• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.549-552
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• 2008

일반적으로 콘크리트의 공극수는 알칼리성이므로 철근의 부식이 방지된다. 그러나 염소이온이 침투하면 철근부식의 위험이 증가하게 된다. 특히 해양환경 콘크리트에서 염소이온의 공급이 활발하여 철근부식이 내구수명을 결정하는 중요한 인자가 되고 있다. 이 논문에서는 염소이온의 확산에 의한 이동을 고려하여, 해양환경에 노출된 사각형 콘크리트 교각에 대한 염소이온 침투해석을 수행하였다. 사각형 교각의 측면에 위치한 철근에 비하여 구석에 위치한 철근에 염소이온이 훨씬 빨리 축적됨을 확인하였다. 또 부식개시 임계농도에 도달하는데 걸리는 시간도 구석 철근의 위치가 측면 철근 보다 짧았다. 해석결과 임계 염소이온 농도에 걸리는 시간은 측면 철근에 비하여 절반 정도로 나타났으며, 따라서 사각형 교각의 염소이온에 대한 내구수명은 구석에 위치한 철근에 의해 결정되며 따라서 이차원 해석이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.497-500
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• 2008

해양 환경에 노출된 구조물의 열화를 평가하는데 있어서 신뢰성을 확보하기 위해서는 기존의 사양설계에 비해 한 단계 발전된 신뢰성에 기반한 확률론적 설계가 필요하다. 또한 내구성 설계에 있어서 중요한 변수가 되는 임계염화물량은 국내 콘크리트 시방서에서 $1.2kg/m^3$으로 결정되었으나, 실설계 적용시 과다 설계를 유발하는 등의 문제를 보여주고 있다. 본 논문에서는 기존 문헌을 통해 임계염화물량의 확률 특성을 결정하고, 실제 실험 및 문헌 고찰을 통하여 표면염화물량, 확산계수, 피복두께의 확률적 특성을 고려하였다. 이를 이용하여 Monte Carlo Simulation을 활용한 신뢰성 염해 내구성 해석을 침매 터널 구조물에 대해 수행하여 대상 구조물의 염해내구성능을 평가하고 콘크리트 표준시방서에서 제시한 부식 임계 염소이온농도에 대한 타당성을 검토하였다. 분석 결과, 현실적인 염해 내구성 설계 및 평가를 위하여 기존에 제안된 $1.2kg/m^3$의 임계값에 대한 검토 및 개선이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.206-213
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• 2024

본 연구는 염소이온이 침투한 시멘트 모르타르에서의 아질산칼슘(Ca(NO₂)₂) 방청제의 방청 효과에 대한 실험적 연구이다. 이를 위하여 아질산칼슘 방청제를 함유한 시멘트 모르타르에 대하여 내부식성과 염화물 이동에 대한 실험을 실시하였다. 그 결과 아질산칼슘 방청제의 사용량을 증가하면 할수록 철근부식에 대한 염화물 임계 농도값이 증가한 반면, 염소이온의 이동속도는 빨라지는 것을 확인하였다. 그러나 아질산칼슘 방청제를 사용한 시멘트 모르타르의 경우 염소이온의 이동속도가 빨라서 부식 발생시간을 단언하는 것은 어려움이 있었다. 그러나 철근부식에 영향을 미치지 않을 아질산칼슘의 사용량은 본 연구의 범위에서는 시멘트 중량 대비 2.0~3.0% 수준의 결과를 나타내었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.43-47
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• 2008

최근에 이차이온질량분석기(Secondary Ion Mass Spectrometry)를 이용한 1 2차 용융흔 구별에 관한 연구가 많은 관심을 끌고 있다. 동선의 깊이 분포에 따른 $^{12}C^-$, $^{63}Cu^-$, $^{18}O^-$, $^{35}Cl^-$ 이차 이온을 검출하기 위해 Cs+ 일차 이온빔을 사용하였고, 본 논문에서는 과전류에 의한 동선의 열적 확산에 대해 분석하였다. 분석결과 PVC 절연피복이 덮인 동선이 보다 더 깊이 탄소와 염소가 확산함을 보였으나, 산소는 절연피복이 덮이지 않은 동선이 더 깊이 확산된 것을 보였다.

