• Title/Summary/Keyword: 공극 분포

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CNN Model for Prediction of Tensile Strength based on Pore Distribution Characteristics in Cement Paste (시멘트풀의 공극분포특성에 기반한 인장강도 예측 CNN 모델)

  • Sung-Wook Hong;Tong-Seok Han
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.36 no.5
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    • pp.339-346
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    • 2023
  • The uncertainties of microstructural features affect the properties of materials. Numerous pores that are randomly distributed in materials make it difficult to predict the properties of the materials. The distribution of pores in cementitious materials has a great influence on their mechanical properties. Existing studies focus on analyzing the statistical relationship between pore distribution and material responses, and the correlation between them is not yet fully determined. In this study, the mechanical response of cementitious materials is predicted through an image-based data approach using a convolutional neural network (CNN), and the correlation between pore distribution and material response is analyzed. The dataset for machine learning consists of high-resolution micro-CT images and the properties (tensile strength) of cementitious materials. The microstructures are characterized, and the mechanical properties are evaluated through 2D direct tension simulations using the phase-field fracture model. The attributes of input images are analyzed to identify the spot with the greatest influence on the prediction of material response through CNN. The correlation between pore distribution characteristics and material response is analyzed by comparing the active regions during the CNN process and the pore distribution.

Some Measurements of Pore Space for Bulking Agents Used in Static Pile Composting (정치식 콤포스트화에서 첨가물의 공극율측정에 관한 연구)

  • ;Matsuda, Juzo;Ikeuchi, Yoshinori
    • Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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    • v.26 no.3
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    • pp.100-107
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    • 1984
  • 농축산 배설물을 호기성 환기처리하여 토양에 환원이용을 목적으로 컴포스트(Compost)화 할 때에 공극률(Pore space)에 미치는 물리적인 자 성설의 상화관계를 공명하고져 실험을 수행하였다. 본 연구는 여러가지 수준의 압축력에 따른 첨가 재료의 공극률 변화 과정 측정하고 이와 동시에 서로 다른 5종류의 재료별 입자 크기에 대하여 영수률, 용적 중량, 용적 밀도 및 입자 대소가 공극률에 미치는 영향을 조사분석 하였으며 그 결과는 아래와 같다. 1. 세립자 재료의 용적 밀도는 세립자보다 더욱 크게 나타났다. 2. 염수률과 용적 중량이 증가하면 용적밀도는 커지나 공극률은 감소하였다. 3. 공극률은 영수률과 용적 중량보다 첨가재료의 입자크기와 대소분포에 더욱 커다란 영향을 받고 있었다. 4. 영수률이 55~65%이고, 용적중량이 0.25~0.38g/cm2이며 입자크기가 1.5~5cm인 범위내의 효율적인 콤포스트화에 있어서 공극률은 65~80%의 범위를 형성하고 있음을 알 수 있다.

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Effect of Additional Water on Durability and Pore Size Distribution in Cement Mortar (단위수량 증가에 따른 시멘트 모르타르의 내구성능과 공극분포에 관한 연구)

  • Kwon, Seung Jun;Lee, Hack Soo;Park, Sun Gyu
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.16 no.3
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    • pp.75-83
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    • 2012
  • Porosity in concrete has close relationship with durability characteristics. Additionally mixed water can help easy mixing and workability but causes increased porosity, which yields degradation of durability performance. In this paper, cement mortar samples with 0.45 of w/c (water to cement ratio) are prepared and durability performances are evaluated with additional water from 0.45 to 0.60 of w/c. Various durability tests including strength, chloride diffusion, air permeability, saturation, and moisture diffusion are performed. Then they are analyzed with changing porosity. Changing ratios and the patterns of durability performance are quantitatively evaluated considering pore size distribution, total porosity, and additional water content.

Stochastic Strength Analysis according to Initial Void Defects in Composite Materials (복합재 초기 공극 결함에 따른 횡하중 강도 확률론적 분석)

  • Seung-Min Ji;Sung-Wook Cho;S.S. Cheon
    • Composites Research
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    • v.37 no.3
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    • pp.179-185
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    • 2024
  • This study quantitatively evaluated and investigated the changes in transverse tensile strength of unidirectional fiber-reinforced composites with initial void defects using a Representative Volume Element (RVE) model. After calculating the appropriate sample size based on margin of error and confidence level for initial void defects, a sample group of 5000 RVE models with initial void defects was generated. Dimensional reduction and density-based clustering analysis were conducted on the sample group to assess similarity, confirming and verifying that the sample group was unbiased. The validated sample analysis results were represented using a Weibull distribution, allowing them to be applied to the reliability analysis of composite structures.

