콘크리트의 공극률은 유해인자의 주된 이동통로가 될 뿐 아니라, 수분을 보유할 수 있는 역할을 하게 되므로, 열화물질 이동 저항성을 평가할 수 있는 주된 지표가 되고 있다. 내구성에 대한 연구가 중요해짐에 따라, 공극구조를 기본으로 하는 열화모델이 최근 들어 개발되고 있으며, 공극구조와 내구특성간의 관계는 매우 중요하게 평가되고 있다. 본 연구는 5가지의 다른 물-시멘트비(40%, 45%, 50%, 55%, 60%)를 가진 시멘트 모르타르를 제조하여, 공극률을 포함한 다양한 내구성 실험을 수행하였다. 내구특성 실험은 기본적인 압축강도 실험을 포함하여, 투기성 실험, 염화물 확산계수 실험, 흡수율 및 수분 확산계수 실험 등이 수행되었다. 평가된 내구성 실험결과는 물-시멘트비와 공극률에 따라 분석되었다. 공극률이 1.45 배 높아질수록, 강도는 0.6배 수준으로 감소하였으며, 투기성, 염화물 확산계수, 흡수율, 수분확산계수는 각각 2.3배, 2.1배, 5.5배, 그리고 3.7배 수준으로 증가하였다. 이러한 내구특성 변화율은 높은 상관성을 보이며, 공극률에 따라 선형적으로 변화함을 알 수 있었다. 한편, 실험결과와 문헌분석을 통하여, 목표내구성능을 설정하였으며, 이에 따라서 고내구성 콘크리트를 위한 공극를을 제안하였다.
The self-diffusion experiment of THO was performed across a series of copolymer hydrogel membranes at different temperatures. Copolymer hydrogel membranes were prepared by copolymerizing 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and 2-aminoethyl methacrylate (AEMA) in the presence of the solvent and the crosslinker, ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA). By changing the crosslinker content and the ratio of HEMA and AEMA monomer, two series of copolymer hydrogel membranes were synthesized. The tagging material was THO and efflux of THO was counted on a Liquid Sc-intillation Counter. The experimental data show that the permeability decreases as the amount of EGDMA and the mole fraction of HEMA increase, and the permeability is proportional to the temperature. The partition coefficient shows a parallel trend with permeability. Using the relationship between viscosity and diffusivity, the viscosity of water within the membrane was obtained. According to the result, the viscosity of watler within the membrane has the same value with those of supercooling water. And we obtained the activation energy of THO for transport in the membrane by using Arrhenius plotting.
고분자전해질 연료전지의 기계적 내구성을 높이기 위해 고분자막에 지지체를 넣은 강화막이 사용되고 있다. 지지체는 주로 e-PTFE를 사용하는데 소수성이고 이온전달이 안되므로 성능저하의 원인이 될 수 있다. 그래서 본 연구에서는 e-PTFE 지지체가 PEMFC 성능과 전기화학적 내구성 미치는 영향에 대해 연구하였다. 본연구에서는 지지체가 들어간 강화막과 들어가지 않은 단일막(비강화막)을 비교하였는데, 지지체의 소수성 때문에 강화막의 물 확산계수가 단일막보다 낮았다. 강화막은 물확산 계수가 낮아 이온의 막 이동 저항이 단일막보다 높았다. 지지체의 낮은 수소투과도 때문에 강화막의 OCV가 단일막보다 높았다. 지지체가 수소투과도를 감소시킴으로서 라디칼 발생속도를 감소시켜 강화막의 전기화학적 내구성도 향상시킴을 보였다.
암석 내 응력에 의한 손상 진행과정을 관찰하고, 손상 정도에 따른 투수특성에 파악하기 위한 일련의 실내시험을 실시하였다. 백악기 중립질 화강암으로 제작한 암석공시체는 일축압축시험을 통해 압축강도의 65∼95% 범위의 손상응력(damage stress)를 받았으며, 이 공시체의 손상상태를 측정하고자 탄성파 속도시험을 실시했다. 또한, 손상된 공시체에 대한 실내 투수시험을 통해 손상정도에 따른 투수성의 변화를 관찰하였다. 시험결과에 따르면, 암석 손상은 일축압축강도의 80%에 해당하는 응력이 가해질 때부터 암석 전체에 걸쳐 전반적으로 발달하고, 이에 따라 탄성파 속도가 감소한다. 80%수준 이상의 손상응력을 받은 암석공시체들은 0.6이상의 균열밀도를 나타내며, 균열의 연장과 상호연결성이 좋은 것으로 관찰되었다. 또한, 이 공시체들은 균열밀도 0.6미만의 공시체들보다 상대적으로 높은 투수계수를 보였다. 이상의 내용을 통해 본 연구에 사용된 암석 공시체들은 주로 압축강도의 80% 이상의 응력단계에서부터 공시체 전반에 걸쳐 본격적인 손상이 진행되어 다수의 균열이 발생하고, 이들이 성장함에 따라 균열 상호간의 연결도가 높아져 비교적 원활한 물의 유동경로가 확보되므로 높은 투수계수를 갖는 것으로 생각할 수 있다.