• Computers and Concrete
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• 제11권3호
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• pp.201-222
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• 2013

A comprehensive simulation model for the transport process of fully coupled moisture and multi-species in non-saturated concrete structures is proposed. The governing equations of moisture and ion diffusion are formulated based on Fick's law and the Nernst-Planck equation, respectively. The governing equations are modified by explicitly including the coupling terms corresponding to the coupled mechanisms. The ionic interaction-induced electrostatic potential is described by electroneutrality condition. The model takes into account the two-way coupled effect of moisture diffusion and ion transport in concrete. The coupling parameters are evaluated based on the available experimental data and incorporated in the governing equations. Differing from previous researches, the material parameters related to moisture diffusion and ion transport in concrete are considered not to be constant numbers and characterized by the material models that account for the concrete mix design parameters and age of concrete. Then, the material models are included in the numerical analysis and the governing equations are solved by using finite element method. The numerical results obtained from the present model agree very well with available test data. Thus, the model can predict satisfactorily the ingress of deicing salts into non-saturated concrete.

• 산업식품공학
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• 제14권4호
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• pp.354-358
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• 2010

The methods for determining the diffusion parameters for the diffusion of d-limonene, a major volatile compound of orange juice, through a multi-layered food packaging material and predicting its absorption into the packaging material have been investigated. The packaging material used was the 1.5-mm thick multi-layered packaging material composed of high impact polystyrene (HIPS), polyvinylidene chloride (PVDC), and low density polyethylene (LDPE). Orange juice was placed in a cell where volatiles were absorbed in the sample package and kept at $23{\pm}2^{\circ}C$ for 72 hr. The d-limonene absorbed in a 1.5-mm thick multi-layered food packaging material was analyzed by a solid phase micro-extraction (SPME). The absorption parameters for the absorption of d-limonene in the packaging material were determined and absorption of d-limonene into the packaging material was predicted using absorption storage data. The SPME desorption at $60^{\circ}C$ for 1 hr resulted in the most sensitive and reproducible results. The diffusion coefficients of d-limonene in the packaging material and the partition coefficient at $23{\pm}2^{\circ}C$ were approximately $1-2{\times}10^{12}m^2$/s and 0.03, respectively. The absorption profile no earlier than 30 hr was fit well by a model derived from the Fick's law.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권10호
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• pp.787-792
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• 2010

콘크리트는 물시멘트비에 상응하는 공극을 가지게 되며, 공극을 통한 염소이온의 확산을 평가하기 위하여 해안가 폭로 및 해수 침지실험이 널리 사용된다. 이상의 실험은 경우에 따라서 다년간의 시간을 요하는 경우도 있어, 최근에는 전기 영동법에 기초한 급속 염소이온 확산시험을 실시하는 경우가 많으나, 그 값이 폭로 및 침지 시험에서 얻은 값과 상이한 경우가 많아 데이터의 실용성을 높이기 위하여 그 원인 규명이 절실한 실정이다. 본 연구에서는 평가 방법으로써 Nernst-Einstein의 식을 통한 염화물 이온 이동계수의 산정방법을 사용하였으며, NT BUILD 492법 및 해수 침지실험을 통한 확산 특성과 비교하여 값의 차이에 대하여 고찰하였다. 그 결과 실험인자의 변화가 염소이온 확산에 미치는 영향은 미비한 것으로 평가되어져 실험조건에서 발생하는 영향은 거의 없는 것으로 규명되었으며, NT BUILD 492법과도 거의 동일한 값이 구해졌다. 침지실험 결과와의 상이는 염소이온 확산에서 경계조건의 차이 및 염소이온의 시멘트 수화물과의 고정화에 의한 것으로 판단되어진다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.1077-1080
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• 2008

