 크기, 분포도, 형상에 따른 공극률, 공극의 크기, 유효길이, 비틀림도, 침투성에 따른 충전재의 유동학적 해석을 통하여 최적의 충전재를 설계하고자 하였다. 하부 혼입층에 충전되는 1차 충전재료는 세립화 도상의 충전성과 부착력을 확보할 수 있는 폴리머계 재료를 도입하였으며, 상부 도상층에 충전되는 2차 충전재는 상온 반응성 마그네시아-포스페이트(MPC, Magnesium-Phosphate Ceramic)를 도입하였다. 선정재료 및 구조에 대한 역학시험 결과, 기존 급속경화궤도에 준하는 성능을 확인하였다.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
• /
• 한국펄프종이공학회 2001년도 춘계학술발표논문집
• /
• pp.76-76
• /
• 2001

종이가 가지는 공극 특성은 종이의 광학적 특성에 지대한 영향을 미칠 뿐만 아니라 인쇄용 지로서 사용될 때 잉크의 다공성 기질로서 잉크의 잔류 특성에도 큰 영향을 미친다. 특히 다공성 기지의 표변에 유동성이 뛰어난 물질이 가해 질 때, 이들의 유동 특성은 기질이 지 니고 있는 공극율과 공극의 분포에 따라 큰 차이를 나타내는 것으로 알려져 있다. 이러한 공극성은 백상지의 경우 사용된 펄프의 혼합 비율과 충전제의 사용량 그리고 펄프의 고해 정도에 따라 종이의 공극울이 달라진다. 종이의 공극성이 광학적 특성과 밀접한 연관성을 지니는 것은 종이의 광산란 계수를 결정하기 때문이다. 잘 알려진 바와 같이 종이의 광산란 계수는 빛의 산란과 관계되어 백색도와 백감도에 영향을 미친다. 그러나 도공지가 인쇄 용 지로 사용 될 경우, 도공지 표면에 도피되는 영크층은 도공지가 가지고 있는 구조적 특성을 변화시킬 수 있는 제3의 요인으로 간주 될 수 있다. 결국, 인쇄가 완료된 종이의 경우 원지층, 도공층 그리고 잉크층으로 구성된다. 따라서 다양 한 공극 구조를 가지는 기질위에 잉크가 도피될 경우 기질의 공극 특성에 따라 잉크 조성분 의 침투 거동에도 많은 차이가 있을 것으로 예측된다. 잉크의 구성 요소를 살펴보면 잉크의 색상을 결정하는 안료, 단일의 각 안료 입자를 도포하여 인쇄판으로부터 종이까지 운송시키 는 기능과 인쇄기에서 잉크의 유동성을 유지하고 종이 또는 기타 피인쇄체에 전이된 후에는 건조막을 형성하는 비히클 그리고 각종 기능성 첨가제로 구성되어 있다. 동일한 성분으로 구성된 잉크를 사용하여 각각 공극성이 다른 피인쇄체 위에 인쇄 될 경우 이들 조성분의 이 동과 표면 잔류 특성에 변화가 있을 것으로 생각된다. 즉 공극성이 풍부한 기질에 도피된 잉크는 반대의 경우와 비교하여 보다 많은 조성분이 종이의 공극 속으로 침투하게 될 것이 다. 이 과정에서 특히 미세한 안료 입자의 경우 피인쇄체의 표면 공극을 채우고, 비히클의 경우 미세한 공극속으로 침투되어 경화됨으로써 피인쇄체가 지니고 있는 공극량을 감소시커 게 될 것이다. 그리고 피인쇄체의 각종 형태의 공극으로 침투된 잉크의 양에 반비례적으로 피인쇄체의 표변에 잉크가 잔류하게 될 것이다. 따라서 본 연구에서는 여러가지 안료를 사용하여 각각 다른 공극 특성을 지니는 도공지를 제조한 후 이들이 가지는 공극 특성과 잉크의 잔류 거동에 대해 고찰해 보고자 하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제6권3호
• /
• pp.110-117
• /
• 2011

