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토양 성분 측정 센서 구성 및 UI 구현에 관한 연구 (Research on soil composition measurement sensor configuration and UI implementation)

  • 박예은;정진형;조재현;장영윤;이상식
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.76-81
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    • 2024
  • 최근 농업 방식이 경험 기반의 농업에서 데이터 기반의 농업으로 변화하고 있다. 4차 산업혁명으로 인한 농업 생산의 변화는 크게 세 가지 영역으로 전개되고 있으며, 스마트 센싱과 모니터링 영역, 스마트 분석 및 기획 영역, 스마트 제어 영역이 있다. 노지 스마트 농업 실현을 위해서는 특히 토양의 물리적, 화학적 특성에 대한 정보가 필수적이며, 관행적인 이화학성 측정은 샘플을 채취한 후 실험실에서 분석하고 있어 비용, 노동력, 시간이 많이 소요되어 현장에서 신속하게 측정할 수 있는 측정 기술이 시급하다. 또한 측정자가 인력으로 휴대하며 이동할 수 있고 한국의 논, 밭, 시설하우스에 이용할 수 있는 형태의 토양분석 시스템이 필요하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 토양시료를 채취하여 정보 분석이 가능한 소프트웨어를 개발하여 상용화하는 것을 목표로 하고 있다. 본 연구에서는 토양 성분측정 센서를 경도 측정 및 전극 센서 등으로 구성되어 기본적인 토양 성분 측정을 진행하였으며, 추후 연구를 통해 CCD카메라, 초음파 센서, 샘플러를 이용한 토양 샘플링 등이 적용된 시스템을 개발할 예정이다. 따라서 로드셀을 이용한 경도 측정 표시, 전도도를 이용한 수분, PH, EC 측정 표시 등 실시간으로 토양의 상태를 측정하여 분석할 수 있는 센서 및 토양분석 UI를 구현하였다.

젖산 산화효소-카탈라아제-미토콘드리아 전극 제작 및 특성 분석 (Fabrication and Characterization of Lactate Oxidase-catalase-mitochondria Electrode)

  • 시키;마니칸단 키에르티 부샨;최영봉;김창준
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제62권3호
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    • pp.238-245
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    • 2024
  • 젖산 전극은 환자의 건강상태와 스트레스 수준, 및 운동선수의 피로도를 실시간으로 모니터링하는 젖산 센서 또는 젖산 연료전지 전극으로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 젖산 산화효소, 카탈라아제, 미토콘드리아로 구성된 고성능 전극을 제작하고 전극의 표면분석 및 전기화학적 특성을 조사하였다. 단일벽 탄소나노튜브로 개질된 탄소종이(CPSWCNT)는 개질 전보다 전기 전도성이 크게 향상되었다. 젖산 산화효소, 카탈라아제, 그리고 미토콘드리아가 부착된 전극(CP-SWCNT-LOx-Cat-Mito)은 젖산 산화효소와 카탈라아제가 부착된 전극에 비하여 많은 전류를 생산하였다. 빌리루빈 산화효소(BOD)가 부착된 전극(CP-SWCNT-BOD)이 생산하는 환원전류량은 전해질의 산소 존재 유무에 따라 크게 영향을 받았다. CP-SWCNT-LOx-Cat-Mito (anode)와 CP-SWCNT-BOD (cathode)로 구성된 연료전지는 133 ㎂/cm2로 방전 시 0.2 V의 셀 전위를 유지하며 29 ㎼/cm2의 전력을 생산하였다. 본 연구결과는 미토콘드리아가 젖산 센서 및 연료전지 성능 향상에 필수적인 생체물질임을 시사한다.

