유효규산함량이 61 ppm 사양토(砂壤土)에서 규회석(硅灰石) 및 규산질비료시용(珪酸質肥料施用)에 의한 규산용출(珪酸溶出)의 변화(變化)에 관(關)해서 실내(室內) 시험(試驗)을 수행(遂行)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 규회석(硅灰石) 및 규산질비료(珪酸質肥料)를 토양(土壤)에 처리(處理)하고 증류수(蒸溜水) 및 1N-NaOAc(pH 4.0)로 연속침출(連續浸出)했을 때 각(各) 침출용액중(浸出溶液中)의 규산용출농도(珪酸溶出濃度)는 규회석(硅灰石)보다 규산질비료(珪酸質肥料) 처리(處理)에서 높았다. 2. 규회석(硅灰石) 및 규산질비료(珪酸質肥料)를 토양(土壤)에 처리(處理)하고 증류수(蒸溜水)로 연속침출(連續浸出)했을 때 pH는 규산질비료(珪酸質肥料)보다 규회석처리(硅灰石處理)에서 높았다. 3. 규회석(硅灰石) 및 규산질비료(珪酸質肥料)를 토양(土壤)에 처리(處理)하고 항온(恒溫)했을 때 규회석처리(硅灰石處理)는 시용량(施用量)이 많아짐에 따라 수용액중(水溶液中)의 $SiO_2$ 및 K 농도(濃度)는 낮아졌고 규산질비료(珪酸質肥料)에서는 높아졌으며 pH, Ca 및 Mg 농도(濃度)은 두비종(肥種) 모두 높아졌다. 4. 토양(土壤)에 pH를 달리하여 규산용액(珪酸溶液)을 흡착(吸着)시킨 결과(結果) pH 9.4 정도(程度)에서 최대(最大)로 흡착(吸着)되었다.
본 연구는 마이크로미터 크기의 실리카 입자로 강화된 에폭시 복합재료 시편의 실리카 함량에 따른 열안정성을 기계적 물성인 영률 측정과 열적 물성인 열팽창계수 측정을 통해 평가하였다. 실험한 범위인 에폭시 중량 대비 실리카 함량 70 wt% 시편까지 실리카 함량에 따라 열팽창계수는 지속적으로 감소하여 약 25%까지 감소하여 열안정성이 개선되었으며, 영률 역시 점진적으로 증가하여 약 51%까지 증가하였다. 또한, 기존 연구에서 제시된 몇 가지 경험식 모델을 통한 해석결과를 실험결과와 비교하였는데, 열팽창계수 측정결과는 체적탄성계수와 전단탄성계수를 고려한 Kerner 모델의 결과와 잘 맞았으며, 영률 결과는 마이크로 크기 충전제에 대한 수치모델인 Mori-Tanaka 모델과 잘 부합하였다. 이를 통해 복합재료의 열팽창 및 영률 예측을 위한 모델에서는 체적분률 외에 충전제 함유량에 따른 추가적인 물성 변화를 고려해야 함을 알 수 있었다.
$SiO_2/Al_2O_3$ 비가 10.5인 실리카-알루미나(SA), 10인 수소형 모더나이트(HM), 12.5인 탈알루미늄 모더나이트(DM) 등을 이용하여 폐윤활유의 촉매분해를 수행하였다. 촉매의 분해능은 SA > DM > HM 시료 순으로 높았다. SA 시료 상에서 얻어진 분해오일은 휘발유의 탄소수 분포와 가까웠고 반면 DM 시료의 경우에는 경유의 탄소수 분포와 가까웠다. HM시료 상에서 얻어진 분해오일의 탄소수 분포는 휘발유와 경유의 중간 정도였다. 산량은 $SA\;{\approx}\;HM$ > DM 시료 순으로 많았다. 10 A 이하의 균일 세공을 가지는 HM과 DM 시료와는 달리, SA 시료의 세공은 10~50 A 범위의 분포를 나타내었다. 이러한 결과들은 촉매의 산량과 세공 크기가 분해오일의 탄소수 분포와 관계가 있음을 보여준다. 촉매 표면에 탄소 및 불순물의 침적에 의한 표면적 감소는 SA > HM > DM 시료 순으로 컸다.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제8권4호
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pp.289-299
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2014
Alkali-activated slag concretes are being extensively researched because of its potential sustainability-related benefits. For such concretes to be implemented in large scale concrete applications such as infrastructural and building elements, it is essential to understand its early and long-term performance characteristics vis-a'-vis conventional ordinary portland cement (OPC) based concretes. This paper presents a comprehensive study of the property and performance features including early-age isothermal calorimetric response, compressive strength development with time, microstructural features such as the pore volume and representative pore size, and accelerated chloride transport resistance of OPC and alkali-activated binder systems. Slag mixtures activated using sodium silicate solution ($SiO_2$-to-$Na_2O$ ratio or $M_s$ of 1-2) to provide a total alkalinity of 0.05 ($Na_2O$-to-binder ratio) are compared with OPC mixtures with and without partial cement replacement with Class F fly ash (20 % by mass) or silica fume (6 % by mass). Major similarities are noted between these binder systems for: (1) calorimetric response with respect to the presence of features even though the locations and peaks vary based on $M_s$, (2) compressive strength and its development, (3) total porosity and pore size, and (4) rapid chloride permeability and non-steady state migration coefficients. Moreover, electrical impedance based circuit models are used to bring out the microstructural features (resistance of the connected pores, and capacitances of the solid phase and pore-solid interface) that are similar in conventional OPC and alkali-activated slag concretes. This study thus demonstrates that performance-equivalent alkali-activated slag systems that are more sustainable from energy and environmental standpoints can be proportioned.
