• 제목/요약/키워드: 확산계수(擴散係數)

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혼화재 종류 및 치환율이 콘크리트의 내염성능 향상에 미치는 영향에 관한 연구 (Effect of the Kinds and Replacement Ratios of Mineral Admixtures on the Development of Concrete Resistance against the Penetration of Chloride Ions)

  • 김영진;이상수;김동석;유재강
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.319-326
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    • 2004
  • 본 연구는 콘크리트의 시공성 및 역학적 특성을 향상시키기 위하여 사용되는 혼화재료(플라이애쉬, 고로슬래그미분말, 실리카퓸 및 메타카올린)를 해양환경에 노출되는 콘크리트에 적용할 경우, 혼화재료가 콘크리트의 내염성능 향상에 미치는 영향을 검토하기 위하여 비교적 단기간에 평가할 수 있는 전기적 촉진시험방법을 사용하여 혼화재 종류 및 치환율, 물-결합재비, 재령에 따른 염화물 확산계수를 비교$\cdot$평가하였다. 혼화재 종류 및 치환율에 따른 염화물 확산계수 평가결과 물-결합재비 수준에 따라 성능의 차이는 있지만 각 혼화재별로 염화물 침투저항성이 우수한 치환율 수준이 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 염화물확산계수는 물-결합재비 수준에 따른 영향과 더불어 적정의 치환율을 적용한 혼화재의 사용에 의해서도 현저하게 저감시킬 수 있는 것으로 나타났으며, 시간의 경과와 함께 염화물 확산계수도 감소되는 시간의존적인 특성은 혼화재 종류 및 치환율에 의해 영향을 받는 것으로 사료된다. 압축강도와 염화물 확산계수는 반비례의 관계를 보이고 있으며, 본 연구의 범위에서 보면 50MPa 이하영역에서는 염화물 확산계수는 압축강도 발현특성과 더불어 혼화재 사용 및 치환율에 따른 영향도 크게 나타나고 있어, 향후 염해 환경하에서 내구성을 고려한 구조물 설계시 보다 정확한 내구성능 평가를 위해서는 압축강도 발현특성 검토와 더불어 염화물 확산계수의 평가가 이루어져야 할 것으로 사료된다.

콘크리트내의 이중구조와 시간의존성을 고려한 염화물 해석기법의 개발 (Analysis Technique for Chloride Penetration using Double-layer and Time-Dependent Chloride Diffusion in Concrete)

  • 문진만;김진영;김영준;오경석;권성준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.83-91
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    • 2015
  • 콘크리트 표면의 상태에 따라 염화물은 증가 또는 감소하게 되며 이는 철근부식 및 내구수명에 매우 중요한 인자가 된다. 콘크리트의 내구성 저하를 방지하기 위해 표면함침과 같이 많은 표면강화 기술이 개발되었으나 이중 콘크리트 구조와 확산계수의 시간의존성을 고려한 염화물 해석방법은 매우 제한적이다. 본 논문에서는 표면 강화된 이중구조 콘크리트에 대해 시간의존성 확산계수를 도입하여 염화물 해석기법을 제안하였으며, 역해석을 통하여 기존의 실험결과와 비교하였다. 2년간 비말대, 해수중, 조석대 상태에 노출된 표면 함침된 콘크리트 시편에 대해 표면염화물량과 확산계수를 도출하고 Life-365에서 제안한 확산계수 식과 비교 분석하였다. 시간의존성을 고려한 결과 비말대 시편의 오차는 0.28에서 0.20 수준으로, 조석대 시편은 0.29에서 0.11 수준으로, 해수중에서는 0.54에서 0.40 수준으로 오차가 감소함을 알 수 있었다. 또한 Life365에서 사용되는 확산계수식을 사용할 경우, 과다한 확산계수로 인해 상대오차가 커지고 높은 침투깊이(e)와 낮은 확산계수비($D_1/D_2$)를 필요로 함을 알 수 있다.

