• 대한토목학회논문집
• /
• 제32권1A호
• /
• pp.31-37
• /
• 2012

콘크리트는 대표적인 다상 재료로서, 재료를 구성하는 각 성분의 공간적 분포는 콘크리트의 특성에 큰 영향을 미친다. 콘크리트에 존재하는 공극(void)은 콘크리트의 강도 및 투수성에 큰 영향을 주는 요인으로서, 콘크리트의 재료 물성의 파악을 위해 내부 공극의 분포를 파악하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 투수 콘크리트의 공극 분포 분석을 위해서 CT(computed tomography)로부터 얻은 단면 이미지를 중첩하여 3차원 콘크리트 디지털 시편을 생성, 공극 분포를 시각화(visualization)하였다. 공극 분포 상태를 확률적으로 묘사하기 위하여 확률 분포 함수들(two-point correlation function, lineal-path function과 two-point cluster function)을 사용하여 투수 콘크리트 디지털 시편의 공극 분포를 분석하였다. 그 결과, CT와 확률 분포 함수를 이용한 3차원 이미지 분석 방법을 통하여 투수 콘크리트 내부에 존재하는 공극의 공간적 분포에 대한 연속성, 투수성 및 이방성을 효과적으로 파악할 수 있음을 확인하였다.

• 보존과학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.361-370
• /
• 2010

Gameunsaji West Stone Pagoda;Filler;Consolidation;Pore;Injection;Materials; 석조문화재의 내부공극은 강화처리만으로 효과를 보기 어렵고 고분자합성수지를 이용한 충전의 경우 재료적 이질감과 높은 강도, 저점도에 따른 유동성 향상으로 내부벽면만 접착, 강화되는 단점이 있다. 따라서 본 연구는 무기질 바탕의 다양한 충전제를 검색하여 충전효과검증을 통해 감은사지삼층석탑 공극부 충전에 효과적인 충전제를 선정, 보존처리를 실시하였다. 충전실험 결과 부재와 동일하거나 매우 유사한 물성을 지닌 KSE 500 STE + KSE Filler A KSE Filler B 조합을 사용하여 충전하였다. 서탑 전체표면적은 $252.6m^2$이며 이중 내부공극이 발달한 부분은 $17.77m^2$(7.03%)로 내부를 충전($24,885m{\ell}$)하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제16권6호
• /
• pp.73-81
• /
• 2012

콘크리트 구조물은 일반적으로 동결융해 작용을 받는 조건에 노출되고, 이러한 동결융해작용은 콘크리트의 공극구조를 변화시키고, 콘크리트의 내구성을 저하시킬 우려가 있다. 따라서 본 연구에서는 동결융해작용에 의한 콘크리트 내부공극구조 변화와 동결융해작용을 받은 콘크리트의 내구특성을 평가하고자 하였다. 실험결과, 기존의 동결융해 평가기법에 따르면 모든 배합에서 우수한 내구성능을 나타내었으나, 동결융해 작용에 노출됨에 따라 50~100nm 크기의 공극이 크게 증가하며, 콘크리트 염화물침투저항성이 저하하였다. 수중양생 콘크리트의 공극구조와 염화물 침투저항성은 선형관계를 보이지만, 동결융해작용을 받으면 내부공극구조의 변화로 선형관계가 저하하였다. 동결융해작용과 염화물침투를 동시에 받는 구조물의 내구성 평가기준에 대한 재검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제12권1호
• /
• pp.51-61
• /
• 2013

본 논문에서는 지오텍스타일 공극 크기 분포를 이미지 분석방법을 이용하여 정량적으로 산출하였다. 연구과정은 실내시험을 통해 지오텍스타일-지오멤브레인 층으로 된 재료를 에폭시 레진으로 포화시킨 후, 양생, 절단하여 그 표면을 디지털 광학현미경으로 관찰하고 정량화함으로 이루어졌다. 여기서는 재료공학에서 주로 사용하는 공간학(stereology)의 개념을 사용하였으며, 지오텍스타일 필라멘트에 의해 둘러싸인 공극의 크기를 최대내접공극크기분포(LIOS)로 표현하였다. 지오텍스타일 내부 축적빈도 50%에 해당하는 공극직경이 압축응력이 10kPa에서 300kPa로 증가함에 따라 $45{\mu}m$가량 감소하였으며, 다시 압축응력을 10kPa로 되돌렸을 경우 초기치의 90%정도 수준으로 회복하였다. 마찰형 지오멤브레인 표면에서 연직응력 100, 300 kPa을 받으며 전단되었을 경우 평균 공극의 크기가 각가 32, 16.5% 감소하였다. 본 논문의 시험 및 분석 결과는 지오텍스타일 내부의 최대내접공극 크기분포가 표면거칠기가 다른 지오멤브레인 표면에서 압축 및 인터페이스 전단됨에 따라 어떻게 변화하는지를 보여준다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
• /
• pp.238-238
• /
• 2019

