전기화학적 염소 추출법에 의해 염분이 함유된 시멘트 모르터내의 철근의 방식효과를 고찰하였다 초기에 혼입된 염 중 약 $43\%$가 Friedel 염 형태로 시멘트 모르터내에 고정되었으며, 전기화학적 염소추출법에 의해 가용성 염소이온의 추출이 가능하였다. Fick's 2nd law에 의해 시간 및 거리에 따른 농도 profile의 예측이 가능하였으며, 이는 실제값에 근접하였다. 전기화학적 염소추출법 수행 후 부식전위는 양의 방향으로 상승하였으며, 교류 임피던스결과 부식이 억제됨을 알 수 있었다.
본 연구에서는 수냉식 발전기 고정자 권선의 건전성 예지 방법에 대해 연구하였다. 권선의 데이터를 흡습 데이터와 정상 데이터로 분류 하였으며 각각의 데이터 군을 다른 방법으로 예측 하였다. 흡습 데이터를 예측하기 위해 픽의 제 2 법칙(Fick's second law)를 이용하여 건전성 감소 모델링을 하였고 픽의 제 2법칙의 해를 이용하여 흡습 모델식을 만들었다. 정상 데이터는 데이터의 분포가 정규분포를 따른다는 가설을 세운 후 카이제곱 검정을 통해 이를 입증하였다. 예측된 흡습 데이터와 정상 데이터를 이용하여 건전성 인자인 방향성 마할라노비스 거리(Directional mahalanobis distance; DMD)의 예측값을 산출하였고 흡습 권선의 고장 예상시점을 계산했다.
콘크리트는 경제적이며 고내구성 건설재료이지만, 염해에 노출된 경우 매립된 철근의 부식으로 인해 내구성에 대한 문제가 발생한다. 최근 들어 동절기에 제설제가 많이 사용되고 있는데, 제설제의 사용은 콘크리트 표면에 미세균열과 박리를 증가시키고 용해된 제설제는 매립된 철근의 부식을 야기한다. 기존의 염화물 지배방정식인 Fick's 2nd Law의 해석기법은 표면이 열화된 콘크리트의 염해특성을 평가하지 못하므로 이에 대한 고려가 필요하다. 본 연구에서는 콘크리트 다층구조 확산 모델과 시간의존성 염화물 확산을 이용하여 제설제에 노출된 콘크리트의 염화물 해석기법을 제안하였다. 이를 위해 18년 경과된 콘크리트 도로교의 염해실태를 분석하였으며, 역해석을 통하여 표면열화깊이 및 열화된 콘크리트 층의 증가된 염화물 확산성을 평가하였다. 제안된 기법은 30MPa 콘크리트에서 12.5~15.0mm 열화깊이와 2배 증가된 열화층의 염화물 확산성을 나타내었다. 본 해석기법은 표면열화 및 표면 강화 등 2개의 다른 확산성을 가진 콘크리트의 염화물 거동을 평가하는데 효과적으로 적용될 수 있다.
홍옥(紅玉)을 시료(試料)로 하여 건조조건(乾燥條件)을 다르게하여 건조특성(乾燥特性), 수분이동현상(水分移動現像), 건조중(乾燥中) 시료온도(試料溫度) 및 내부수분(內部水分)의 분포(分布)를 조사하였다. 사과의 수분확산계수(水分擴散係數)는 $1.1470{\sim}2.2148{\times}10^{-5}cm^2/sec$, 확산활성화(擴散活性化)에너지는 6.6 kcal/g mole 이었으며 Fick's law에서 아래의 식을 유도할 수 있었다. $${\In}\;{\Delta}t=In\;{\Delta}to-{\frac{D{\pi}^2{\theta}}{4d^2}}$$ 건조중(乾燥中) 내부수분분포(內部水分分布)의 이론치(理論値)와 실측치(實測値)는 거의 일치하였다.
콘크리트 구조물은 경제적이고 내구적인 구조물이지만 철근부식에 따라 성능이 내구적, 구조적 저하하게 된다. 최근들어 내구성설계가 도입되고 있는데, 콘크리트 구조물의 내구수명은 해수에 같이 노출되더라도, 국부적인 노출환경과 설계방법에 따라 다르게 평가된다. 본 연구는 3.5년~4.5년 해수에 노출된 4개의 RC 교각을 대상으로 실태조사를 수행하여 25개의 콘크리트 코어를 채취하였으며, 전염화물을 평가하여 표면염화물량 및 겉보기 확산계수를 도출하였다. Fick's $2^{nd}$ Law를 기본으로 한 결정론적 방법과 임계확률을 고려한 확률론적인 방법을 수행하여 내구수명을 각각 평가하고 분석하였다. 확률론적인 방법은 보수적으로 평가되었으며, 같은 구조물이라 하더라도 간만대 및 40.0 m 이상의 비말대에서는 비교적 낮은 내구수명이 평가되었다. 본 연구에서는 코어채취높이에 따른 염화물 거동 분석과 내구성 설계방법의 현시점에서의 한계성이 분석되었다.