도공층의 공극 구조와 인쇄후 잉크의 잔류거동에 관한 연구

  • 김병수;최창활;정성욱
    • Proceedings of the Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry Conference
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    • 2001.04a
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    • pp.76-76
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    • 2001
  • 종이가 가지는 공극 특성은 종이의 광학적 특성에 지대한 영향을 미칠 뿐만 아니라 인쇄용 지로서 사용될 때 잉크의 다공성 기질로서 잉크의 잔류 특성에도 큰 영향을 미친다. 특히 다공성 기지의 표변에 유동성이 뛰어난 물질이 가해 질 때, 이들의 유동 특성은 기질이 지 니고 있는 공극율과 공극의 분포에 따라 큰 차이를 나타내는 것으로 알려져 있다. 이러한 공극성은 백상지의 경우 사용된 펄프의 혼합 비율과 충전제의 사용량 그리고 펄프의 고해 정도에 따라 종이의 공극울이 달라진다. 종이의 공극성이 광학적 특성과 밀접한 연관성을 지니는 것은 종이의 광산란 계수를 결정하기 때문이다. 잘 알려진 바와 같이 종이의 광산란 계수는 빛의 산란과 관계되어 백색도와 백감도에 영향을 미친다. 그러나 도공지가 인쇄 용 지로 사용 될 경우, 도공지 표면에 도피되는 영크층은 도공지가 가지고 있는 구조적 특성을 변화시킬 수 있는 제3의 요인으로 간주 될 수 있다. 결국, 인쇄가 완료된 종이의 경우 원지층, 도공층 그리고 잉크층으로 구성된다. 따라서 다양 한 공극 구조를 가지는 기질위에 잉크가 도피될 경우 기질의 공극 특성에 따라 잉크 조성분 의 침투 거동에도 많은 차이가 있을 것으로 예측된다. 잉크의 구성 요소를 살펴보면 잉크의 색상을 결정하는 안료, 단일의 각 안료 입자를 도포하여 인쇄판으로부터 종이까지 운송시키 는 기능과 인쇄기에서 잉크의 유동성을 유지하고 종이 또는 기타 피인쇄체에 전이된 후에는 건조막을 형성하는 비히클 그리고 각종 기능성 첨가제로 구성되어 있다. 동일한 성분으로 구성된 잉크를 사용하여 각각 공극성이 다른 피인쇄체 위에 인쇄 될 경우 이들 조성분의 이 동과 표면 잔류 특성에 변화가 있을 것으로 생각된다. 즉 공극성이 풍부한 기질에 도피된 잉크는 반대의 경우와 비교하여 보다 많은 조성분이 종이의 공극 속으로 침투하게 될 것이 다. 이 과정에서 특히 미세한 안료 입자의 경우 피인쇄체의 표면 공극을 채우고, 비히클의 경우 미세한 공극속으로 침투되어 경화됨으로써 피인쇄체가 지니고 있는 공극량을 감소시커 게 될 것이다. 그리고 피인쇄체의 각종 형태의 공극으로 침투된 잉크의 양에 반비례적으로 피인쇄체의 표변에 잉크가 잔류하게 될 것이다. 따라서 본 연구에서는 여러가지 안료를 사용하여 각각 다른 공극 특성을 지니는 도공지를 제조한 후 이들이 가지는 공극 특성과 잉크의 잔류 거동에 대해 고찰해 보고자 하였다.

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Rock Physics Modeling: Report and a Case Study (암석 물리 모델링: 기술 보고 및 적용 사례)

  • Lee, Gwang H.
    • Economic and Environmental Geology
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    • v.49 no.3
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    • pp.225-242
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    • 2016
  • Rock physics serves as a useful tool for seismic reservoir characterization and monitoring by providing quantitative relationships between rock properties and seismic data. Rock physics models can predict effective moduli for reservoirs with different mineral components and pore fluids from well-log data. The distribution of reservoirs and fluids for the entire seismic volume can also be estimated from rock physics models. The first part of this report discusses the Voigt, Reuss, and Hashin-Shtrikman bounds for effective elastic moduli and the Gassmann fluid substitution. The second part reviews various contact models for moderate- to high-porosity sands. In the third part, constant-cement model, known to work well for the sand that gradually loses porosity with deteriorating sorting, was applied to the well-log data from an oil field in the North Sea. Lastly, the rock physics template constructed from the constant-cement model and the results from the prestack inversion of 2D seismic data were combined to predict the lithology and fluid types for the sand reservoir of this oil field.