산지계곡에는 큰 자갈이나 호박돌이 무더기로 퇴적되어 있어서 대규모 공극을 구성한다. 호우시 이 돌무더기 내부에 빠른 흐름이 형성되고 이에 따른 퇴적사면의 급격한 변동이 발생하기도 한다. 본 연구에서는 대공극 매질의 흐름은 산지계곡에 퇴적된 균일 직경을 가진 구형 입자로 구성된 대규모 공극 매질을 구성하고, 비 Darcy 흐름의 유속에 미치는 입경의 영향을 수리실험으로 조사하였다. 실험에 사용된 구형 입자는 크기가 15.5mm, 25mm, 36.5mm인 유리구슬이고, 조성된 매질의 공극율은 Table 1과 같으며, 실험에서 침투거리는 40cm로 하였다. 실험유량은 0.98~15.41 t/s이고 입자 Reynolds 수는 120~4,580의 범위였다. 동수경사가 증가하면 매질의 단면평균 유속이 비선형적으로 증가하였다. 입경이 작을수록 유속과 동수경사 사이의 비선형적 경향이 더 크다(Fig.1). 동일한 동수경사에서 매질의 입경이 클수록 유속이 빠르게 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제6권3호
• /
• pp.118-125
• /
• 2011

콘크리트 내부의 공극의 크기 및 분포상태는 콘크리트의 내구성을 결정하는 요인 중 하나이며, 구조물의 성능을 판단하는데 중요한 지표로 사용된다. 최근 고유동 콘크리트(High-Fluidity Concrete 이하 HFC로 약함)에 대한 연구는 많은 시공사례와 함께 진행되고 있지만, 콘크리트의 내구성능에 영향을 미치는 공극구조에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 30 MPa 범위의 일반콘크리트(Conventional Concrete 이하 CC로 약함) 및 석회석 미분말 및 플라이 애시를 사용한 HFC를 제조하여 콘크리트의 공극구조를 비교 분석 하였다. 실험결과 30 MPa 범위의 CC 및 HFC의 평균 공극 직경은 HFC가 CC보다 작게 나타났으며, SEM 분석 결과 HFC가 CC보다 전체적으로 내부구조가 치밀한 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통하여 HFC가 CC보다 내구성 측면에서 우수할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제33권4호
• /
• pp.251-257
• /
• 2011

이산화탄소의 해양 지중저장에 대한 전산모사를 위해 실제 이산화탄소가 저장되는 해양 지중 저장층에 대한 3차원 전산모형을 개발하였다. 특히, 실제 저장층의 3차원 구조를 모사하기 위하여 공극의 크기를 불규칙(random)적으로 부여하는 수치적 방법을 고안하여 3차원 전산모형을 구성하였고, 이를 균일한 공극 구조의 경우와 비교하였다. 이렇게 구성된 3차원 공극모형 내의 초임계 이산화탄소 유동을 시뮬레이션하기 위하여 전산유체역학을 사용하였다. 이러한 초임계 이산화탄소의 시뮬레이션에는 실제 저장층의 환경 즉 온도 및 압력을 동일하게 모델링하여 적용하였다. 공극 구조가 $CO_2$의 유동에 미치는 영향을 살펴보기 위해, 세 가지 형태의 3차원 전산모형의 공극 구조 내부를 흐르는 초임계 이산화탄소 유동에 대한 수치해석을 수행하였으며, 특히 3차원 전산모형의 내부유동에 대한 압력강하 및 투수율을 계산하여 본 모형이 해양 지중저장의 전산모사에 적합한지를 판단하고, 이산화탄소 유량 증가에 따른 초임계 이산화탄소 유동의 특성을 살펴보았다.

