• 대한기계학회논문집B
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• 제35권5호
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• pp.487-490
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• 2011

본 논문은 동결과 융해가 고분자 전해질 연료전지 내의 기체확산층에 미치는 영향에 대해 X-선 단층 촬영법을 이용하여 수행한 실험적 연구이다. 고분자 전해질 연료전지는 외부 온도가 0 도 이하가 되면 내부의 물이 동결되며, 외부 온도가 0 도 이상으로 상승하면 다시 녹는 과정을 겪게 된다. 이 과정은 연료전지의 내부 구조에 변형을 야기하고 이로 인해 연료전지의 전력과 수명의 감소를 야기하게 된다. 기체확산층은 연료전지 내부에서 가장 두꺼운 다공성층이며, 이로 인해 가장 많은 변형이 발생된다. 본 연구에서는 포항 방사광 가속기의 X-선 단층 촬영법을 이용하여 물의 동결과 융해 과정이 기체확산층의 내부 구조에 미치는 변화를 관찰하였다. 이 기체확산층의 구조 변화가 고분자 전해질 연료전지의 전력 생산과 수명에 미치는 영향에 관해 논의하였다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제16권2호
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• pp.571-578
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• 2015

Prostate cancer is the most common cancer in men. In this study, we investigated immune responses of cytotoxic T lymphocytes (CTLs) against TRAMP-C2 prostate cancer cells after activation by dendritic cells (DCs) loaded with TRAMP-C2 freeze-thaw antigen and/or PEP-3 peptide in vitro. Bone marrow-derived DC from the bone marrow of the C57BL/6 were induced to mature by using the cytokine of rhGM-CSF and rhIL-4, and loaded with either the freeze-thaw antigen or PEP-3 peptide or both of them. Maturation of DCs was detected by flow cytometry. The killing efficiency of the CTLs on TRAMP-C2 cells were detected by flow cytometry, CCK8, colony formation, transwell migration, and wound-healing assay. The levels of the IFN-${\gamma}$, TNF-${\beta}$ and IL-12 were measured by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Compared with the unloaded DCs, the loaded DCs had significantly increased expression of several phenotypes related to DC maturation. CTLs activated by DCs loaded with freeze-thaw antigen and PEP-3 peptide had more evident cytotoxicity against TRAMP-C2 cells in vitro. The secretion levels of IFN-${\gamma}$, TNF-${\beta}$ and IL-12, secreted by DCs loaded with antigen and PEP-3 and interaction with T cells, were higher than in the other groups. Our results suggest that the CTLs activated by DCs loaded with TRAMP-C2 freeze-thaw antigen and PEP-3 peptide exert a remarkable killing efficiency against TRAMP-C2 cells in vitro.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.309-316
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• 2009

The effect of gas diffusion layers (GDLs) on the freeze/thaw condition durability in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) were investigated. For this purpose, three kinds of GDLs, such as, felt, paper and cloth types with different basic properties have been first prepared, then the changes in the properties and performance of cells was observed during the freeze/thaw cycles ranging from -30 to $70^{\circ}C$. The performance evaluations were conducted by using the single cells consisting of different GDLs. The performance degradation and the cell resistance increase could be directly correlated. The physical destruction of electrode was shown by SEM analysis. The mechanically supporting ability on the interface between the cell components can help enhancing the durability of PEFCs in the freeze/thaw condition.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.107-115
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• 2011

본 연구는 부착재료의 변화 및 동결융해에 따른 FRP-콘크리트구조물 경계면의 거동을 조사하였다. 실험 시 고려된 연구변수로는 부착경계면의 부착강도, 경계면 유효부착길이 등을 조사하였다. 경계면 부착재료에 따른 거동변화 실험체의 경우 FRP-구조물 부착경계면에 사용되는 에폭시의 종류를 각각 3가지로 분류하며 FRP-콘크리트간 다양한 부착길이를 고려하여 시편을 제작하였으며 동결융해에 따른 경계면 거동조사의 경우 0 cycle에서 300cycle까지 계속적으로 증가되는 주기에 대하여 실험체들을 제작, 장기거동 부착실험을 수행하였다. 본 실험결과, 적용 부착재료의 종류에 따라 최대 유효부착길이는 5~7% 차이가 있었으며 동결융해 주기증가에 따른 최대부착하중 및 유효부착길이의 경우 초기에 나타난 급격한 거동변화 이후 상대적으로 불규칙한 변화를 장기적으로 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.23-30
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• 2011