붕소가 포함된 다성분계 규산염 용융체의 원자 구조를 규명하는 것은 화산의 분화 양상을 포함한 다양한 지구화학적 과정의 원자 단위 기작을 밝히는데 중요하다. 붕소를 포함한 소듐 알루미노규산염 용융체의 붕소 및 알루미늄 주위의 원자 환경에 관한 자세한 정보는 수용액과 핵폐기물 유리(nuclear waste glasses)의 반응도(reactivity)에 대한 미시적인 설명을 제공한다. 본 연구에서는 붕소가 포함된 비정질 물질의 원자 구조 규명에 가장 적합한 고상 핵자기 공명 분광분석(solid-state nuclear magnetic resonance, solid-state NMR)을 이용하여 붕소의 함량이 비정질 소듐 보레이트($Na_2O-B_2O_3$)와 붕소를 포함한 다성분계 규산염 용융체[말린코아이트(malinkoite, $NaBSiO_4$)와 네펠린(nepheline, $NaAlSiO_4$)의 유사 이원계]의 원자 구조에 미치는 영향을 규명하였다. 비정질 소듐 보레이트의 $^{11}B$ MAS NMR 스펙트럼을 통해 붕소의 함량이 증가함에 따라 배위수가 3인 붕소($^{[3]}B$)가 증가한다는 것이 확인되었다. 비정질 말린코아이트와 네펠린의 유사 이원계의 $^{11}B$ MAS NMR 스펙트럼을 통해 $X_{Ma}$ [$=NaBSiO_4/(NaBSiO_4+NaAlSiO_4)$]가 증가함에 따라 배위수가 4인 붕소($^{[4]}B$)는 증가하는 반면 $^{[3]}B$는 감소하는 것이 관찰되었다. 다성분계 용융체의 $^{27}Al$ MAS NMR 실험 결과, 모든 조성의 용융체에서 배위수가 4인 알루미늄($^{[4]}Al$) 피크가 지배적으로 나타났다. 또한 네펠린 용융체에 붕소가 첨가되었을때 $^{[4]}Al$ 피크의 폭이 크게 감소하였고, 이는 붕소의 첨가가 네펠린 용융체 내의 알루미늄 주위의 구조적 위상학적 무질서도를 감소시킨다는 것을 지시한다. 붕소를 포함한 이원계 및 다성분계 비정질 물질의 $^{11}B$ MAS NMR 스펙트럼으로부터 시뮬레이션을 하여 붕소의 함량에 따른 붕소 원자 환경의 상대적인 존재비를 정량적으로 분석하였고, 이 결과는 붕소가 포함된 비정질 물질의 거시적 성질 변화에 대한 미시적 기작의 근원을 제시할 가능성을 보여준다.
셀룰로우스(cellulose)를 5-히드록시메틸푸르푸랄(5-hydroxymethylfurfural, 5-HMF)로 직접 전환하기 위해 이온성 액체 용매하에서 다양한 금속염화물과 산 촉매를 비교 연구하였다. 사용한 금속염화물은 Sn(II), Zn(II), Al(III), Fe(III), Cu(II), Cr(III)를 포함한 염화물을 비교하였으며 산 촉매는 산성 이온성 액체를 고정화하여 사용하였다. 비교를 위하여 $H_2SO_4$, HCl, Amberlyst-15와 DOWEX50x8을 사용하였다. 제조한 촉매의 산도와 산 밀도 특성은 Hammett Indicator 지시약을 통하여 분석하였다. 5-HMF의 선택도 및 수율은 반응온도, 반응시간과 촉매 비를 통하여 확인하였다. 사용한 촉매들 중에서 5-HMF의 선택도는 $CrCl_3-6H_2O$와 $SiO_2-[ASBI]HSO_4$를 사용하였을 때에 가장 높게 나타났으며, 상용화 고체 산인 Amberlyst-15와 DOWEX50x8에 비하여 활성이 높다는 것을 확인할 수 있었다. 5-HMF의 선택도는 산 촉매의 산도와 반응에 사용된 촉매비에 영향이 있음을 확인할 수 있었으며, 반응 중 재수화 반응이 일어나 레불린산(levulinic acid)이 생성된다는 것을 확인하였다.