고준위 방사성 폐기물 처분 시스템 실증 실험용 KENTEX 장치에서의 열-수리-역학 연동현상 해석 (Coupled T-H-M Processes Calculations in KENTEX Facility Used for Validation Test of a HLW Disposal System)

  • 박정화;이재완;권상기;조원진
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.117-131
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    • 2006
  • 한국의 고준위폐기물 기준 처분 시스템의 공학적 방벽에서의 T-H-M(Thermo-Hydro-Mechanical) 거동 실증을 위한 KENTEX(KAERI Engineering-scale T-H-M Experiment for Engineered Barrier System)실험 장치를 대상으로 열-수리-역학 연동현상 해석을 하여 온도, 포화도 및 응력의 변화를 예측하였다. 그리고 이들 변수와 열-수리-역학의 연동현상에 사용된 세물성법칙인 탄성물성법칙, 공극탄성 물성법칙 및 공극탄성-소성 물성법칙과의 관계를 분석하였다. 열-수리-역학 연동현상을 계산하는 데는 상용 유한요소 코드인 ABAQUS를 사용하였다. 열 계산에서 벤토나이트 내 온도는 히터 가열 후 초기에는 급격히 증가하다가 얼마의 시간이 경과한 후에는 거의 일정한 값에 도달하였다. 이 도달시간은 약 37.5일로 반경방향의 모든 지점(H=0.68m 일때)에서 정상상태에 도달한 것을 알 수 있었다. 즉, 히터와 벤토나이트 경계면에서는 $90^{\circ}C$, 벤토나이트와 외부 셀 경계면에서는 약 $70^{\circ}C$를 유지하였다. 열-수리-역학 연동현상 계산에서 시간에 따른 벤토나이트 포화도는 탄성 물성법칙, 공극탄성 물성법칙 및 공극탄성-소성 물성법칙의 세 경우 모두 거의 차이가 없었다. 열-수리-역학 계산 결과와 수리-역학 계산 결과의 비교에서 온도의 증가는 탄성 물성법칙 및 공극탄성 물성법칙 각각에 대해 시간이 경과함에 따라 포화도가 증가함을 초래해 포화가 빨리 진행됨을 알 수 있었다. 특히 히터에 가까운 쪽에서는물이 침투하고 있는 쪽 보다 포화도 증가가 큰 것으로 나타나 벤토나이트가 물로 포화되기 전의초기상태가 온도의 영향을 많이 받는 것을 알 수 있었다. 또한 응력은 세 물성 법칙 모두 시간의 경과에 따라 증가하는 경향을 보이나 탄성 물성법칙의 경우가 다른 두 경우보다 현저한 변화를 보이는데 이는 변형율이 탄성한계를 넘어서도 계속 작용하여 공극비 변화를 고려한 다른 두 물성법칙과 차이가 있음을 나타내고 있다. 그러나 공극탄성 물성법칙 및 공극탄성-소성 물성법칙의 경우에 열-수리-역학 계산 결과와 수리-역학 계산 결과를 비교하면 시간이 경과함에 따라 응력은 증가하지만 온도의 변화에 따른 서로의 응력의 차이는 작은 것을 알 수 있다. 즉 온도변화의 영향보다는 시간에 따른 포화도 변화의 영향이 더 큰 것으로 생각된다. 따라서 벤토나이트의 열-수리-역학 연동현상 해석에서 벤토나이트는 온도의 증가로 포화가 빨라지고, 포화도 증가는 응력을 증가시키는 결과를 보이므로 공극비, 열팽창 및 팽윤압 등의 영향을 받고 있는 것으로 이해된다. 그래서 벤토나이트의 열-수리-역학 연동현상 해석에서 벤토나이트는 공극비, 열팽창 및 팽윤압 등의 영향을 받으므로 탄성과 소성을 동시에 고려할 수 있는 물성법칙을 선택하는 것이 바람직하다.

