Self-Compacting Concrete (SCC) is a new technology capable to flow without segregation or any addition of energy which leads to efficient construction and cost savings. In this study, the effect of replacing the Ordinary Portland Cement (OPC) with Fly Ash (FA) on the strength, durability of the concrete was investigated experimentally, and carbon footprint and cost were also assessed. Four different replacement FA ratios (0%, 20%, 40% and 60%) were used to create four SCC mixes. Standard test methods were used to determine the workability, strength, and durability of the SCC mixes including resist chloride ion penetration, water permeability, water absorption, and initial surface absorption. The axial cube compressive strength tests were performed on the SCC mixes at 1, 7, 14, 28 and 35 days. Replacing the OPC with FA had a significant positive impact on chloride iron penetration resistance and water absorption but had a considerable negative impact on the compressive strength. The SCC mix with 60% FA had 36.7% and 15.8% enhancement in the resistance to chloride ion penetration and water absorption, respectively. Evaluation of the carbon footprint and the cost of each SCC mixes showed the $CO_2$ emissions mixes 1, 2, 3 and 4 were significantly reduced by increasing the FA content from 0% to 60%. Compared with the control mix, the cost of all mixes increased when the FA content increased, but no significant differences were seen between the estimated costs of all four mixes.
본 연구에서는 30, 40, 50 wt% MDEA (N-methyldiethanolamine) 수용액을 이용하여 0~50 bar, $40{\sim}80^{\circ}C$의 조업조건에서 이산화탄소 흡수평형실험을 수행하여 연소전 이산화탄소 포집에 적용 가능한 고압조건에 대한 정보를 알고자 하였다. 또한 MDEA의 반응 속도를 증가시키기 위하여 piperazine 5.0~10.0 wt%를 첨가한 후 이산화탄소 흡수실험을 수행하였다. 그 결과 수용액 상 MDEA의 농도, 반응 온도가 증가함에 따라 평형 압력이 증가하였으며 반응온도가 높을수록 흡수속도가 증가하였다. Piperazine을 첨가한 MDEA 수용액은 MDEA 40 wt% 단독 흡수제에 비해 초기 반응에서 2.5배에 가까운 반응속도와 16% 가량 증대된 흡수능을 보였다.
지구온난화 방지를 위해 이산화탄소를 제거하는 다양한 방법 중 이산화탄소 포집 및 저장 기술이 가장 유망한 기술로 부각되고 있다. 이산화탄소 포집 및 저장기술이 상용화되기 위해서는 저가의 효율적인 흡수제 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 금속 나노입자를 이용하여 이산화탄소 흡수속도를 촉진하는 연구를 수행하였다. 코발트, 아연, 니켈의 세 가지 금속나노입자를 합성하였으며 나노입자 합성 방법 중 습식법과 건식법에 의한 영향을 비교 분석하였다. pH 변화를 이용한 이산화탄소 흡수 속도 측정 결과 습식법으로 제조한 니켈 금속나노입자가 가장 우수한 이산화탄소 흡수 속도 촉진효과를 보였다. 금속 나노입자를 이산화탄소 포집공정에 적용할 경우 흡수탑의 크기를 작게 하여 경제적인 공정 구현이 도움이 될 것으로 기대된다.