저수지 홍수유입량 산정을 위한 확산-유추 지형학적 순간단위도 모형의 최적매개변수 추정 (Optimal Parameters Estimation of Diffusion Analogy-GIUH Model for Estimation of Reservoir Flood Inflow)

  • 최용준;김주철;이기하;정관수
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.1322-1326
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    • 2010
  • 확산-유추 지형학적 순간단위도는 통계물리적인 모형으로 이론적 물리적으로 뛰어난 모형임에도 불구하고 유역의 동적 매개변수인 특성유속과 확산계수의 산정이 어려워 실제적인 사용이 제한되어 왔다. 이러한 난제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 금강수계의 보청천 산성유역을 대상으로 전역최적화 기법인 SCE-UA를 이용하여 확산-유추 지형학적 순간단위도 모형의 동적 매개변수 산정하였으며, 모형의 재현성을 3개의 수문사상을 이용하여 검토하였다. 매개변수의 최적화 결과 차수 단계별 특성유속 및 확산계수의 증감은 변동을 보이지만, 전체적인 경향성은 특성유속의 경우 하천차수가 커질수록, 즉 하류방향에 대해 증가 경향을 나타내며, 반대로 확산계수는 감소되는 경향을 나타냈다. 본 연구에서 적용한 최적화 방법에 향후 지체시간, 분산 및 왜곡도 등의 통계적인 제약조건과 동적 매개변수의 공간적 변화 등의 물리적인 의미를 갖는 제약조건 등이 결합된다면 좀 더 발전된 모형으로 개선될 수 있을 것으로 판단된다.

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Bass 확산 모형 계수의 추정치에 대한 민감도 분석 (Sensitivity analysis of the parameter estimates in the Bass Diffusion Model)

  • 홍정식;김영재;안재경;김태구
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 한국경영과학회 2006년도 추계학술대회
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    • pp.413-416
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    • 2006
  • 신제품이나 서비스의 수요 예측을 Bass 확산 모형을 토대로 수행할 때의 가장 큰 문제점은모형의 파라미터 추정에 필요한 데이터가 충분치 않다는 것이다. 따라서 Bass 확산 모형의 핵심적인 두 파라미터인 혁신 계수(p)와 모방 계수(q)의 추정을 시도할 때, 어느 정도의 데이터 개수가 요구되는 지를 파악하는 것은 매우 현실적인 중요성을 갖는 문제이다. 이제까지의 연구는 주로 기존의 판매 데이터를 토대로 Bass 모형의 파라미터를 추정할 때, 생기는 다양한 문제점 파악에 집중되었다. 시뮬레이션의 경우는 Bass 모형에 랜덤 오차를 추가하여 실시하였다. 이 경우 데이터 개수가 계수추정에 미치는 영향은 도출되나 각 계수별 민감도 분석이 제대로 이루어지지 못하는 한계를 가지고 있다, 따라서 본 논문에서는 시뮬레이션에서 예측치를 발생시킬 때 랜덤 오차 대신, 혁신 계수와 확산 계수의 변동을 주는 방법을 도입한다. 결과는 다음과 같다. 첫째, p 변동보다는 q 변동이 예측치의 오차에 대해 보다 중요하다. 둘째, 오차가 잠재수요의 30%이하로 떨어지기 위해서는 수요가 최대로 도달하는 시점이 $t^*$ 일 경우, $t^*\;+1$까지 데이터가 요구된다.