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TDR 센서를 이용한 암면 슬라브 수분 특성 분석 및 파프리카 재배의 적용 예 (Analysis of Moisture Characteristics in Rockwool Slabs using Time Domain Reflectometry (TDR) Sensors and Their Applications to Paprika Cultivation)

  • 박종석;뉴엔타이;안태인;손정익
    • 생물환경조절학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.238-243
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    • 2009
  • TDR 수분함량 측정 센서를 이용하여 암면 슬라브 배지의 수분함량, 수분분포, 배액 시점의 특성과 포수 시킨 슬라브 배지의 수분함량 분포를 중량법(로드셀 이용)과 TDR 법으로 비교하였다. 배지수분 함량이 40%, 50%, 60%를 TDR 센서 3개의 평균값을 기준으로 급액시점을 정하며 $5{\sim}6$개월간 파프리카 72주를 유리온실에서 재배하였다. 두 곳의 급액 포인트로부터 등간격으로 설치된 5개의 TDR 센서를 이용하며 건조상태에서 0.2L씩 식 증액시키면서 급액시 슬라브내의 수분분포 특성을 살펴본 결과 급액 장소와 관계없이 슬라브내의 위치별 수분 분포가 매우 유사한 값을 나타내었다. 슬라브내의 포화수분 상태에서 TDR 센서값은 약 $58{\sim}65%$ 사이의 값을 나타내었으며, 약 $50{\sim}55%$의 수분함량 조건에서 배액이 시작되는 것을 확인 할 수 있었다. 배양액으로 완전 포화시킨 슬라브의 TDR 값은 100%를 보인 반면 중량법으로 측정한 유효수분함량(v/v, %)은 90%를 나타내었다. 그러나 증발에 의해 슬라브내의 수분함량이 낮아지면서, 두 측정간의 오차도 줄어들어, 약 60% 이하의 수분함량 조건에서 두 측정방식간의 오차는 5%미만을 보였다. 이러한 결과는 과채류 급액 제어 방식으로 TDR 센서의 이용 가능성을 확인 할 수 있었으며, 급액 시점을 3가지 배지수분조건으로 파프리카를 재배하였을 때 파프리카의 과수, 과중, 식물체의 엽면적 또는 경장과 같은 모든 요인에서 유의적인 차이를 발견 할 수 없었다.

이중확장칼만필터(DEKF)를 기반한 건설장비용 리튬이온전지의 State of Charge(SOC) 및 State of Health(SOH) 추정 (State of Health and State of Charge Estimation of Li-ion Battery for Construction Equipment based on Dual Extended Kalman Filter)

  • 정홍련;김준호;김승우;김종훈;강은진;윤정우
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.16-22
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    • 2024
  • 전기자동차와 신재생에너지에 관한 관심이 높아지면서 건설장비 산업분야에서도 리튬이온 배터리를 접목하려는 요구가 높아지고 있다. 건설중장비는 건설 현장의 다양한 작업으로 인해 전류 용량의 감소가 급속히 진행되기 때문에 SOC(State of Charge) 및 SOH(State of Health) 같은 배터리의 상태를 더욱 정확하게 추정할 필요가 있다. 본 논문에서는 SOC와 SOH를 동시에 추정이 가능한 적응제어 기법 기반 이중확장칼만필터(Dual Extended Kalman Filter, DEKF) 알고리즘을 이용하여 실제 측정데이터와의 오차를 비교하였다. 배터리 충전 상태 예측을 위해 배터리 셀을 완전 충전 후 0.2C-rate조건에서 SOC 5% 간격으로 OCV를 측정하였고, 배터리의 열화를 판단할 수 있는 건전성 지표 확보를 위해 다양한 C-rate(0.2, 0.3, 0.5, 1.0, 1.5C rate) 조건에서 50 Cycle 동안 노화 실험을 수행하였다. DEKF를 이용한 SOC 및 SOH 추정 오차는 C-rate이 커질수록 커지는 경향을 보였으며 특히 SOC 추정결과, 0.2, 0.5 및 1C-rate에서 6%이하로 나타남을 확인하였다. 또한 SOH 추정 결과는 0.2 와 0.3C-rate에서 각각 최대오차 1.0% 및 1.3% 이내로 좋은 성능을 보이는 것으로 확인하였다. 다만, C-rate가 0.5C-rate에서 1.5C-rate으로 증가함에 따라 추정오차도 1.5%에서 2%로 다소 증가하는 것을 확인할 수 있었으나, 모든 C-rate 조건에서 DEKF를 사용한 SOH의 추정 성능은 약 2% 이내인 것으로 나타났다.

