• 제목/요약/키워드: Apparent diffusion coefficients

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국산벤토나이트에서의 요오드이온의 확산특성 (Diffusion Characteristics of Iodide in a Domestic Bentonite of Korea)

  • 이재완;조원진;한필수;박헌휘
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제26권2호
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    • pp.285-293
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    • 1994
  • 압축 벤토나이트에서 핵종이동은 확산에 의해 지배된다. 국산 벤토나이트에 대한 음이온핵종의 확산 특성 규명을 위해서 요오드이온을 대상으로 관통확산실험을 수행하였다. 대상매질은 동해안 지역의 벤토나이트를 사용하였으며, 실험용액은 합성 모의지하수에 I-125를 첨가하여 사용하였다. 압축 벤토나이트의 충전밀도는 1.2, 1.4, 1.7Mg/㎥등 세가지로 하였다. 요오드이온의 겉보기확산계수와 유효확산계수는 충전밀도가 증가함에 따라 감소하였고, 이들 확산계수의 값은 각자 3.80-7.12$\times$$10^{-11}$ $m^2$/s와 1.25-7.97$\times$$10^{-12}$ $m^2$/s의 범위에 있었다. 실험결과, 겉보기확산계수는 벤토나이트의 공극구조에 의존하였으며, 유효확산계수는 공극구조는 물론 핵종확산이동에 이용된 유효공극율에 의해 좌우되었다. 본 연구에서 얻어진 결과는 처분장안전성평가의 기초자료로 활용될 것이다.

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계면활성제 수용액에서 몇가지 용질의 확산거동 특성 (Diffusion Behavior Characteristics of Some Solutes in Surfactant Aqueous Solutions)

  • 안범수
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.79-85
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    • 2007
  • The diffusion behavior of phenol, toluene and benzoic acid in aqueous SDS solution was examined. It showed a similar experimental results for phenol and toluene. The diffusion coefficients of the solutes were characterized by the presence of two distinct regions: below the cmc and above the cmc. For phenol and toluene, it remained approximately unchanged when the SDS concentration was below the cmc. Above the cmc there was an apparent decrease in the diffusion coefficients of the two solutes with increasing SDS concentration. However, for benzoic acid the diffusion behavior was different from that of phenol and toluene. The diffusion coefficient of benzoic acid decreased slightly with increasing SDS concentration, however the diffusion coefficient was almost constant above the cmc. For benzoic acid the diffusion behavior was dependent on the joint contribution of benzoic acid molecules as well as the benzoate ions.

신경망 이론을 이용한 염소이온 겉보기 확산계수 추정 및 이를 이용한 염화물 해석 (Analysis Technique for Chloride Behavior Using Apparent Diffusion Coefficient of Chloride Ion from Neural Network Algorithm)

  • 이학수;권성준
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권4호
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    • pp.481-490
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    • 2012
  • 염화물 이온은 콘크리트 내부로 유입되어 철근부식을 야기하므로 염화물 침투 평가는 매우 중요하다. 전기영동실험을 통한 촉진확산계수가 현실적으로 많이 쓰이고 있지만, 이는 자유염화물 이온에 대한 전기장 내의 이온속도를 나타낼 뿐이므로 염화물량에 대한 명확한 해를 제공하지 못한다. 겉보기 확산계수는 단순한 Fick의 이론을 배경으로 엔지니어에게 전염화물의 확산을 명확하게 제공할 수가 있다. 이 연구는 인공신경망이론을 이용하여 최적의 확산계수를 도출하고 시간의존성 확산계수를 이용하여 염화물 침투를 평가할 수 있는 기법을 제시하는 것이다. 이를 위해 기존의 연구에서 30개의 배합 및 염소이온 겉보기 염화물 확산계수를 인용하였으며, 배합인자(물결합재비, 단위시멘트량, 슬래그, 플라이애쉬, 실리카퓸, 단위 잔골재 및 굵은 골재)를 뉴런으로 선택하여 확산계수에 대한 학습을 훈련하였다. 또한 시간의존성 확산계수를 고려하여 단순한 Fick 법칙으로 염화물 침투를 평가할 수 있는 기법을 제시하였다. 장기침지실험 및 실태조사 결과를 이용하여 제안된 기법의 결과와 비교를 수행하였으며, 그 적용성을 평가하였다. 이 기법은 다양한 배합 및 관련 확산계수의 입수 및 학습을 통하여 더욱 합리적인 기법으로 발전할 수 있다.

