• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권2호
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• pp.175-182
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• 2010

As part of a fundamental study on the volume reduction of contaminated concrete wastes, the separation characteristics of the aggregates and the distribution of the radioactivity in the aggregates were investigated. Radioisotope $^{60}Co$ was artificially used as a model contaminant for non-radioactive crushed concrete waste. Volume reduction for radioactively contaminated dismantled concrete wastes was carried out using activated heavy weight concrete taken from the Korea Research Reactor 2 (KRR-2) and light weight concrete from the Uranium Conversion Plant (UCP). The results showed that most of the $^{60}Co$ nuclide was easily separated from the contaminated dismantled concrete waste and was concentrated mainly in the porous fine cement paste. The heating temperature was found to be one of the effective parameters in the removal of the radionuclide from concrete waste. The volume reduction rate achieved was above 80% for the KRR-2 concrete wastes and above 75% for the UCP concrete wastes by thermal and mechanical treatment.

• Computers and Concrete
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• 제27권3호
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• pp.283-295
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• 2021

Existing meso-scale models of concrete need to refine the mesh grids of aggregate and cement mortar, which may greatly reduce the computational efficiency. To overcome this problem, a novel meso-scale modeling strategy, which is based on rigid body spring method and Voronoi diagram, is proposed in this study to establish the meso-scale model of concrete. Firstly, establish numerical aggregate models according to user-defined programs. Circle aggregates are adopted due to their high efficiency in generation and packing process, and the grading of aggregate are determined according to the distribution curve proposed by Full and Thompson; Secondly, extract the centroids of aggregates, and then develop the Voronoi diagram in which aggregate centroids are defined as initial scatters; Finally, establish the rigid body spring model for concrete based on the Voronoi diagram. Aggregates are represented by rigid blocks, and assumed to be unbreakable. Cement mortar is concentrated into the interface between adjacent blocks and represented by two uniform springs. The number of grids is consistent with that of aggregates in specimens, and no mesh-refinement of aggregates and cement mortar is required. The accuracy and efficiency of the proposed modeling strategy are firstly identified by comparing the numerical results with the experimental ones, and then the applicability of the proposed strategy with different volume percentage occupied by aggregates is investigated.

• Computers and Concrete
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• 제7권5호
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• pp.469-482
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• 2010

This paper investigates the concrete permeability through a numerical and statistical approach. Concrete is considered as a random heterogeneous composite of three phases: aggregates, interfacial transition zones (ITZ) and matrix. The paper begins with some classical bound and estimate theories applied to concrete permeability and the influence of ITZ on these bound and estimate values is discussed. Numerical samples for permeability analysis are established through random aggregate structure (RAS) scheme, each numerical sample containing randomly distributed aggregates coated with ITZ and dispersed in a homogeneous matrix. The volumetric fraction of aggregates is fixed and the size distribution of aggregates observes Fuller's curve. Then finite element method is used to solve the steady permeation problem on 2D numerical samples and the overall permeability is deduced from flux-pressure relation. The impact of ITZ on overall permeability is analyzed in terms of ITZ width and contrast ratio between ITZ and matrix permeabilities. Hereafter, 3680 samples are generated for 23 sample sizes and 4 contrast ratios, and statistical analysis is performed on the permeability dispersion in terms of sample size and ITZ characteristics. By sample theory, the size of representative volume element (RVE) for permeability is then quantified considering sample realization number and expected error. Concluding remarks are provided for the impact of ITZ on concrete permeability and its statistical characteristics.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제10권2호
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• pp.73-79
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• 1995

Incidents of seafood and massive fish kills have been rapidly increasing in both frequency and geographical distribution and the socioeconomic impacts brought by those incidents. However, the biological origins of those marine toxins have not been well clarified. Most of the marine organisms investigated are filter-feeder, which accumulate toxins from their food and/or their symbiotic microalgae. We have examined the action on rabbit platelets of marine toxins isolated from cultured dinoflagellates and sponge collected at Okinawa. Maitotoxin (MTX) is a water-soluble toxin isolated from the cultured dinoflagellate Gambierdiscus toxicus which causes a seafood poisoning in tropical regions. Zooxanthellatoxin A (ZT-A) was isolated from exteracts of cultured symbiotic dinoflagellate Symbiodinium sp. (socalled zooxanthella) from flatworms of the genus Amphiscolops collected at Okinawan marine sponge Theonella sp. MTX caused a disaggregation and a dissolution of large aggregates. ZT-A caused a dissolution of small aggregates followed by a increment of light tranmission. TZ-A caused an initial and transient shape change followed by a sustained aggregation and a increment of large aggregates. In conclusion, marine toxins exert unique patterns on the light trasmission and the size of aggregates in rabbit platelets by their concentrations and kinds

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2019년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.157-158
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• 2019

As the aggregate supply and demand shortages in Korea due to the lack of aggregates due to the regulation of production and use conditions of domestic aggregate collectors, the media recently pointed out the distribution of so-called bad aggregates containing soil powder. Such poor aggregates have a high self-absorption rate according to the reference, etc., leading to a decrease in the fluidity of the concrete. Therefore, in order to secure fluidity, the unit quantity increases greatly from $30kg/m^3$ to $55kg/m^3$, and the increased unit yield eventually leads to a decrease in compressive strength, resulting in a decrease in strength from about 35% to 45% compared to general aggregates. It indicates that there is a risk of shortening the life of the structure. Therefore, this study aims to analyze the effect of aggregate soil on concrete.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.227-235
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• 2012