서울 일부지역 여자 노인들의 가구유형에 따른 영양소 섭취실태 및 식사의 질 평가 (Comparative analysis of food intake according to the family type of elderly women in Seoul area)

  • 이연주;권민경;백희준;이상선
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제48권3호
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    • pp.277-288
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    • 2015
  • 본 연구는 서울 시내 복지관 두 곳을 방문하여 노인들을 대상으로 신체계측과 설문조사, 24시간회상법을 통한 영양섭취 상태를 조사하고 식사의 질을 평가하였다. 여자노인을 독거노인군 (LA군), 부부노인군 (LS군), 자녀동거 노인군 (LC군)으로 세 가지 가구 유형으로 나누어 조사하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 일반적인 특성에서 여자노인의 나이는 LA군이 75세로 가장 높았고 LS군이 70세로 가장 낮았다 (p < 0.001). WHR에서 LC군이 0.91로 0.89인 LA군과 LS군보다 유의하게 높았다 (p = 0.049). 월수입은 LS군이 185만원으로 가장 높았고 LA군이 67만원으로 가장 낮았다 (p < 0.001). 질병유병률에서는 여자노인 80% 정도가 1가지 이상의 질병을 가지고 있었으며, 심혈관계 질환 유병율이 가장 높았다. 2) 식생활과 생활습관면에서 가구유형별로 흡연, 음주, 운동유무, 영양제 섭취에 대한 유의한 차이는 없었다. 3) 1일 영양소 섭취량에서 열량, 식물성 단백질, 지질, 칼슘, 인, 칼륨, 셀레늄의 섭취량에서 가구 유형별 유의한 차이가 있었으며, 또한 비타민의 섭취량에서는 비타민 D, 비타민 E, 비타민 B군에서 유의한 차이가 있었으며 (p < 0.05), LA군의 섭취량이 LS군 또는 LC군에 비해 영양소의 섭취량이 가장 낮은 것으로 나타났다. 그러나 연령과 월 수입을 보정한 후에는 대부분의 영양소 섭취에 유의한 차이가 나타나지 않았으나, 칼슘, 비타민 D, $B_{12}$, 콜레스테롤의 섭취량은 세 군간에 유의한 차이가 나타났다 (p < 0.05). 영양질적지수(INQ)를 보면 칼슘, 비타민 D, 비타민 $B_2$에서 1 미만의 낮은 값을 나타내었다. 또한 비타민 $B_{12}$의 INQ 값은 연령과 월 수입을 보정한 후에도 세 군간 유의한 차이가 나타났다 (p < 0.05). 4) 에너지 섭취율을 비교한 결과 에너지필요추정량보다 적게 섭취한 대상자가 LA군이 가장 많았다 (p < 0.05). 탄수화물에서는 가구유형별에 따른 유의한 차이는 없었으나 에너지적정비율보다 높게 섭취하는 대상자 분율이 LA군에서 가장 높아서 탄수화물 의존도가 가장 높았다. 지질의 경우 LA군의 50%가 에너지적정비율에 못 미치는 양을 섭취하였고 단백질은 세군 모두 에너지적정비율만큼 섭취하였다. 5) 미량영양소 섭취 상태를 평균필요량과 충분섭취량을 기준으로 비교한 결과, LA군에서 비타민 $B_2$, 나이아신, 비타민 $B_6$, $B_{12}$의 평균필요량과 충분섭취량 미만 섭취 분율이 가장 높았고 LS군에서 가장 낮게 나타났다 (p < 0.05). 6) 여자노인의 1일 식품군별 섭취량을 비교한 결과, 과일류, 생선류, 해조류의 섭취량은 연령과 월 수입을 보정한 후에도 가구 유형별 유의한 차이가 나타났으며 (p < 0.05), 과일류는 LS군에서 해조류는 LA군에서 가장 많이 섭취하는 것으로 조사되었다. 7) 노인들의 식품군 점수를 평가한 KDDS를 살펴보면 여자 노인의 경우 다섯가지 주요 식품군이 모두 포함된 식사 (KDDS = 5)를 하는 대상자는 LS군이 가장 많았고, 3가지 이하의 식품군을 섭취하는 식사 (KDDS = 0~3)를 하는 여자 노인은 LC군과 LA군에서 많았다. (p = 0.048). 노인들의 식품군별 섭취패턴을 보면 우유 및 유제품 군을 부족하게 섭취하는 것으로 나타났다. 본 연구 결과 식품섭취는 가족 구성에 따라 영향을 받는 것으로 조사되었으며, 그러나 월 평균 수입도 여성 노인들의 식품 및 영양섭취에 많은 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 독거노인이 부부노인과 자녀동거 노인에 비해 영양소 섭취율이 낮았고 식품군별 다양성 점수가 낮았다. 영양섭취의 취약계층인 독거노인을 위한 영양교육 및 영양지원을 통해 식습관 개선이 필요하다고 여겨진다.