본 연구에서는 적층 패턴이 다른 5가지 섬유금속적층판(Fiber Metal Laminates, FMLs)에 대한 유한요소해석을 수행하여 선행 연구로 수행한 낙추충격시험과의 유사성을 검증하였고, 효과적인 저속 충격 해석 모델을 개발하였다. 또한 동일한 두께를 가지는 연강(mild steel)과 에너지흡수율을 비교하여 Carbon-Steel 섬유금속적층판의 내충격성을 확인하였다. Carbon-Steel 섬유금속적층판은 동일한 두께를 가지는 연강에 비하여 우수한 충격흡수율을 보였으며, 모든 적층 패턴에서 96% 이상의 높은 에너지흡수율 갖는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 저속 충격 해석 모델은 복합형상 및 자동차 구조체 연구에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
Mg hydride had high hydrogen capacity (7.6%), lightweight and low cost materials and it was promising hydrogen storage material at high temperature. However, commercial applications of the Mg hydride are currently hindered by its high absorption/desorption temperature, and very slow reaction kinetics. one of the approaches to improve the kinetic is $MgH_x$ intermixed with carbon. And it shows that carbon and carbon allotropes have a beneficial effect on hydrogen sorption in Mg. The graphene is a kind of carbon allotropes which is easily desorbed reaction at low temperatures because its reaction is exothermic. In this work, the effect of graphene concentration on the kinetics of Mg hydrogen absorption reaction was investigated. The $MgH_x$-Graphene composites has been prepared by hydrogen induced mechanical alloy (HIMA). The synthesized powder was characterized by XRD and simultaneous TG, DSC analysis. The hydrogenation behaviors were evaluated by using a sievert's type automatic PCT apparatus. In this research, results of kinetic profiles exhibit hydrogen absorption rate of $MgH_x$-5wt.% and 10wt.% graphene composite, as 1.25wt.%/ms, 10.33wt.%/ms against 0.88wt.%/ms for $MgH_x$ alone at 473K.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제2권2호
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pp.5-15
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2001
The experiment established optimal conditions for over-carbonization. With the use of the electron microscopy and X-ray phase analysis the regularities of carbon deposit formation in process of methane and propane pyrolysis on the zeolites, Kazakhstan natural clays, chrome and bauxite sludge containing metal oxides of iron subgroup, have been studied. In process of over-carbonization the trivalent iron was reduced to metal form. In addition, the carbon tubes of divers morphology had been impregnated with ultra-dispersed metal particles. The kinetic parameters of carbon formation in process of methane decomposition on the zeolite - CoO mixture surface were investigated by method of thermo-gravimetric analysis. The morphology and structure of formed carbon fibrils, with the metal particles fixed at their ends, have been investigated, the formation of branched carbon fibrils pattern, so called octopus, being found. Also, the walnut shells and grape kernel carbonization, their immobilization by the cells of selective absorption of heavy metal and sulfur dioxide ions have been studied. The example of metal-carbon composites used as adsorbents for wastewater purification, C$_3$- C$_4$ hydrocarbon cracking catalysts and refractory materials with improved properties have been considered.
수산화칼륨(KOH) 수용액을 이용한 $CO_2$ 포집에 관한 연구를 수행한 결과 $K_2CO_3$ 생성 및 $KHCO_3$가 생성되는 화학흡수 반응이 순차적으로 일어났고 그 후 $CO_2$ 물리흡수가 일어남으로써 전 반응이 종료되었다. KOH가 한계 반응물인 회분식 흡수에서 $K_2CO_3$의 생성 속도는 $OH^-$ 농도에 관해 1차 반응이며 $KHCO_3$ 생성 속도는 $CO_3^{2-}$ 농도에 0차 반응으로 흡수 속도는 $0.18gCO_2/mi$n으로 계산되었고 이 값은 $K_2CO_3$ 수용액에서의 흡수 속도와 일치한다. 5% KOH 흡수제의 $CO_2$ 포집율의 경우 1구간에서 57%, 2구간에서 12% 이었으며 전체 19%로 측정되었다. KOH 흡수제의 $CO_2$ 포집양은 이론값보다 2~3% 정도 작았는데 그 이유는 $KHCO_3$ 이외 $K_2CO_3{\cdot}KHCO_3{\cdot}1.5H_2O$가 생성되는 부 반응이 동반되기 때문으로 판단된다.
The function of carbon fibre reinforced polymer (CFRP) reinforcement in increasing the ductility of reinforced concrete (RC) deep beam is important in such shear-sensitive RC member. This paper aims to investigate the effect of CFRP-strengthening on the energy absorption of RC deep beams. Six ordinary RC deep beams and six CFRP-strengthened RC deep beams with shear span to the effective depth ratio of 0.75, 1.00, 1.25, 1.50, 1.75, and 2.00 were tested till failure in this research. An empirical relationship was established to obtain the energy absorption of CFRP-strengthened RC deep beams. The shear span to the effective depth ratio and growth of energy absorption of CFRP-strengthened deep beam were the significant factors to establish this relationship.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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