해양 환경 폭로 시험을 통한 FA 콘크리트의 겉보기 염화물 확산계수 평가 (Evaluation of Apparent Chloride Diffusion Coefficient of Fly Ash Concrete by Marine Environment Exposure Tests)

  • 윤용식;임희섭;권성준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.119-126
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    • 2019
  • 해안 지역에 시공된 철근 콘크리트 구조물은 해수 중의 염소 이온에 의해 내부 철근이 부식하게 된다. 특히 해안지역에서는 해수에 침지되는 경우뿐만 아니라 조수간만 및 비래염분의 영향을 받기 때문에 이에 대한 고려가 필수적이다. 본 연구에서는 3가지 수준의 노출 환경(침지대, 간만대, 비말대)과 노출기간 180일, 365일, 730일을 고려하여 해양환경노출실험을 실시하였다. 대상 배합은 3가지 수준의 물-결합재비 및 2가지 수준의 플라이애시 치환률(0 %, 30 %)을 고려하여 설정하였다. 모든 노출조건에서 플라이 애시 치환 배합이 OPC 배합 대비 낮은 겉보기 염화물 확산계수를 나타내었으며, 이는 플라이애시의 포졸란 반응이 원인으로 사료된다. 플라이애시 배합은 노출 기간 180일에서는 플라이애시 치환 배합이 OPC 배합 대비 최대 63 5 %의 감소율을, 노출 기간 730일 에서는 최대 55.8 %의 감소율을 나타내었다. 노출 조건에 따른 확산계수 거동을 평가한 결과, 플라이애시 치환 배합에서는 간만대, 침지대, 비말대 순으로 확산계수가 평가되었다. 간만대에서는 건습이 반복되어 염화물 이온의 침투가 빠르게 일어나는 것으로 보인다.

시간의존성 염화물 확산계수와 압축강도 상관성에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on the Relationship between Time-Dependent Chloride Diffusion Coefficient and Compressive Strength)

  • 이승훈;권성준
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권6호
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    • pp.715-726
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    • 2012
  • 콘크리트의 대표적 물성치인 강도 및 염화물 확산계수는 재령에 따라 변화하며, 염화물 침투 해석시 이러한 영향들이 고려되고 있다. 이 연구는 다양한 혼화재료 (고로슬래그 미분말, 플라이애쉬, 실리카 퓸)을 포함하는 고성능콘크리트의 촉진염화물 확산계수, 겉보기 염화물 확산계수, 강도 특성을 재령에 따라 실험적으로 도출하고 그 상관성을 분석하는데 목적이 있다. 이를 위해 30개의 배합을 가지는 고성능 콘크리트가 제작되었고, 재령 28일, 91일, 180일, 270일에 대한 촉진확산계수를 실험적으로 도출하였으며, 또한 동일배합에 대하여 침지 6개월 이후의 겉보기 확산계수가 도출되었다. 재령에 대한 강도 특성을 평가하기 위해, 재령 7일, 28일, 91일, 180일에 대한 강도시험이 수행되었다. 시간 의존적인 촉진확산계수의 변화가 겉보기 확산계수 및 강도와 비교되었으며, 각각의 상관관계가 재령에 대하여 분석되었다. 이 연구를 통하여 겉보기 확산계수와 촉진확산계수는 재령에 큰 영향을 받지 않으면서 선형적인 상관성이 도출되었다. 또한 강도와 촉진확산계수 그리고 강도와 겉보기 확산계수에서도 재령에 큰 영향을 받지 않는 선형적인 관계가 도출되었다.

염분환경하 콘크리트 경화체의 내구성에 미치는 혼합재의 영향 (I) 시멘트 경화체중에서의 Cl-이온의 확산 (Effect of Blending Materials on the Durability of Concrete (I) Diffusion of Cl-ions through Hardened Cement Paste)

  • 김남중;최상흘;정재동;한기성
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1991년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.11-14
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    • 1991
  • Apparent diffusion coefficients of Cl-ions through hardened cement paste(HCP), which were partly substituted blending materials, were determined. Also, pore solution was extracted from HCP which were immersed in NaCl solution, and Cl- concentration of the solution were analyzed. Partly substitution of pozzolanic materials considerably reduced the diffusion rate for Cl-ions and Cl- concentration of pore solution. Binding capacity of Cl- is related to the content of Al2O3 and pozzolanic reactivity.