• 터널과지하공간
• /
• 제26권3호
• /
• pp.181-191
• /
• 2016

이산화탄소 지중저장 시 암석 내부의 공극구조는 지층 내 이산화탄소의 거동에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 포항분지 영일만 지역에서 채취한 시추코어를 대상으로 X선 단층촬영 기법을 이용해 3차원 영상을 취득하고, 그 내부에 대한 정량적인 분석을 실시하였다. 세 가지 목표지층인 심도 740 m, 780 m, 810 m 부근에서 채취한 사암 시료(T1, T2, T3)의 공극률은 각각 25.22%, 23.97%, 6.28%로 분석되었다. 등가직경, 공극 부피, 공극 표면적, 국부두께 분석을 수행하였으며, 그 결과 T1, T2 시료가 T3 시료에 비해 이산화탄소 지중저장에 더 적합한 것으로 나타났다. 본 연구의 분석 결과는 이산화탄소 주입 조건 결정, 지층 내 이산화탄소 유동 해석 등에 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제7권3호
• /
• pp.19-31
• /
• 2007

플라이 애쉬와 고로슬래그를 함유하고 물-결합재비가 낮은 고성능 콘크리트의 자기건조에 의한 습도감소와 수축과의 연관성을 파악하기 위하여 내부 습도와 변형률을 측정하였다. 그 결과 일반 콘크리트 내부 습도 감소는 약 10% 수축변형률은 약 $320{\times}10^{-6}$까지 진행하였으며 플라이 애쉬 10%, 20% 혼입한 콘크리트의 경우 각각 10%, 7%의 습도 감소와 $274{\times}10^{-6}$, $231{\times}10^{-6}$의 변형률을 나타내었다. 고로슬래그 40%, 50%를 혼입한 콘크리트는 11%, $371{\times}10^{-6}$, O30G50은 11%, $350{\times}10^{-6}$의 습도감소와 수축 변형률을 나타내었으며 플라이 애쉬 혼입 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 습도 감소량과 변형률이 감소하며 고로슬래그 혼입 콘크리트는 증가하는 경향을 보였다. 자기수축의 경우 내부 습도와 변형률의 관계만을 고려할 때 플라이 애쉬, 고로슬래그 혼입 유무에 상관없이 모두 습도와 변형률은 강한 선형성을 보였다. 콘크리트 내부 습도 변화와 수축변형률의 관계를 보다 구체화하기 위하여 콘크리트 내부 공극을 단일 네트워크로 가정하고 확장 메니스커스 생성 가정 하에 공극수에서 발생하는 모세관 압력과 수화조직체에서 발생하는 표면에너지 변화를 습도의 함수로 모델링하여 수축의 구동력으로 작용시킨 결과 실험값과 비교적 일치하는 값을 나타내었다. 이를 근거로 물-결합재비가 낮은 고성능 콘크리트에서 자기건조에 의한 습도감소는 20nm이하의 소형공극에서 발생함을 파악할 수 있었으며 따라서 자기수축에 대한 제어 방안은 이러한 소형공극에서의 공극수 표면장력과 포화도에 초점을 맞추어야 함을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
• /
• 제35권6호
• /
• pp.463-468
• /
• 2022

상용 FFF (Fused filament fabrication) 3D 프린터로 제조된 탄소 단섬유강화 나일론 복합재료 구조의 내부 채움 패턴(Infill pattern)의 높은 공극률은 프린팅 된 구조의 기계적 성능을 결정한다. 본 연구는 프린팅 된 구조의 내부 채움 패턴의 공극률을 줄여서 기계적 특성을 개선하기 위해 사각형 내부 채움 구조로 제작된 Onyx 복합 재료 시편의 열압밀 조건에 따른 시편의 기계적 성능을 실험적으로 평가하고, 가장 우수한 기계적 물성을 유도하는 열압밀 공정 조건(145℃, 4 MPa, 12 min)을 찾았다. 현미경 관찰결과 열압밀 후처리를 겪은 복합재료 시편의 내부 채움 공극률이 효과적으로 줄어듦을 확인하였다. 후처리된 시편의 기계적 성능을 확인하기 위해, 후처리를 하지 않은 대조군 시편과, 후처리 후 밀도와 치수를 동일하게 설정하여 출력한 시편과 함께 인장시험 및 3점 굽힘시험을 수행하여 기계적 물성을 비교한 결과 열압밀 후처리를 수행한 경우 기계적 물성이 효과적으로 개선되는 것을 확인하였다.