1960년대 한국단편애니메이션 연구 - 국립영화제작소 문화영화 중 애니메이션에 관하여 (A Study of Korean Short Animation Films in 1960s - On Animation from Culture Movies of the National Film Production Center of Korea)

  • 김종옥
    • 만화애니메이션 연구
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    • 통권40호
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    • pp.1-31
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    • 2015
  • 서구 유럽 및 일본애니메이션에 비해 짧은 역사를 지닌 한국 애니메이션은 1950년대 후반 광고애니메이션과 문화영화의 일환으로 제작된 비상업용 단편애니메이션으로 출발하였다. 1960년대 영화법과 문화정책이 투영된 문화영화 애니메이션은 한국애니메이션의 역사에서 거의 언급되지 않고 있지만, 극장용 장편애니메이션 이전에 제작된 귀중한 문화 창작물이다. 특히 15초 내외의 짧은 CF애니메이션에 비해 4분에서 10분 내외의 단편애니메이션으로 그 당시 한국애니메이션의 수준을 가늠할 수 있는 사료적 가치가 있는 작품들이다. 1960년대에 20여편의 단편애니메이션이 제작 되었으며, 주로 근대화 정책추진과정에서 국민들을 계몽하기 위한 교육 내용을 담고 있다. 국립영화제작소에서 문화영화로 제작된 단편애니메이션은 셀을 활용한 카툰애니메이션 이외에도 페이퍼애니메이션, 퍼핏애니메이션도 제작되었다. 이러한 배경에서 본 논문은 1960년대에 국립영화제작소에서 제작된 단편애니메이션에 주목해보고자 한다. CF 이외에 초기 단편애니메이션의 연구가 거의 없는 상태에서 작품의 발굴과 분석은 의미 있는 일이라 생각하며, 이 창작과정에 참여했던 박영일감독, 한성학감독, 정도빈감독, 신동헌감독, 넬슨신감독 등이 이후 극장용 애니메이션 감독으로 활동하였기에 그 작품에 대한 분석은 한국애니메이션을 이해하는 중요한 기반 연구가 될 것이라고 본다. 논문에서는 국립영화제작소 창설의 시대적 상황 및 1960년대 국립영화제작소에서 창작된 단편애니메이션 중 감독 등 참여인력을 확인할 수 있는 10편의 작품을 중심으로 서사적 의미와 조형적 특징을 연구해보고자 한다. 이를 통해 그간 한국애니메이션역사 연구에서 간과된 비상업적 단편애니메이션에 대한 고찰과 향후 한국애니메이션사에 대한 보다 풍부한 연구가 진행되는 단초를 마련해보고자 한다.