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비말 지역에 노출된 FA 콘크리트의 균열을 고려한 겉보기 염화물 확산계수 및 표면 염화물량 평가 (Evaluation of Apparent Chloride Diffusion Coefficient and Surface Chloride Contents of FA concrete Exposed Splash zone Considering Crack Width)

  • 윤용식;권성준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권6호
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    • pp.18-25
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    • 2019
  • 콘크리트는 인장력에 취약한 재료적 특징을 갖기 때문에 콘크리트 구조물의 사용기간 중에 발생하는 균열은 내구성능 평가 시 필히 고려되어야 한다. 본 연구에서는 두 수준의 강도를 고려한 플라이애시 콘크리트를 배합하여 옥외 폭로 시험을 실시하였다. 노출 환경은 비말 조건으로 설정하였으며, 균열 폭이 콘크리트의 염화물 확산 거동에 미치는 영향을 평가하고자 각 배합의 시편에 0.1 mm 간격으로 최대 1.0 mm 까지의 균열 폭을 야기하였다. 그 후 3가지 수준의 노출기간(180일, 365일, 730일)을 고려하여 겉보기 염화물 확산계수 및 표면 염화물량을 산출하였다. 균열 폭의 증가에 따라 두 배합 모두 확산계수가 증가하였으며, 노출기간이 증가함에 따라 확산계수는 감소하였다. 또한 노출 기간이 증가함에 따라 균열 폭이 확산계수에 미치는 영향이 감소하였는데, 이는 염소 이온 기반 수화물이 콘크리트의 확산성을 저감시키기 때문으로 사료된다. 표면 염화물량 거동은 겉보기 염화물 확산계수 거동 대비 균열 폭의 증가에 따른 뚜렷한 변화 거동이 발생하지 않았으며, 고강도 배합에서 보통 강도 배합 대비 78.9 % ~ 90.7 %의 표면 염화물량을 나타내어 강도와의 상관관계를 갖는 것으로 판단된다.

촉진 염화물 시험결과를 이용한 비말대 콘크리트 구조물의 내구수명 평가 (Service life evaluation in RC structure near to sea shore through accelerated chloride diffusion test)

  • 김정수;권성준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.30-36
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    • 2019
  • 염해에 노출된 콘크리트 구조물의 내구수명을 정량적으로 평가하기 위해서는 사용 배합을 통하여 확산계수를 평가하고 이를 이용한 염화물 침투 해석이 필요하다. 본 연구에서는 비말대에 노출된 콘크리트 구조물에 대하여 촉진 확산계수를 NT BUILD 492 및 ASTM 1202를 통하여 평가하였으며, 기존의 연구를 이용하여 겉보기 확산계수를 도출하였다. 사용배합의 특성과 가장 보수적인 조건인 임계 염화물량과 표면 염화물량을 고려하였으며, Life 365 ver.2 프로그램을 이용하여 외벽 및 기둥구조의 내구수명을 평가하였다. 10년 및 15년의 Built-up period의 변화에 대해서는 내구수명은 큰 차이를 보이지 않았으며. 슬래그를 사용한 두 개의 배합에서는 높은 시간의존성 지수와 낮은 초기 염화물 확산계수로 인해 75년 이상의 높은 내구수명이 확보되었다.

Pulsed (Field) Gradient Spin Echo (PGSE) NMR에 의한 ADS/OTAC 혼합 수용액에서의 콜로이드 회합체의 자가 확산 계수 (Self-Diffusion Coefficients of Colloidal Association Structures in ADS/OTAC Mixed Aqueous Solutions by Pulsed (Field) Gradient Spin Echo-NMR)

  • 김홍운;임경희;김은희;정재준
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.339-348
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    • 2002
  • Self-diffusion coefficients of colloidal ass9Ciation structures in the aqueous solutions of anionic ammonium dodecyl sulfate (ADS) and cationic octadecyltrimethylammonium chloride (OTAC) surfactants were measured by pulsed-gradient spin echo NMR. The results were interpreted on the basis of the ADS/OTAC/water phase diagram. Crossing the phase boundaries, significant changes in self diffusion coefficients were observed and well correlated to the phase diagram. For the micelles their apparent radii were obtained from Stokes-Einstein equation. Their values were 15 for the ADS micelles and 54 ${{\AA}}$ for the OTAC micelles, respectively. For vesicles which were formed spontaneously at different relative amounts of the surfactants and total surfactant concentrations, the radius was measured as 50 to 200 nm. This result is in fair agreement with those by TEM and light scattering.

시멘트 경화체 중에서의 C1-의 확산과 세공용액의 pH에 미치는 혼화재의 영향 (Influence of Blending Materials on C1- Diffusion and pH of Pore Solution in Cement Pastes)

  • 김남중;최상흘;정재동;한기성
    • 콘크리트학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.97-106
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    • 1992
  • 보통 포틀랜드 시멘트에 수쇄고로 슬래그, 플라이 애쉬, 실리카흄 등을 치환첨가한 시멘트 페이스트 경화체를 통한 C1-이온의 겉보기 확산계수를 구하고 경화체에서 추출한 세공용액의 C1-이온의 결합능력을 구하였다. C1-이온의 확산계수는 W/C의 증가에 따라 증가하였으며, 혼화재를 치환첨가한 경우 감소하였다. 세공용액의 C1-이온의 농도 및 OH-이온의 농도도 혼화재의 첨가로 감수하였다.