The strength, water permeability, and photo-degradation efficiency of NOx of porous concrete with a new concept were studied in this paper. The porous concrete was comprised of coarse aggregate of maximum size 40 mm, cement, silica fume, water and air-entraining(AE) water reducing agent. The strength of porous concrete was strongly related to its matrix proportion and compaction energy. An experimental test was carried out to study the parameters of cement proportions and silica fume content for pavement applications of porous concrete which were paving a footpath, a bikeway, a parking lot, and a driveway. The regressed equations of relation-ships between compressive strength and flexural strength, and coefficient permeability and void ratios were indicated as y=7.69x+71.74 and $y=0.42e^{0.28x}$. A method of making an air purification-functioning road, which was spraying a mixture of a photocatalyst, cement, and water onto the surface of the road, was suggested.
This study deals with the flow of bed rock ground water of Banyaweol Formation, which is presently cleared up as a laminar flow. The result obtained may be summarized as the following. 1) The Banyaweol Formation consists mainly of thin-bedded, green to blackish green shale, mudstone, and marl. The marl and mudstone alternatively occur with shale. The marl and mudstone form a aquifer of Banyaweol Formation. In this study, a group of aquifer is in convenience named as a aquifer zone. The aquifer occurs in lenticular form. The aquifer seems to be a type of artesian aquifer because it is covered with aquicludes, but it actually forms a unconfined aquifer because its piezometric surface stays under the lower aquiclude. The lowering of piezometric level is formed because of leakage of the ground water to the lower aquifer undersaturated. 2) The coefficient of permeability of Banyaweol Formation's ground water body (K) is derived by using Dupuit's equation as the following ${\log}K=\frac{CK^2-dK+f}{aK-b}\;\(M=1.365(2H-s)s\\M={\log}1.956s{\sqrt{H}}r\)$ here, $$a=\sum_{1}M_iG_i$$$$b={\frac{1}{2}log{\sum_{i}}Q_i{^2}$$$$c=2{\sum_{i}}M_i{^2}$$$$d=loge{\sum_{i}}M_{i}Q_{i}+2{{\sum_{i}}N_{i}Q_{i}$$$$f=loge{\sum_{i}}Q_i{^2}N_i$$ If the measured values substituted for the above equation, the coefficient of permeability of the aquifer is 4.1m/day. The coefficient of storge of the aquifer is $2.8{\times}10^{-4}$ if the measured values substituted for Theis's equation. Using the above constants, the filtration velocity of the aquifer is $2.1{\times}1O^{-1}m/day$and the daily flow quantity of the ground water is $847.38m^{3}/day$. 3) In order to understand the time necessary for a circulation of ground water body, the contents of tritum contained in the ground water are measured as 2.3 T.U. at the Korea Atomic Energy Research Institute. Before 1952, the average concentration of tritium per year in groundwater was reported as 10T. u., taking it as the standard, the groundwater of the present study 26.25 years old. Therofore, the groundwater of the Banyaweol Formation is judged as an relatively old groundwater. It is characteristic that the ground water of Banyawol Formation is laminar flow as well as unconfined aquifer and ground water flow of relatively long time. 4) The nature, means of flow, and circulation of Banyaweol Formation's ground water body make it possible set up this ground water body as a ground water system.
폐석회석을 투수 콘크리트용 골재로 활용하여 콘크리트의 공극률, 연속공극률, 투수계수, 압축강도 및 휨강도 등을 측정하였으며,투수 콘크리트의 공극특성과 강도와의 관계에 대하여 고찰하였다. 투수 콘크리트의 공극 및 강도특성은 폐석회석 혼합률에 의한 영향 보다는 골재입자의 크기 및 골재입자 사이의 공극에 의한 영향이 크게 작용하였다. 투수 콘크리트의 공극률과 연속공극률과의 관계 및 공극특성과 강도와의 관계도 양호한 선형관계를 나타내었다. 또한, 폐석회석을 사용한 투수 콘크리트의 투수계수는 0.2cm/sec 이상의 양호한 결과로 보통골재에 비하여 투수성능이 우수하였으며, 강도결과와 종합해 보면 폐석회석을 보도용 콘크리트 또는 식생, 수자원 정화 콘크리트 등으로 활용될 수 있을 것으로 기대되었다.