Internal Void Structure of Strandboard using X-ray Computed Tomography (X-ray 단층촬영기법을 이용한 스트랜드보드의 내부공극구조에 관한 연구)

  • Oh, Sei Chang
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • v.36 no.6
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    • pp.13-22
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    • 2008
  • Internal voids affecting the mechanical properties of wood composite were classified into two catagories and characteristics of voids were examined according to density variation of strandboard. The void distribution and content of strandboard according to board density were measured by X-ray computed tomography system and analized using image processing software. Prior to investigation, the densities of strandboard were measured by densitometer and the results were showed high correlation with conventional oven drying method. Based on the image analysis conducted on captured images by X-ray tomography, low resolution can be used to capture the macro-voids (between strand) but not the micro-voids (within strands). Intermediate resolution can be used to capture both the macro and the micro-voids and high resolution can be successfully used to capture the majority of the micro-voids. The content of macro-void was measured and content of micro-void was computed by corresponding related equation. The macro-void distribution can be successfully understood and void content can be correctly estimated through the results.

The experimental study of the thermal conductivity for the soil in South Korea (국내 토양의 열전도도 실험 연구)

  • Cha, Jang-Hwan;An, Sun-Joon;Koo, Min-Ho;Song, Yoon-Ho;Kim, Hyeng-Chan
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2006.11a
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    • pp.24-27
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    • 2006
  • 16개 기상관측소에서 채취한 토양 시료에 대한 토양 물성 및 열특성를 측정하였으며 이를 통하여 공극률, 함수비, 충적밀도, 입도 분포, 유기물 함량, 토양구성광물의 종류 및 함량이 열전도도에 미치는 영향을 파악하였다. 상관성 분석결과 입도분포, 유기물함량 및 토양 구성광물의 종류 및 함량은 낮은 상관성을 보였으며 용적밀도 $(R^2=0.60)$, 함수비$(R^2=0.54)$와 공극률$(R^2=0.56)$은 높은 상관성을 보였다. 또한 함수비(2%)와 토양의 종류에 따른 다중회귀 분석을 통하여 토양의 열전도도를 추정할 수 있는 회귀식을 제시하였다.

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Veriation of Pore Structure of High Strength Concrete Including Silica Fume Exposed to High Temperature (고온에 노출된 실리카퓸 혼입 고강도 콘크리트의 공극구조 변화)

  • Song Hun;Soh Yang-Seob
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.16 no.5 s.83
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    • pp.597-604
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    • 2004
  • This work involves quantitatively investigating the correlation between reductions in strength and variations in pore structure under high temperature that can be utilized as estimation for predicting the inner temperature of member damaged by fire. The experimental results were remarkedly affected by micro-filling effect of silica fume and the different water-binder ratios. The increase of the exposure temperature caused the increase of porosity, which resulted from the reason that evaporable water in gel pore or capillary pores as well as chemically bound water was eliminated from hardened cement paste due to the dehydration of C-S-H and $Ca(OH)_2$. Thermal shrinkage of hardened cement paste gives rise to micro-crack, which cause the increase of porosity. Based on the experimental result that the increase of porosity is in charge of exposure temperature, how porosity is distributed can predict temperature-time history and assess the performance of concrete damaged by fire.

A Study on the Effects of the Coefficient of Uniformity and Porosity on the Soil-Water Characteristic Curves of Sandy Soils (사질토의 함수특성곡선에 대한 균등계수와 공극율의 영향에 관한 연구)

  • Yoo, Kunsun
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.14 no.5
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    • pp.41-47
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    • 2013
  • Well-graded and dense soils have good engineering properties. Unsaturated soil properties such as shear strength, compressibility and permeability are closely related to the soil-water characteristic curve of the soil. Therefore it is important to study the effects of the coefficient of uniformity and the porosity on the soil-water characteristic curve of the sandy soils, which are also related to the grain size distribution and the density of the soil, respectively. In this study soil-water characteristic curves (SWCCs) for six sandy soil specimens were investigated using Tempe pressure cells. The test data were best-fitted to Fredlund and Xing equation. The obtained fitting parameters and the characteristic points of SWCCs were discussed and correlated with the porosity and the coefficient of uniformity of the specimens. The results show that the smaller the porosity of the specimen becomes, the larger the value of the residual matric suction becomes, whereas the larger the coefficient of uniformity of the specimen becomes, the larger the value of the residual matric suction becomes. Regardless of the coefficient of uniformity, the smaller the porosity of the specimen, the flatter the max. slope of SWCC.