Stoichiometric mullite ($3Al_2$$O_3$. $2SiO_2$) precursor sol has been prepared by sol-gel method. The effects of the precursor pH and sintering temperature on the synthesizing behavior and morphology of mullite have been studied. Mullite precursor sol was prepared by dissolution of aluminum nitrate enneahydrate (Al($NO_3$)$_3$.9H$_2O) into the mixture of silica sol. Precursor pH of the sols was controlled to acidic condition ($PH\leq$ 1~1.5) and to basic condition ($pH\geq$8.5~9). The synthesized aluminosilicate sols were formed under 20 MPa pressure after drying at $150^{\circ}C$ for 24 hours, and then sintered for 3hours in the temperature range of $1100~1600^{\circ}C$. From TGA/DTA analysis, total weight loss in the aluminosilicate gel of the acidic sample was (equation omitted) 56% and that of the basic sample was (equation omitted) 85%, indicating that the synthesizing temperature of mullite phase for acidic and basic samples was above $1200^{\circ}C$ and $1300^{\circ}C$, respectively. The morphologies of the synthesized mullite were fine and needle-like (or rod-like) for acidic sample, and granular for basic sample that has been sintered above $1300^{\circ}C$. It was found that the morphology of mullite particle was predominantly governed by precursor pH and sintering temperature.
We present a non-invasive technique to the measure temperature distribution in nano-sized porous thin films by means of the two-color laser-induced fluorescence (2-LIF) of rhodamine B. The fluorescence induced by the green line of a mercury lamp with the makeup of optical filters was measured on two separate color bands. They can be selected for their strong difference in the temperature sensitivity of the fluorescence quantum yield. This technique allows for absolute temperature measurements by determining the relative intensities on two adequate spectral bands of the same dye. To measure temperature fields, Silica (SiO2) nanoporous structure with 1-um thickness was constructed on a cover glass, and fluorescent dye was absorbed into these porous thin films. The calibration curves of the fluorescence intensity versus temperature were measured in a temperature range of $10-60^{\circ}C$, and visualization and measurement of the temperature field were performed by taking the intensity distributions from the specimen for the temperature field.
Dating and dosimetry using electron spin resonance (ESR) in 20th Century developed at both Yamaguchi University and Osaka University have been reviewed with emphasis on new prospects and strategies in 21th century. Natural radiation have been generating radicals that accumulated in archaeological and geological materials. ESR detects these radicals and the ESR signal intensity is proportional to the radiation dose and therefore the age. The assessment of the total dose of natural radiation and the annual dose rate give their ESR ages. The ESR dating of stalactites and stalagmites ant Akiyoshi cave in Yamaguchi prefecture in 1975 was extended to anthropological dating using bones and tooth enamel excavated in Greek Petralona cave. Fossils of shells and corals gave the ages of marine terraces and sea-level changes. Quartz grains gave the ages of geothermal alteration and fault movements. Future ESR dating of ices at outer planets anf their satellite are also investigated as basic studies for ices od $H_2O,\;CO_2,\;SO_2$ as well as terrestrial hydrates in laboratory. Atomic bomb radiation dosimetry at Hiroshima and Nagasaki using ESR lead to the dosimetry of personnel, Chemobyl and JCO criticality accidents. Monitoring of radiation dose with sensitive materials with tissue equivalence are being developed. finally a new scanning ESR imaging apparatus (a near field microwave microscope) developed in our laboratory gave ESR images of Radicals from fossils to Si-CVD and diamond films as summarized in my book in 2002.
The polysiloxane-bridged dinuclear metallocenes $[(SiMe_2O)_n-SiMe_2(C_5H_4)_2][(C_9H_7)ZrCl_2]_2$ (n=1 (7), 2 (8), 3 (9)) have been generated as a model complex for the immobilized metallocene at silica surface by treating the respective disodium salts of the ligands with 2 equivalents of $(C_9H_7)ZrCl_3$ in THF. All three complexes are characterized by $^1H$ NMR and measurement of metal content through ICP-MS. It turned out that the values of ${\Delta}{\delta}=[{\delta}_d-{\delta}_p]$, the chemical shift difference between the distal $({\delta}_d)$ and proximal $({\delta}_p)$ protons, for the produced dinuclear compounds (0.47 for 7, 0.49 for 8, and 0.5 for 9) were larger than the Δδ value of the known ansa-type complex holding the same ligand as a chelating one, that is just the opposite to the normal trend. In order to compare polymerization behavior of the dinuclear metallocene with the corresponding mononuclear metallocene, (Cp)$(C_9H_7)ZrCl_2$ was separately prepared. To investigate the catalytic properties of the dinuclear complexes and mononuclear metallocenes ethylene polymerization has been conducted in the presence of MMAO. The polymerization results display the typical activity dependence on polymerization temperature for all complexes. The most important feature is that the polymers from the dinuclear metallocenes represent enormously improved molecular weight compared with the polymer from the corresponding mononuclear metallocene. In addition, the influence of the nature of the bridging ligand upon the reactivities of the dinuclear metallocenes has also been observed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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