이 연구는 콘크리트의 내구성 저하요인인 해수침식 및 동결융해 반복작용을 받은 콘크리트의 성능저하 정도를 실험적으로 고찰하기 위하여 포틀랜드 및 혼합시멘트를 사용하여 콘크리트 공시체를 제조한 후 상대동탄성계수, 압축강도 변화 및 기기분석을 통하여 성능저하 원인을 구명하였다. 동결융해 520싸이클까지의 결과 보통포틀랜드 및 저열포틀랜드시멘트는 75% 이상의 상대동탄성계수와 압축강도가 내황산염포틀랜드시멘트 약 44%의 값을 나타내어 상대적으로 낮은 저항성을 나타내었으며, 고로슬래그미분말을 50% 대체하여 사용한 콘크리트가 혼합시멘트계 콘크리트 중 가장 우수한 동결융해 저항성을 나타내었다. 혼합시멘트계 콘크리트의 해수침식 유 무에 따라 비교한 결과, 고로슬래그미분말 콘크리트의 잠재수경성 촉진으로 동결융해 저항성이 우수하였으나, 실리카퓸을 혼합한 콘크리트는 해수침식에 의한 성능저하가 발생하여 동결융해 저항성이 낮아지는 경향을 나타내었고, 해수침식 및 동결융해 작용을 받은 보통포틀랜드 콘크리트는 동결융해 작용에 의한 쏘마싸이트 피크와 해수침식에 의한 석고 및 프리델 염분 피크가 주로 검출되고, 고로슬래그미분말을 혼합한 콘크리트는 해수침식의 유 무에 상관없이 좋은 결과를 나타내었다.

• Computers and Concrete
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• 제30권2호
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• pp.99-111
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• 2022

In this study, deep learning and k-Nearest Neighbor (kNN) models were used to estimate the sorptivity and freeze-thaw resistance of self-compacting mortars (SCMs) having binary and ternary blends of mineral admixtures. Twenty-five environment-friendly SCMs were designed as binary and ternary blends of fly ash (FA) and silica fume (SF) except for control mixture with only Portland cement (PC). The capillary water absorption and freeze-thaw resistance tests were conducted for 91 days. It was found that the use of SF with FA as ternary blends reduced sorptivity coefficient values compared to the use of FA as binary blends while the presence of FA with SF improved freeze-thaw resistance of SCMs with ternary blends. The input variables used the models for the estimation of sorptivity were defined as PC content, SF content, FA content, sand content, HRWRA, water/cementitious materials (W/C) and freeze-thaw cycles. The input variables used the models for the estimation of sorptivity were selected as PC content, SF content, FA content, sand content, HRWRA, W/C and predefined intervals of the sample in water. The deep learning and k-NN models estimated the durability factor of SCM with 94.43% and 92.55% accuracy and the sorptivity of SCM was estimated with 97.87% and 86.14% accuracy, respectively. This study found that deep learning model estimated the sorptivity and durability factor of SCMs having binary and ternary blends of mineral admixtures higher accuracy than k-NN model.

• Computers and Concrete
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• 제29권3호
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• pp.187-199
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• 2022

The usability of waste materials as raw materials is necessary for sustainable production. This study investigates the effects of different powder materials used to replace cement (0%, 5% and 10%) and standard sand (0%, 20% and 30%) (basalt, limestone, and dolomite) on the compressive strength (f_c), flexural strength (f_r), and ultrasonic pulse velocity (UPV) of mortars exposed to freeze-thaw cycles (56, 86, 126, 186 and 226 cycles). Furthermore, the usability of artificial intelligence models is compared, and the prediction accuracy of the outputs is examined according to the inputs (powder type, replacement ratio, and the number of cycles). The results show that the variability of the outputs was significantly high under the freeze-thaw effect in mortars produced with waste powder instead of those produced with cement and with standard sand. The highest prediction accuracy for all outputs was obtained using the adaptive-network-based fuzzy inference system model. The significantly high prediction accuracy was obtained for the UPV, f_c, and f_r of mortars produced using waste powders instead of standard sand (R² of UPV, f_c and f_f is 0.931, 0.759 and 0.825 respectively), when under the freeze-thaw effect. However, for the mortars produced using waste powders instead of cement, the prediction accuracy of UPV was significantly high (R²=0.889) but the prediction accuracy of f_c and f_r was low (R²f_c=0.612 and R²f_f=0.334).