터널 굴진면 전방에 위치한 연약대 폭과 이격거리에 따른 이완영역에 대한 실험적 연구 (Experimental study on the relaxation zone depending on the width and distance of the weak zone existing ahead of tunnel face)

  • 함현수;이상덕
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.855-867
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    • 2018
  • 터널 굴진면 전방에 연약대가 존재할 때에는 종방향 아칭에 의해서 굴진면 직전영역에 응력이 증가되어 터널의 안정성이 영향을 받는다. 따라서 굴진면 전방에 연약대 존재 여부 및 연약대의 특성을 파악하여 이에 대한 대비책을 마련하는 것이 중요하다. 굴진면 전방 연약대의 예측 방법은 물리탐사 및 수치해석적 방법과 터널지보 및 보강방안에 대한 연구는 많이 이루어 졌으나 굴진면 전방 연약대의 폭과 이격거리에 따른 이완영역에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 굴진면 전방에 연약대 존재 시 연약대의 폭과 이격거리에 따른 이완영역에 대하여 실내모형실험을 통해 규명하였다. 모형시험기에 주문진 자연사를 이용하여 함수비 3.8%로 모형 원지반을 조성하였으며 모형 연약대는 모형 원지반과 같은 자연건조 상태의 주문진 자연사를 샌드커튼 방식으로 강사하여 조성하였다 연약대 폭과 굴진면과 연약대 간 이격거리를 변화시키며 실험을 수행하였다. 모형시험기는 상하반단면 굴착이 구현 가능하도록 제작하였으며, 토조 바닥에 로드셀을 설치하고 지표에 변위계를 설치하여 터널굴착에 따른 연직응력 및 지표변위를 측정하였다. 지표침하는 연약대의 폭에 상관없이 굴진면과의 이격거리가 0.25D 이내에서 급격히 증가하였고, 수직응력 및 수평응력 또한 이격거리가 0.5D 이내에서부터 증가하는 경향이 나타났다. 실험결과 종방향 아칭의 영향은 터널 전방 1.0D 영역 내부터 형성된다고 판단된다.

초임계이산화탄소-물-골재 반응을 이용한 폐모르타르와 순환골재의 중성화 처리 (The Neutralization Treatment of Waste Mortar and Recycled Aggregate by Using the scCO2-Water-Aggregate Reaction)

  • 김태형;이진균;정철우;김지현;이민희;김선옥
    • 자원환경지질
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    • 제51권4호
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    • pp.359-370
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    • 2018
  • 기존 연구에서 초임계$CO_2$($scCO_2$)-물-순활골재 반응을 이용한 폐콘크리트 순환골재의 중성화(pH 저감) 처리에서 가장 문제시되었던 오랜 처리시간의 한계(최대 50일)를 최소 3시간까지 단축하는 배치실험과 칼럼실험을 수행하였다. 모르타르(골재를 포함하지 않은 시멘트+모래 혼합체)와 모르타르에 골재를 포함하는 2 종류의 순환골재를 실험에 사용하였다. 입자 크기별로 분류한 세 종류의 폐모르타르 시료에 대하여 $scCO_2$-물-폐모르타르 반응 시간을 1시간부터 24시간까지 다하게 설정하여 반응시킨 후, 폐모르타르의 pH가 지속적으로 9.8 이하로 낮게 유지되는 최소 반응시간을 결정하는 용출 배치실험을 실시하였다. 실제 현장에서 다량의 순환골재를 중성화 처리하는 경우 비평형상태에서 용출이 발생하는데, 이러한 kinetic 효과를 고려한 순환골재의 실제 pH 저감 효율을 측정하고자 대형 칼럼 연속 용출 실험을 실시하였다. 배치실험의 경우, 고압셀 내부에서 3차 증류수 70 mL와 순환골재 시료 35 g을 혼합한 후 100 bar, $50^{\circ}C$ 조건에서 1시간 ~ 24시간 동안 반응시켜 중성화 처리하였다. 처리 후 건조시킨 폐모르타르 시료 10 g + 증류수 50 ml의 비율(1:5 비율)로 혼합하여 10분 동안 150 rpm으로 교반한 후 정치시키고, 총 15일 동안 용출시간 별로 용출수의 pH를 측정하였다. 중성화 처리 후 순환골재의 광물학적 변화를 확인하기 위하여 처리 전/후 XRD, TG/DTA 등의 분석을 실시하였다. 대형 칼럼(직경 16 cm, 높이 1 m) 용출실험을 위해 순환골재 2 종류를 대상으로 3시간 동안 중성화 처리한 순환골재와 처리하지 않은 순환골재로 칼럼을 충진한 후, 증류수를 칼럼 상부에 설치된 스프링클러를 통하여 일정하게 총 220 L를 주입하였다. 칼럼에 충진된 순환골재를 통과하여 하부로부터 유출되는 유출수의 pH와 $Ca^{2+}$ 농도를 시간별로 측정하였다. 배치실험 결과 폐모르타르 시료(직경 10 ~ 13 mm)의 경우 3시간의 중성화 처리에 의해 용출액의 pH가 법적 허용기준인 9.8이하를 유지하는 것으로 나타났다. $scCO_2$ 반응 후 골재의 XRD, TG/DTA 분석 결과, 중성화 처리에 의해 시멘트 모르타르의 주성분인 포틀랜다이트($Ca(OH)_2$) 성분이 감소한 반면 방해석($CaCO_3$)이 2차 광물로 생성됨을 알 수 있었다. 칼럼 실험 결과 중성화 처리한 순환골재의 용출수는 kinetic 효과를 고려한 경우에도 굵은골재와 잔골재 모두 용출수의 pH가 9.8 이하로 유지되어, $scCO_2$를 이용한 순환골재의 3시간 중성화 처리에 의해 건설현장에서 재활용이 가능한 것으로 밝혀졌다.