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결정론 및 확률론적 방법에 따라 시간의존성 염화물 확산계수 및 외부 영향인자가 내구수명에 미치는 영향 (Effect of Time-dependent Diffusion and Exterior Conditions on Service Life Considering Deterministic and Probabilistic Method)

  • 권성준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.65-72
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    • 2016
  • 염해에 콘크리트 구조물의 내구수명 평가는 매우 중요한데, 결정론적 방법 및 확률론적 방법에서 평가된 결과는 큰 차이를 보이고 있다. 본 연구에서는 시간의존형 확산계수와 고정 확산계수를 고려하여 내구수명을 모사하였다. 기본확산계수, 콘크리트 피복두께, 표면염화물량을 3조건으로 분류하여 각 평가방법에 따라 변화하는 내구적 파괴확률과 내구수명을 평가하였다. 시간의존형 확산계수의 도입을 통하여 두 방법 간의 차이를 감소시킬 수 있었으며, 합리적인 해석결과를 유도할 수 있었다. 염화물 확산계수가 $2.5{\times}10^{-12}m^2/sec$에서 $7.5{\times}10^{-12}m^2/sec$으로 증가할 때 내구수명은 25.5~35.6%수준으로 감소하였으며, 피복두께가 75 mm에서 125 mm로 증가할 경우, 267~311%로 내구수명은 증가하였다. 또한 표면염화물량이 $5.0kg/m^3$에서 $15.0kg/m^3$으로 변화할 때, 내구수명은 40.9~54.5% 수준으로 감소하였다. 피복두께의 변화에 따른 내구수명의 변화는 기본확산계수 및 표면염화물에 비하여 8~10배정도 크게 평가되었으며 내구수명 확보를 위한 중요한 인자임을 알 수 있다.

유리전이온도이하에서의 Polyimide/N-Methyl-2-Pyrrolidone계의 확산계수 (Diffusion Coefficients of Polyimide/N-Methyl-2-Pyrrolidone Systems below Glass Transition Temperature)

  • 박광승;김덕준
    • 폴리머
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    • 제24권2호
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    • pp.194-200
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    • 2000
  • 폴리이미드/N-methyl-2-pyrrolidone(NMP)계에서 의 상호확산계수를 Vrentas-Duda의 hole free volume 이론을 이용하여 나타내었다. NMP와 폴리이미드의 기초 물성과 그룹기여이론을 이용하여 상호확산계수식 내의 여러 자유부피인자들을 결정할 수 있었으며 폴리이미드가 NMP에 팽윤되는 거동을 실험으로 측정함으로써 지수전확산계수인 D$_{0}$를 구할 수 있었다. 결정된 확산계수식을 이용한 이론적 팽윤거동이 온도에 따른 폴리이미드/NMP 계의 실험적 거동을 잘 묘사함을 알 수 있었다.다.

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비말 지역에 노출된 FA 콘크리트의 균열을 고려한 겉보기 염화물 확산계수 및 표면 염화물량 평가 (Evaluation of Apparent Chloride Diffusion Coefficient and Surface Chloride Contents of FA concrete Exposed Splash zone Considering Crack Width)

  • 윤용식;권성준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권6호
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    • pp.18-25
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    • 2019
  • 콘크리트는 인장력에 취약한 재료적 특징을 갖기 때문에 콘크리트 구조물의 사용기간 중에 발생하는 균열은 내구성능 평가 시 필히 고려되어야 한다. 본 연구에서는 두 수준의 강도를 고려한 플라이애시 콘크리트를 배합하여 옥외 폭로 시험을 실시하였다. 노출 환경은 비말 조건으로 설정하였으며, 균열 폭이 콘크리트의 염화물 확산 거동에 미치는 영향을 평가하고자 각 배합의 시편에 0.1 mm 간격으로 최대 1.0 mm 까지의 균열 폭을 야기하였다. 그 후 3가지 수준의 노출기간(180일, 365일, 730일)을 고려하여 겉보기 염화물 확산계수 및 표면 염화물량을 산출하였다. 균열 폭의 증가에 따라 두 배합 모두 확산계수가 증가하였으며, 노출기간이 증가함에 따라 확산계수는 감소하였다. 또한 노출 기간이 증가함에 따라 균열 폭이 확산계수에 미치는 영향이 감소하였는데, 이는 염소 이온 기반 수화물이 콘크리트의 확산성을 저감시키기 때문으로 사료된다. 표면 염화물량 거동은 겉보기 염화물 확산계수 거동 대비 균열 폭의 증가에 따른 뚜렷한 변화 거동이 발생하지 않았으며, 고강도 배합에서 보통 강도 배합 대비 78.9 % ~ 90.7 %의 표면 염화물량을 나타내어 강도와의 상관관계를 갖는 것으로 판단된다.