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.144-151
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• 2023

이 연구에서는 동결융해 작용을 받는 다양한 콘크리트 배합에 대한 실험결과를 수집하여 데이터베이스를 구축하였다. 이를 바탕으로 동결융해 작용을 받는 콘크리트의 인공지능 기반 내구성능 평가모델을 개발하였으며, 회귀분석을 통해 상대동탄성계수 추정식을 도출하였다. 제안된 인공신경망 모델의 오류율과 결정계수는 각각 약 10.4%와 0.7이었으며, 회귀분석 추정식도 유사한 결과를 나타내었다. 따라서, 제안된 인공신경망 모델 및 회귀분석 추정식은 다양한 배합의 동결융해 작용을 받는 콘크리트에 대한 상대동탄성계수를 추정하는 데에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권1호
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• pp.85-95
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• 2024

This study investigates the influence of nano-silica and basalt fiber content, curing duration, and freeze-thaw cycles on the static and dynamic properties of soil specimens. A comprehensive series of tests, including Unconfined Compressive Strength (UCS), static triaxial, and dynamic triaxial tests, were conducted. Additionally, scanning electron microscopy (SEM) analysis was employed to examine the microstructure of treated specimens. Results indicate that a combination of 1% fiber and 10% nano-silica yields optimal soil enhancement. The failure patterns of specimens varied significantly depending on the type of additive. Static triaxial tests revealed a notable reduction in the brittleness index (IB) with the inclusion of basalt fibers. Specimens containing 10% nano-silica and 1% fiber exhibited superior shear strength parameters and UCS. The highest cohesion and friction angle were obtained for treated specimens with 10% nano-silica and 1% fiber, 90 kPa and 37.8°, respectively. Furthermore, an increase in curing time led to a significant increase in UCS values for specimens containing nano-silica. Additionally, the addition of fiber resulted in a decrease in IB, while the addition of nano-silica led to an increase in IB. Increasing nano-silica content in stabilized specimens enhanced shear modulus while decreasing the damping ratio. Freeze-thaw cycles were found to decrease the cohesion of treated specimens based on the results of static triaxial tests. Specimens treated with 10% nano-silica and 1% fiber experienced a reduction in shear modulus and an increase in the damping ratio under freeze-thaw conditions. SEM analysis reveals dense microstructure in nano-silica stabilized specimens, enhanced adhesion of soil particles and fibers, and increased roughness on fiber surfaces.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.121-133
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• 2020

전 세계적으로 이상기후 현상의 빈도와 강도는 높아지고 있는 추세이다. 이는 인명과 재산에 직접적인 피해를 줄 수 있으므로 이상기후에 대응하여 적정한 유지관리 전략을 수립하고 실천하는 것이 중요하다. 한파 또는 폭설이 빈번하게 발생하는 한랭지역에 건설되는 시설물의 경우에는 다른 지역에 위치하고 있는 시설물에 비하여 동결-융해에 의한 피해를 많이 받을 수 있으며, 해를 거듭할수록 그 피해 정도는 증가할 가능성이 매우 높다. 그러나 동결-융해의 피해를 정량적으로 확인할 수 있는 명확한 기준과 이에 대한 대응방안은 아직 제시되고 있지 않은 실정이다. 따라서 실내 동결시험 결과를 기반으로 지역별 기후특성을 고려한 동결조건을 -14℃에서 1일, -7℃에서 2일 또는 -5℃에서 3일 지속될 경우로 선정하였으며, 그 결과, 강원지역의 대관령(8.3회), 철원(5.3회), 태백(4.9회)의 순으로 동결-융해 환경에 노출되어 있는 것으로 판단되었다. 이러한 연구결과를 기반으로 도로터널의 동결-융해 평가기준을 새롭게 제시하였다. 본 연구에서 제시된 도로터널의 동결-융해 평가기준은 추후 한랭지역 터널의 정량적 평가와 유지관리 전략의 수립 시 활용될 수 있을 것으로 판단된다.