The permeability of concrete influences the durability of concrete remarkably. This paper describes a programme of permeability tests carried out to determine the differences between permeability coefficients derived using water, oxygen and chloride ions. Tests have been carried out on three concretes having water/cement ratios of 0.45, 0.55, 0.65 to measure their water, chloride-ion and gas permeability coefficients. The test results indicate that the permeability of concrete increase with the increase water cement ratios. The water and gas permeability coefficients is presented from $1.43$\times$10^{-10} to 19.01$\times$10^{-10}m/s$ and from $0.88$\times$10^{-10}$ to $1.59$\times$10^{-10}$m$^2$for concrete of different water cement ratios. The current intensity passing through the concrete is presented from 4504 to 4920 C.
여러가지 고분자막을 이용하여 $N_2-SO_2$ 혼합기체를 분리하는 데 있어서 압력, 온도 등을 조작변수로 하여 투과계수와 분리인자를 계산하고 이에 따른 기체투과 특성을 규명하고 분리성능을 측정하였다. 실험한 압력의 범위는 0.1~1.0 MPa이었으며, 온도범위는 283~303 K이었다. 압력이 커질수록 투과계수와 분리인자가 증가하였으나, 온도증가에 따라 투과계수와 분리인자는 감소하였다. 본 실험에서 사용된 막 중 Film-Tech사의 FT-30이 $N_2-SO_2$ 혼합기체의 분리능력이 가장 뛰어난 것으로 나타났다.
비전통가스 자원을 개발하기 위해서는 저류층 암체의 치밀성을 도출하는 물성 분석이 요구된다. 특히, 치밀가스와 같은 비전통자원의 경우, 전통적인 천연가스전과 비교하여 투과도가 특징적으로 낮아서 통상적인 물성 측정 기술을 적용하기에는 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 비정상상태에서 저투과성 암체의 물성을 측정하는 압력펄스감소법을 기반으로 실험 장치를 개발하였다. 개발된 기기는 우리나라 경상분지 치밀사암의 물성 분석에 이용되었으며, 각 시료의 투과도와 공극률을 도출하였다. 또한, 실험을 통해 얻은 자료와 이론해 모델 간의 회귀분석 결과 모두 0.96 이상의 상관계수를 나타냈으며, 개발된 장치에 대한 높은 신뢰성을 확인할 수 있었다.
참오동나무의 섬유방향기체투과성(gas permeability), 횡단방향 흡음율(sound absorption coefficient)과 음향투과손실(sound transmission loss)을 평가하고 열처리의 영향을 파악하고자 참오동나무 원반을 100, 160, $200^{\circ}C$로 열처리하고 기체투과성, 흡음율, 음향투과손실을 각각 측정하여 무처리 원반의 결과와 비교하였다. 그 결과, 두께 20 mm 참오동나무 원반의 섬유방향 기체투과성(specific permeability)은 무처리, 100, 160, $200^{\circ}C$ 열처리의 경우 각각 0.254, 0.279, 0.314, 0.452로 열처리에 의해 기체투과성이 약간 증가하였다. 두께 20 mm 무처리 참오동나무 원반의 50-6400 Hz 평균흡음율은 0.101이었으며 온도 100, 160, $200^{\circ}C$로 열처리한 목재의 50-6400 Hz 평균흡음율은 0.109, 0.096 그리고 0.106이었다. NRC (noise reduction coefficient) 는 각각 0.060, 0.067, 0.062 그리고 0.071 이었다. 두께 20 mm 무처리 참오동나무 원반의 50-6400 Hz 주파수범위에서 음향투과손실은 평균 36.93 dB이었다. 열처리에 의해 참오동나무 원반의 기체투과성과 흡음율은 열처리에 의해 그리고 열처리 온도 증가에 의해 약간 증가하였으나 증가정도는 미미하였다.