본 연구에서는 콩기름과 자원 재활용 차원의 폐식용유의 새로운 자기수축 저감방안으로서의 가능성을 검토하고자 수축저감제 및 팽창재와 비교 분석하였는데, 그 결과는 다음과 같다. SO 및 WO는 Plain에 비해 유동성이 소폭 저하되었으나 공기량에서는 큰 차이를 보이지 않았고, 강도결과는 재령 28일에 유지류에서 약간의 저하가 발생하였지만 대부분의 수준에서 양호한 결과를 나타냈다. 자기수축 저감효과는 SO와 WO가 RS 및 EA보다 우수함을 확인할 수 있었는데, 이는 SO과 WO의 지방산이 시멘트 수화물 중 $Ca(OH)_2$와 가수분해 반응을 진행하여 지방산 칼슘염을 생성하게 되는데, 이러한 생성물들이 콘크리트 경화체내의 모세관 공극을 충전시켜 수축완화 작용에 기인한 것으로 사료된다. 공극분포 측정결과 SO 및 WO의 경우 치환율에 상관없이 $0.01{\sim}0.1{\mu}m$ 사이즈의 공극이 0 ml/g으로 나타났으며, $10{\sim}100{\mu}m$ 사이즈의 공극이 매우 적은 것으로 나타나 유지류가 콘크리트의 미세공극을 충전해주는 역할을 하는 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제12권2호
• /
• pp.11-20
• /
• 2003

폐석회석을 투수 콘크리트용 골재로 활용하여 콘크리트의 공극률, 연속공극률, 투수계수, 압축강도 및 휨강도 등을 측정하였으며,투수 콘크리트의 공극특성과 강도와의 관계에 대하여 고찰하였다. 투수 콘크리트의 공극 및 강도특성은 폐석회석 혼합률에 의한 영향 보다는 골재입자의 크기 및 골재입자 사이의 공극에 의한 영향이 크게 작용하였다. 투수 콘크리트의 공극률과 연속공극률과의 관계 및 공극특성과 강도와의 관계도 양호한 선형관계를 나타내었다. 또한, 폐석회석을 사용한 투수 콘크리트의 투수계수는 0.2cm/sec 이상의 양호한 결과로 보통골재에 비하여 투수성능이 우수하였으며, 강도결과와 종합해 보면 폐석회석을 보도용 콘크리트 또는 식생, 수자원 정화 콘크리트 등으로 활용될 수 있을 것으로 기대되었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
• /
• 제34권2호
• /
• pp.141-147
• /
• 2011

의료방사선 차폐체로 납과 같은 차폐효과를 가지는 동시에, 납과 동일한 경제성과 가공성을 지니고 있어 의료방사선 방어복인 에이프런(Apron)을 제작할 수 있는 납 대체물질을 시트형태로 개발하고자 연구하였다. 이는 의료 환경에 친환경 방사선 차폐시트로 제작하여 1차 실험과 동일한 조건에서 황산바륨의 충전률을 높이고 제작 시트의 유연성을 확보하기 위해 토르말린(Tourmaline)을 실리콘 폴리머에 첨가하여 차폐율과 시트의 가공성을 높이고자 하였다. 실험결과 저에너지에서는 5 mm에서 고에너지에서는 7 mm에서 실용적인 차폐효과가 있었으며, 황산바륨만을 충전했을 때보다는 제작시트의 유연성과 충전률이 다소 높은 결과를 얻을 수 있었으나, 독립적인 방사선 차폐효과의 토르말린 효과는 크지 않아 차폐율의 큰 변화는 기대할 수 없었다. 다만, 향후 차폐 시트 제작의 혼합과정의 재현성과 황산바륨의 혼합과 분산과정의 충전율과 공극률을 정량적으로 평가할 수 있는 연구가 지속되어야 할 것으로 사료된다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제26권2호
• /
• pp.285-293
• /
• 1994

압축 벤토나이트에서 핵종이동은 확산에 의해 지배된다. 국산 벤토나이트에 대한 음이온핵종의 확산 특성 규명을 위해서 요오드이온을 대상으로 관통확산실험을 수행하였다. 대상매질은 동해안 지역의 벤토나이트를 사용하였으며, 실험용액은 합성 모의지하수에 I-125를 첨가하여 사용하였다. 압축 벤토나이트의 충전밀도는 1.2, 1.4, 1.7Mg/㎥등 세가지로 하였다. 요오드이온의 겉보기확산계수와 유효확산계수는 충전밀도가 증가함에 따라 감소하였고, 이들 확산계수의 값은 각자 3.80-7.12$\times$$10^{-11}$ $m^2$/s와 1.25-7.97$\times$$10^{-12}$ $m^2$/s의 범위에 있었다. 실험결과, 겉보기확산계수는 벤토나이트의 공극구조에 의존하였으며, 유효확산계수는 공극구조는 물론 핵종확산이동에 이용된 유효공극율에 의해 좌우되었다. 본 연구에서 얻어진 결과는 처분장안전성평가의 기초자료로 활용될 것이다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권3호
• /
• pp.377-383
• /
• 2007