인장 및 압축영역에서 콜드조인트 콘크리트의 염화물 확산계수 평가 (Evaluation of Chloride Diffusion Coefficients in Cold Joint Concrete Considering Tensile and Compressive Regions)

  • 문진만;권성준
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제28권4호
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    • pp.481-488
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    • 2016
  • 콘크리트는 공용기간동안 구조물 자체의 자중 및 이동 하중에 따른 응력을 받게 되며, 이러한 응력은 구조적인 거동뿐 아니라 내구적인 거동에도 영향을 준다. 대단위 콘크리트 부재의 시공은 시공이음을 요구하는데, 면처리 불량 또는 이어치기의 지연에 의해 콜드조인트가 발생하게 된다. 이러한 콜드조인트는 전단력에 취약할 뿐 아니라 염화물 확산성에도 영향을 미친다. 본 연구에서는 응력조건과 콜드조인트가 콘크리트의 염화물 확산에 미치는 영향을 정량적으로 평가하였다. 콜드조인트를 가진 콘크리트는 인장하중 수준이 30%에서 60%로 커질 때, 확산계수는 꾸준하게 증가하여 건전부와 큰 차이를 보이지 않았다. 그러나 압축부에서는 하중재하 30% 수준부터 콜드조인트 콘크리트에서 염화물 확산계수가 크게 증가하여 확산계수가 170% 이상 증가하였다. 이러한 특성은 압축하중을 받는 건전부 콘크리트와 큰 차이가 있으므로 이음부를 가지는 콘크리트의 내구성 설계에 주의가 필요하다.

균열 아크릴 시편의 기체 확산계수와 균열폭의 관계 (Relationship between Crack Width and Gas Diffusion Coefficient of Cracked Acrylic Specimens)

  • 이도근;임민혁;신경준
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.245-251
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    • 2018
  • 최근 구조물의 유지관리의 중요성이 부각되면서 자기치유 콘크리트 기술 분야의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이에 반해서 자기치유 성능을 평가하기 위한 척도는 부족한 실정이다. 균열폭을 측정하기 위한 방법으로 시각적인 방법이 1차적으로 사용되고 있으나 시편 내부의 균열폭을 관찰하기가 어려우며, 비균질한 균열특성으로 인해 표면에 대한 국부적인 측정만 할 수 있는 단점이 있다. 균열에 대한 간접적인 평가 방법으로 투수실험이 널리 활용되고 있지만 물의 점성으로 인한 문제가 있으며, 또한 실험 중 시편내부 물질의 용출될 가능성이 존재한다. 본 연구에서는 기체확산 특성을 활용한 균열폭 평가 방법을 제안하고자 하였다. 아크릴로 이상화된 직선균열을 제작하여 균열폭, 두께에 따른 시편의 확산계수를 분석하였다. 실험결과를 통하여 균열폭과 확산계수는 선형관계에 있음을 보였고, 두께와 확산계수는 역수의 관계에 있음을 증명하였다.

수심적분 2차원 유사이동모형에 관계된 인자들의 민감도분석에 관한 연구 (Sensitivity Analysis of Parameters in a Depth Averaged Two-Dimensional Sediment Transport Model)

  • 서상원;윤병만
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제31권1호
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    • pp.115-120
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    • 1998
  • 본 논문에서는 수심적분 2차원 모형을 하나 소개하고, 이 모형이 가질 수 있는 오차의 한계를 민감도분석을 통해 제시하였다. 민감도 분석 결과, Manning 조도계수, 혼합계수, 침강속도, 한계전단력 등이 부유사농도에 대해 모형에 미치는 영향은 매우 크게 나타났으며, 조위와 확산계수의 영향은 거의 없는 것으로 나타났다.

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