Poly(vinyl chloride) (PYC) 유도제들로부터 용매증발법을 이용하여 바이오센서용 막을 제조하고 기체 투과특성을 조사하였다. 진공하에서 용매를 증발시켜서 제조된 막보다 공기 중에서 서서히 증발시켜 제조된 막의 투과도 계수가 더 높은 것으로 나타났다. PVC 유도체 막들에 대한 $CO_2$와 $O_2$의 투과도 계수는 공급부의 압력이 증가함에 따라 감소하였다. Carboxylated poly(vinyl chloride) (CPVC) 에 대한 dioctyl phthalate (DOP)의 첨가량이 증가함에 따라 투과도 계수는 증가하였다. 예를 들면 DOP 30 wt. %를 첨가하였을 때, $CO_2$와 $O_2$의 투과도 계수는 100 psig에서 각각 2.03, 0.96 Barrer 이었으며, DOP를 첨가하지 않았을 때 보다 약 4~5배 증가하였다. Poly(vinyl chloride-co-vinyl acetate) (PVCA)를 가수분해함으로써 OH기가 도입된 poly(vinyl chloride-co-vinyl acetate-co-vinyl alcohoI) (Syn-PVCAcAl)에 DOP를 첨가하였을 때 $CO_2$의 투과도 계수에서 시판제품 PVCAcAl보다 비교적 높은 값을 나타내었으나, $O_2$의 투과도 계수에는 차이가 없었다.
경화콘크리트는 골재와 시멘트 수화물에 의한 매트릭스 구조로 되어진 다공체이기 때문에 내부에 다양한 크기와 형태의 공극을 갖으며, 공기투과성을 갖게 된다. 이러한 투기성능은 탄산가스의 침투.확산에 따른 중성화속도와 산소와 물의 침투에 따른 철근의 부식속도를 결정하게 되어 철근콘크리트 구조물의 내구성과 밀접한 관련이 있는 것으로 보고되고 있다. 한편, 중성화속도 및 투기성능은 표면 마감재 및 콘크리트의 함수율에 의해 크게 영향을 받게 된다. 이에 본 연구는 물-시멘트비 및 마감재의 종류, 양생조건이 콘크리트의 중성화속도 및 투기성에 미치는 영향을 검토하고, 양생조건에 따른 함수상태가 투기성에 미치는 영향을 검토하였다. 본 실험결과 중성화속도 및 투기성은 물-시멘트비, 마감재의 유무 및 종류, 양생조건에 의해 크게 영향을 받으며, 콘크리트의 투기계수는 중성화속도계수와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타나, 향후 중성화속도를 평가함에 있어서 투기계수를 요인으로 추정 가능할 것으로 사료된다.
The study presented herein aims to investigate the durability related properties of rubberized concrete. Two types of waste scrap tire rubber were used as fine and coarse aggregate, respectively. The rubber was replaced with aggregate by three crumb rubber and tire chips levels of 5, 15, and 25% for the rubberized concrete productions. In order to improve the transport properties and corrosion resistance of rubberized concretes, SF was replaced with cement at 10% replacement level by weight of total binder content. The transport properties of the rubberized concretes were investigated through water absorption, gas permeability, and water permeability tests. The corrosion behavior of reinforcing bars embedded in plain and silica fume based rubberized concretes was investigated by linear polarization resistance (LPR) test. The results indicated that the utilization of SF in the rubberized concrete production enhanced the corrosion behavior and decreased corrosion current density values. Moreover, the reduction in the water and gas permeability coefficients was observed by the incorporation of SF in plain and especially rubberized concretes.
A series of hydroxyl-group containing polyimides (HPIs) were prepared in order to investigate the structure-gas permeation property relationship. Each polymer membrane had structural characteristics that varied according to the dianhydride monomers. The imidization processes were monitored using spectroscopic and thermog-ravimetric analyses. The single gas permeability of He, $H_2$, $CO_2$, $O_2$, $N_2$ and $CH_4$ were measured and compared in order to determine the effect of the polymer structure and functional -OH groups on the gas transport properties. Surprisingly, the ideal selectivity of $CO_2/CH_4$ and $H_2/CH_4$ increased with increasing level of -OH incorporation, which affected the diffusion of $H_2$ or the solubility of $CO_2$ in HPIs. For $H_2/CH_4$ separation, the difference in the diffusion coefficients of $H_2$ and $CH_4$ was the main factor for improving the performance without showing any changes in the solubility coefficients. However, the solubility coefficient of $CO_2$ in the HPIs increased at least four fold compared with the conventional polyimide membranes depending on the polymer structures. Based on these results, the polymer membranes modified with -OH groups in the polymer backbone showed favorable gas permeation and separation performance.