최근 콘크리트의 품질과 구조물의 신뢰성을 향상시키기 위해서 고성능콘크리트의 현장 적용이 늘고 있다. 이러한 고성능콘크리트의 배합 설계 방법으로는 모르타르-굵은골재 2상계 배합 이론과 페이스트-골재 2상계 배합 이론이 있다. 이 중 모르타르-굵은골재 2상계 배합이론은 모르타르의 레올로지 특성을 부여함에 있어 반복적인 실험을 통해서 그 값을 결정해야 하는 문제점을 가지고 있다. 페이스트-골재 2상계 배합 이론은 최적 잔골재율과 단위결합재량과의 관계 및 콘크리트의 충전성을 확보할 수 있는 한계 골재 용적비 등이 고려되어 있지 않아 고성능콘크리트에의 적용 예가 없는 실정이다. 또한 이들 고성능콘크리트의 배합 설계 이론은 일반콘크리트와는 달리 유동성 및 충전성에 중점을 두고 있어 배합 설계에서 강도 특성을 고려하지 않고 있으며, 사용 재료의 단위량은 일반콘크리트와 같이 시행착오법으로 결정하고 있다. 이에 본 연구에서는 고성능콘크리트의 배합 설계에 최대 밀도 이론을 도입하여 사용 골재의 공극이 최소가 되는 최적 잔골재율 산정으로 배합 설계 시 시행착오를 줄이고, 강도를 고려한 최소 단위 결합재량의 결정으로 강도와 유동성을 동시에 만족할 수 있는 합리적이며 간편한 고성능콘크리트의 배합 설계법을 제안하고자 하였다. 연구 결과 본 연구에서 제안된 배합 설계법은 최소 공극을 갖는 최적 잔골재율 사용과 최소 단위 결합재량 이상의 결합재를 사용함으로써 시행착오를 줄일 수 있어 자기충전성을 갖는 고성능콘크리트를 간편하게 제조할 수 있다.

• 한국광물학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.313-324
• /
• 2009

지표-지각환경을 구성하는 지질매체의 구조와 성질의 정량적-체계적 이해를 위한 예비연구로, 매질을 구성하는 입자의 모양, 크기, 충전 밀도가 공극 구조의 특성과 매질의 성질에 미치는 영향을 알아보기 위해 입자의 모양이 구형인 글래스 비드와 모양이 불규칙한 실리카 젤을 이용하여 입자 크기와 공극률이 서로 다른 다양한 다공성 매질을 준비하였고, 핵자기공명 현미영상을 이용하여 약 $50\;{\mu}m$의 분해능으로 삼차원 영상을 획득하였다. 분석 결과, 지름 약 0.2~1.3 mm 크기의 입자로 구성된 다공성 매질의 비표면적은 2.5부터 $9.6\;mm^2/mm^3$, 공극률은 0.21에서 0.38, 투수율은 11.6에서 892.3 D이며, 이는 일반적인 미고결 샌드가 갖는 값의 범위에 해당된다. 비표면적, 공극률, 투수율의 관계는 Kozeny 식에서 예상된 경향과 비교적 일치하였다. 상자집계 프랙탈 차원은 공극률, 비표면적과의 관련성이 높으며, 공극률이 0.29~0.38일 때 비표면적이 약 2.5부터 $6.0\;mm^2/mm^3$까지 증가할수록 프랙탈 차원이 2.6에서 3.0까지 선형으로 증가하며, 공극률이 0.21~0.28일 때 비표면적이 약 2.5부터 $9.6\;mm^2/mm^3$까지 증가할수록 프랙탈 차원이 2.5에서 3.0까지 선형으로 증가한다. 실제 다공성 사암에 포함된 유체의 삼차원 구조를 핵자기공명 현미영상으로 영상화하였고, 이에 대한 비표면적은 $0.33\;mm^2/mm^3$, 공극률은 0.017, 투수율은 30.9 mD, 상자 집계 프랙탈 차원은 1.59로 계산되었다. 본 연구에서 제시된 것과 같이 핵자기공명 현미영상은 다양한 다공성 매질의 삼차원 공극 구조를 영상화할 수 있고, 삼차원 공극 구조에 대한 상자집계 프랙탈 차원은 본 연구에서와 같이 다양한 공극 구조에 대해 분석이 가능하며, 다공성 매질의 이동 특성을 나타내는 매개 변수들과 지진파 감쇠 등에 대한 조절 인자로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.