표면염소이온량, 투수계수, 염소이온 확산계수, 임계 염소이온량과 같은 재료 매개변수는 콘크리트의 내구성능을 이해하는데 매우 중요한 재료 매개변수이다. 지난 수십 년간, 해양성 콘크리트 구조물의 내구성 설계에 대한 많은 연구가 이루어졌으나 그 결과는 서로 상이하다. 콘크리트의 통합적인 내구성 설계 시스템을 개발하기 위해서 염소이온의 침투에 영향을 미치는 재료매개변수를 정립하는 것은 반드시 필요한 연구이다. 본 고의 목적은 콘크리트의 재료 매개변수를 시간단계별로 추정할 수 있는 기초적 접근방법을 정리하는 것이다. 미세구조 모델 및 시멘트의 경화특성을 기초로 표면 염소이온량 $[Cl]_s$, 투수계수 K, 염소이온 확산계수 $D_c$, 임계 염소이온량 $[Cl]_{cr}$ 을 산정할 수 있는 해석적 기법이 소개되었다. 이는 시멘트 경화체의 수화단계별 특성을 고려하여 시간의 함수로 표현하였다. 본 고에서 소개한 재료 매개변수의 정립은 시간경과에 따른 염소이온 침투를 시뮬레이션하기 위한 필수적인 선행연구로서, 향후에는 침투 특성을 묘사할 수 있는 지배방정식 등과 같은 다양한 해석적 기법들이 개발될 예정이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.239-248
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• 2006

최근 들어 염해환경하의 콘크리트 구조물에 대한 정량적인 사용수명 및 장기적인 성능의 확보를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 확률론에 기초한 새로운 내구성 해석 및 설계개념이 콘크리트 구조물의 사용수명을 증진하기 위해 매우 효과적인 것으로 나타났다. 이와 관련하여 아직까지는 설계변수와 관련한 신뢰성 있는 자료가 부족한 실정이지만, 새로운 콘크리트 구조물의 경우에는 확률론적 내구성 설계 개념을 부분적으로 적용하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 시간에 따라 변화하는 염소이온 확산계수를 고려하여 Fick의 확산방정식에 대한 해를 구하였으며, 이를 이용하여 Monte Carlo Simulation에 기초한 확률론적 내구성 해석을 수행하였다. 또한, 이를 통해 콘크리트 구조물의 내구성과 관련된 각 설계변수들의 영향을 명확히 하였으며, 제시된 확률론적 내구성 해석절차를 다양한 콘크리트 구조물로부터 얻어진 염소이온 침투자료에 적용하여 유용성을 검토하였다. 그 결과 본 연구에서 제시한 확률론적 내구성 해석절차는 향후 염해 환경에 처한 중요 콘크리트 구조물의 내구성 확보 및 기존 구조물의 염해에 기초한 잔존수명 예측에 매우 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.161-168
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• 2008

해양콘크리트의 대표적인 내구성 열화요인이라 할 수 있는 동결융해나 염해의 경우는 콘크리트내의 공극특성에 따라 침투 및 확산특성이 크게 상이하게 되는데, 이는 동결융해저항성 확보를 목적으로 사용되고 있는 AE제의 종류나 사용량 그리고 그의 경시변화 특성 등과 매우 밀접한 관계가 있다. 따라서 본 연구에서는 굳지않은 콘크리트의 목표 공기량을 각각 4~6%와 8~10%로 계획하여 실내시험을 실시한 후, 모의부재에서는 4~6%를 대상으로 평가하였다. 실험결과, 경화콘크리트의 공기량은 재령 7일에서 각각 2.5~5.2%, 재령 28일에서는 각각 2.4~5.1%정도로서 비빔직후 목표공기량의 절반수준인 것으로 나타났고, 동결융해 반복에 따른 스케일량은 목표공기량 8~10%의 경우가 4~6%에 비해 미미한 수준에서 다소 유리한 것으로 평가되었다. 한편, 모의부재에서 채취한 코어공시체의 동결융해 및 염화물 확산특성에서는 동일배합조건의 실내시험 결과에 비해 다소 불리한 것으로 나타났는데, 실내실험 결과에 비해 동결융해는 106%, 염화물 확산계수는 160% 수준인 것으로 나타났다.