Poly(ether-block-amide)(PEBAX$^{(R)}$)는 열가소성 탄성체(thermoplastic elastomer, TCU)로서 hard-rigid amide block과 soft-flexible ether block으로 구성되어 있으며, 분자량과 두 block간의 구성비에 따라 여러 종류가 있다. PEBAX$^{(R)}$는 분리막소재로 이용할 경우 PEBAX$^{(R)}$의 hard amide block은 우수한 기계적 특성과 선택도를, 그리고 soft ether block은 높은 투과도를 제공할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 2종류의 PEBAX$^{(R)}$를 사용하여 기체 분리막을 제조하고, 종류에 따른 이산화탄소와 메탄의 투과특성 변화를 연구하였다. 또한 순수 PEBAX$^{(R)}$ 분리막의 투과특성을 향상시키기 위해 GPTMS ((3-glycidoxypropyl)trimethoxysilane)를 무기전구체로 사용한 PEBAX$^{(R)}$/silica 하이브리드 분리막을 제조하여 이산화탄소와 메탄의 투과특성을 측정하였으며, 29Si-NMR, DSC, SEM 분석을 통해 무기전구체의 도입에 따른 고분자의 구조 변화를 연구하였다. 순수 PEBAX$^{(R)}$-1657과 PEBAX$^{(R)}$-2533 분리막의 투과도 측정 결과, 상대적으로 높은 ether block 비율의 PEBAX$^{(R)}$-2533 분리막의 투과도 계수가 높은 값을 가졌다. 상대적으로 높은 ether block 함량 때문에 고분자 사슬의 유연성이 보다 크기 때문으로 볼 수 있고, 이로 인한 확산선택도의 감소 효과에 의해 이상분리인자는 PEBAX$^{(R)}$-1657 분리막이 보다 높은 값을 가졌다. PEBAX$^{(R)}$/GPTMS 하이브리드 분리막의 기체투과도 측정 결과 $CO_2$와 $CH_4$ 모두 반응시간이 경과됨에 따라 $CO_2$에 비해 $CH_4$의 투과도 계수가 낮아졌으나 이상분리인자는 증가함을 보였다. GPTMS가 가수분해되어 생성된 silanol이 고분자 사슬에 침투되어 축합과정을 거치며 공유결합에 의해 사슬간 결합이 커지고 사슬의 운동성을 감소시켜 투과도 계수가 낮아진 것으로 보이며, PEO segment와 $CO_2$와의 강한 친화도에 의해 $CO_2$의 투과도계수가 상대적으로 덜 낮아진 것으로 판단된다. 순수 PEBAX$^{(R)}$-1657 순수 분리막의 결과와 비교하였을 때 이상분리인자는 4.5% 감소한 반면 $CO_2$ 투과도계수는 3.5배 증가하는 우수한 결과를 보였다.
High permeability, selectivity and stability are the basic properties also required for membrane gas separations. The $CO_2$ separation by liquid membranes has been developed as a new technique to improve the permeability and selectivity of polymeric membranes. Sirkar et al.(1) have atlempted the hollow-fiber contained liquid membrane technique under four different operational modes, and permeation models have been proposed for all modes. Compared to a conventional liquid membrane, the diffusional resistance decreased by the work of Teramoto et al.(2), who referred to a moving liquid membrane. Recently, Shelekhin and Beckman (3) considered the possibility of combining absorption and membrane separation processes in one integrated system called a membrane absorber. Their analysis could be predicted effectively the performance of flat sheet membrane, however, there are restrictions for considering a flow effect. The gas absorption rate is determined by both an interfacial area and a mass transfer coefficient. It can be easily understood that although the mass transfer coefficients in hollow fiber modules are smaller than in conventional contactors, the substantial increase of the interfacial area can result in a more efficient absorber (4). In order to predict a performance in the general system of hollow-fiber membrane absorber, a gas-liquid mass transfor should be investigated inevitably. The influence of liquid velocity on both a mass transfer and a performance will be described, and then compared with experimental results. A present study is attempted to provide the fundamentals for understanding aspects of promising a hollow-fiber membrane absorber.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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