최근 건조 및 탈수공정으로 사용되고 있는 침지(soaking)에 의한 방법인 DIS 공정(dewatering and impregnation soaking process)은 상온에서 침지용액에 식품시료를 담금으로서 시료내의 수분이 탈수되는 현상을 이용한 공정으로서 이 때 용액 속의 용질들이 시료 속의 세포 내로 침투하는 확산현상도 동시에 발생한다. 따라서 영양분의 손실과 관능적 품질저하를 억제할 수 있으며, 건조시의 에너지를 절감하는 등의 특성을 갖는다. DIS 공정에서는 용질의 크기에 따라 원형질막 분리현상과 세포벽 붕괴현상이 발생하며, 시료의 조직상태와 운전조건에 의하여 그 탈수 정도는 차이가 나타난다. DIS 공정을 제어하기 위한 모형화는 주로 비정상상태에서의 Fick의 법칙과 물질수지를 기초로 한 여러 가지 모델들이 제안되어 등온상태에서 시간에 따른 탈수량과 용질 침투량을 정확히 예측하고자 하고 있다.
확산에 관한 Fick 법칙 및 연속법칙을 사용하여 액체(눈물)-콘택트 렌즈-눈물 층을 통하여 각막으로 유입되는 산소 flux 및 각막 표면의 산소 분압을 계산할 수 있는 일련(一連)의 방정식을 세우고 이들 식에 의거하여 피팅에 따른 눈물 층의 두께, 콘택트 렌즈의 Dk 및 두께 변화가 각막에 유입되는 산소 flux에 어떠한 영향을 미치는가를 예측하였다. 본 모델을 사용하여 적절한 피팅 조건에 부합하고 또한 각막 표면의 산소 분압이 보장되는 콘택트 렌즈의 Dk 및 두께를 결정할 수 있다. 대단히 높은 Dk값을 지닌 콘택트 렌즈라도 너무 flat 또는 tight하게 피팅된 경우 콘택트 렌즈의 주변부와 각막 사이 눈물 층의 간격이 커짐으로 인하여 각막 주변부에 도달하는 산소 flux 및 각막 주변부 표면의 산소 분압이 급격히 감소하게 될 수 있다.
노후화된 구조물의 경우 준공 후 시간이 지나 구조물의 정보가 유실되는 경우가 많으며, 시공관련 자료에 대한 정보 부족으로 인해 구조물의 잔존수명을 예측하는데 큰 어려움이 있다. 본 연구에서는 현장에서 채취한 코어 시험체를 기반으로 각종 현장 및 실내시험법을 통한 내구성을 평가하고 이를 토대로 FEM 해석기법을 활용하여 콘크리트 구조물의 내구수명을 예측하였다. 그 결과, 중성화 속도계수는 $5.38E-6(cm^2/day)$로 매우 진행 속도가 낮은 것으로 나타났으며, 탄산화 및 염해에 의한 복합열화의 발생 가능성은 매우 낮은 것으로 확인되었다
A significant fraction of nutrients, such as nitrogen and phosphorus released from sediment are utilized by primary production in the shallow water of coast and lake. The purpose of this study is to introduce the mechanism of nutrients release from sediment and to introduce the methods of the measurement of nutrient released from sediment. One approach is to calculate nutrients released from sediment by a concentration gradient between sediment pore waters and overlying water based on the Fick's law. The other approaches of measurement are the undisturbed sediment core experiments and measurement of nutrient released from sediment by the in situ chamber equipment.
용매추출법에 의한 정어리 백색육중의 지질을 hexane으로 추출하여 추출속도 이론과의 연관성을 구명하고 또한 추출속도에 미치는 인자중 온도 및 수분함량의 영향을 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 정어리 지질의 추출은 초기와 후기로 나누어지며 율속단계인 후기에서의 확산계수를 구하기 위하여 Fick의 비정상 상태 확산이론을 적용시키는 것은 가능하다. 2. $30^{\circ}C,\;45^{\circ}C,\;60^{\circ}C$의 추출온도에서 이론과의 연관성이 가장 좋았던 것은 $30^{\circ}C$의 경우였으며 $45^{\circ}C,\;60^{\circ}C$의 경우에서는 이론보다 빠르게 진행되었으나 오차의 범위내에 있었다. 3. 추출속도의 온도의존성은 추출곡선의 기울기 (K)에 대하여 절대온도(T)의 11승에 비례하여 증가하였다. 4. 수분함량이 추출속도에 미치는 영향은 $32.42\%$에서 적을수록 추출속도는 빨랐으며. 추출곡선의 기울기(K)는 수분함량 $1\%$의 감소에 대략 $0.53{\times}10^{-6}cm^2/sec$씩 증가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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