포화지층내 저비중 비수용성 유기용매의 용해제거를 위한 계면활성제법의 최적 조작인자 도출 (Optimizing Surfactant-Enhanced Solubilzation of LNAPL from Soil in Saturated Zone)

  • 이재원;박규홍;박준범
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.153-164
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    • 1999
  • 계면활성제 수용액에서의 BTEX의 용해도에 대해 첨가제를 포함 또는 불포함한 상태로 평가하였다. 시험대상이 된 음이온성 계면활성제는 SDS이고, 비이온성 계면활성제로는 NEODOL(equation omitted) 25-3과 $SOFTANOL\circledR-90$이 사용되었다. MSR Test에 있어 계면활성제의 HLB수와 BTEX의 1몰당 부피 및 극성에 의한 마이셀/물의 분배 계수와 관련된 영향이 평가되었고 CMC Test등이 진행되었다. 이와 같은 실험을 통하여 ethyl alcohol, hydrotrope, 전해질 용액등의 첨가물질에 의한 최적 염도 조절 및 최적 전해질 조절 등을 통하여 오염물의 용해능 향상을 위한 최적 조작인자의 도출을 꾀하였다. 용해능에 있어 가장 효과적인 것은 $SOFTANOL\circledR-90$으로 나타났는데 이는 $SOFTANOL\circledR-90$의 HLB 수(13.6)가 BTEX의 HLB 수(11.4-12.2)와 유사하기 때문이며, 이는 본 연구에서 실험적으로 검증되었다. $SOFTANOL\circledR-90$에 ethyl alcohol을 첨가할 경우 CMC를 저하시키고 용해도를 향상시켜 시험된 첨가제 중 가장 탁월하였다. 특히 3%의 ethyl alcohol을 첨가하였을 경우 가장 우수한 것으로 나타났다. 실험 결과 계면활성제 수용액에 의한 BTEX의 용해는 CMC 라는 임계농도 이상에서 시작되었고 계면활성제의 농도에 따라 비례적으로 증가하는 양상을 보였다. 계면활성제 수용액에서 micelle phase와 aqueous phase사이에서 BTEX의 분배는 분배계수 $K_m$에 의하여 특성지워진다. 100mM SDS와 117mM $SOFTANOL\circledR-90$의 Log $K_m$은 각각 2.95-3.76, 2.95-3.49의 값을 나타내었다. 또한 SDS와 $SOFTANOL\circledR-90$의 경우 Log $K_m과\; Log\; K_{ow}$는 선형적인 관계를 보였다. 계면활성제 용액에서 BTEX의 분배 개념은 지반내 포집되어 있는 소수성 유기 오염물의 제거를 통한 지반복원과 효율성 평가에 중요한 역할을 할 것이다.

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