현무암폐석을 활용한 투수믈록의 성능을 평가하기 위해 현무암폐석의 치환율을 0, 20, 40, 60 (%) 4가지 수준으로 변화시켜 시멘트 및 무시멘트 기반의 투수블록을 제작하여 휨강도, 압축강도, 투수 계수, 흡수율, 밀도, 이산화탄소 저감, 미세먼지 저감 등에 대하여 평가하였다. 그 결과, 휨강도, 압축강도와 밀도는 현무암 폐석의 치환율이 증가함에 따라 감소하였지만 치환율 20 %에서 휨강도가 KS규격에 만족하는 결과값을 보였다. 흡수율, 투수계수, 이산화탄소 저감. 미세먼지 저감 등은 현무암 폐석의 치환율이 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 투수계수는 모든 치환율에서 KS규격을 만족하는 결과를 나타내었고 미세먼지, 이산화탄소 저감과 흡수율은 모든 치환율에서 높은 값을 나타났다. 따라서 시멘트를 사용하지 않아 시멘트 생산과정에서 바생하는 이산화탄소량을 감소시킬 수 있는 무시멘트 기반 투수블록에서 중요한 지표인 투수계수가 KS규격을 만족하였고 공기질 오염물질 저감 성능이 뛰어나기 때문에 휨강도 기준을 만족하는 현무암 폐석 치환율 20 % 내에서 활용한다면 기존의 투수블록이 가지고 있는 문제점을 해결할 수 있는 방안으로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.
터널굴착 중 지하수의 과다유입은 터널의 안정성 및 시공성에 영향을 줄 뿐만 아니라 지하수위 저하에 따른 상부지반의 침하를 발생시키는 주요 원인 중 하나이다. 지하수위 하부 토사구간과 파쇄구간 내 터널굴착 중 지하수 과다유입에 대한 대책으로 가장 일반적으로 적용되는 방법은 사전 그라우팅을 통한 지반 투수계수의 감소이다. 일반적으로 그라우팅 범위는 터널굴착 중 발생하는 소성구간을 목표구간으로 설정하지만 이는 그라우팅을 통한 강도증진을 목적으로 하는 경우 적절한 범위이다. 차수를 목적으로 하는 사전 그라우팅의 범위를 결정하기 위해서는 원지반의 투수계수와 차수그라우팅의 적용에 따른 투수계수의 감소량을 고려하여야 한다. 본 연구에서는 원지반의 투수계수와 그라우팅의 적용에 따른 투수계수의 감소량을 고려한 차수그라우팅의 범위산정 방법을 수학적으로 유도하고 이를 수치해석을 통해 검토하였다.
포항지역의 이암풍화토에 관한 공학적특성에 대하여 연구하였다. 토립자의 파쇄는 토립자의 표면적비로 나타냈다. 다짐시 함수비와 다짐에너지의 변화가 입도, CBR, 팽창성, 간극비 그리고 투수성에 미치는 영향에 대하여 연구하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 1. 일반적으로 이암풍화토의 비중은 매우 작으며, 최적함수비는 크고 최대건조밀도는 작다. 2. CBR값은 다짐에너지의 증가에 따라 증가하나, D-2다짐(26kg.cm/cm3)이상에서는 오히려 감소하는 경향을 나타냈다. 팽창비는 다짐에너지 20.6kg.cm/cm3에서 최대가 되며 그 이상의 다짐 에너지에서는 감소하는 경향을 나타냈다. 3. 다짐에너지가 작을수록 함수비에 따른 투수성의 변화가 크다. 그리고 최소투수계수와 최적 함수비일때의 투수계수는 차이가 컸으나 다짐에너지가 증가할수록 그 차이는 거의 없었다. 4. 다짐에너지의 증가에 따른 입자의 파쇄는 간극비의 감소 그리고 표면적비의 증가와 그에 따른 투수계수의 감소가 나타났다. 특히 다짐에너지가 작을수록 표면적 비와 투수계수의 변화폭은 컸다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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