대표적인 다상 재료인 콘크리트는 구성 성분의 공간적 분포에 의해 재료 특성이 큰 영향을 받는다. 특히 공극(void)은 콘크리트의 특성에 큰 영향을 주는 요인으로서, 콘크리트 내부에 분포하는 공극의 공간적 분포를 파악하는 것은 재료의 특성을 이해하는데 매우 중요하다. 본 연구에서는 콘크리트 내부에 존재하는 경량 골재의 공극 분포 분석을 위해서, CT(computed tomography)로부터 얻은 단면 이미지를 활용하여 생성된 3차원 경량 골재 이미지를 활용하여 공극 분포를 시각화(visualization)하였다. 방향에 따른 3차원 경량 골재 내부의 공극 분포 상태를 정성적으로 묘사하기 위해서 확률 분포 함수인 두점 상관함수(two-point correlation function)를 사용하여 공극의 공간적 분포 경향을 구(sphere)에 표현하였다. 또한 방향에 대한 골재의 강성도(stiffness)를 계산하여 각 방향에 따른 골재의 역학적 물성치 분포 변화를 확인하였다. 각 방향으로의 확률 분포 함수로 표현된 공극 분포와 강성도 분석함으로서 CT 이미지를 통한 공극 분포 특성 분석 및 경량 골재의 역학적 특성을 효과적으로 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제33권1호
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• pp.169-187
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• 2023

골재자원조사를 통해 수집된 84개 시‧군의 품질시험을 바탕으로 하천/육상/산림 골재의 물리적 특성값을 분석하였다. 하천/육상골재는 18개 시험 항목과 산림 골재는 12개 시험 항목에 대해 각각 유역과 지질에 따라 분류하였다. 물리적 특성으로 유역별 하천골재는 금강 유역이 2.5 mm, 1.2 mm, 0.6 mm, 0.3 mm, 0.15 mm, 0.08체 통과량과 낙동강유역은 점토덩어리와, 섬진강유역은 10 mm, 5 mm, 2.5 mm, 1.2 mm, 0.6 mm, 0.3 mm, 0.15 mm, 0.08체 통과량, 안정성과, 영산강유역은 10 mm, 5 mm, 2.5 mm, 1.2 mm, 0.6 mm, 0.3 mm, 0.08체 통과량과, 한강유역은 10 mm, 0.6 mm, 0.08체 통과량, 실적율이 평균의 표준오차가 다른 물리적 특성과는 다른 분포 양상을 보이는 것으로 분석됐다. 분산분석은 18개 항목 중 흡수율과 실적율을 제외한 16개 항목이 권역별로 평균에 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 분석됐다. 또한, 유역별 육상골재는 금강유역을 제외한 낙동강유역이 점토덩어리와, 섬진강유역은 10 mm, 5 mm과, 영산강유역은 0.08체 통과량과, 한강유역은 10 mm, 0.6 mm, 0.08체 통과량이 평균의 표준오차가 다른 물리적 특성과는 다른 분포 양상을 보이는 것으로 분석됐다. 분산분석은 18개 항목 모두 권역별로 평균에 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 분석됐다. 그리고, 지질별 산림골재는 화성암을 제외한 변성암이 공극률과, 퇴적암은 마모율과 공극률이 다른 물리적 특성과는 다른 분포 양상을 보이는 것으로 분석됐다. 분산분석은 표면건조밀도와 절대건조밀도, 진밀도, 단위용적질량, 흡수율, 마모율, 실리카중합비(Sc/Rc) 항목이 지질별로 평균에 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 분석됐다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제37권2호
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• pp.116-127
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• 2021

Predicting carbon distribution of soil aggregates is difficult due to complexity in organo-mineral formation. This limits global warming mitigation through soil carbon sequestration. Therefore, knowledge of land use effect on carbon stabilization requires quantification of soil mineral cations. The study was conducted to quantify carbon and base cations on soil mineral fractions in Natural Forest, Plantation Forest and Farm Land. Five 0.09 ha were demarcated alternately along 500 m long transect with an interval of 50 m in Natural Forest (NF), Plantation Forest (PF) and Farm Land (FL). Soil samples were collected with soil cores at 0-15, 15-30 and 30-45 cm depths in each plot. Soil core samples were oven-dried at 105℃ and soil bulk densities were computed. Sample (100 g) of each soil core was separated into >2.0, 2.0-1.0, 1.0-0.5, 0.5-0.05 and <0.05 mm aggregates using dry sieve procedure and proportion determined. Carbon concentration of soil aggregates was determined using Loss-on-ignition method. Mineral fractions of soil depths were obtained using dispersion, sequential extraction and sedimentation methods of composite soil samples and sieved into <0.05 and >0.05 mm fractions. Cation exchange capacity of two mineral fractions was measured using spectrophotometry method. Data collected were analysed using descriptive and ANOVA at α_0.05. Silt and sand particle size decreased while clay increased with increase in soil depth in NF and PF. Subsoil depth contained highest carbon stock in the PF. Carbon concentration increased with decrease in aggregate size in soil depths of NF and FL. Micro- (1-0.5, 0.5-0.05 and <0.05 mm) and macro-aggregates (>2.0 and 2-1.0 mm) were saturated with soil carbon in NF and FL, respectively. Cation exchange capacity of <0.05 mm was higher than >0.05 mm in soil depths of PF and FL. Fine silt (<0.05 mm) determine the cation exchange capacity in soil depths. Land use and mineral size influence the carbon and cation exchange capacity of Gambari Forest Reserve.

• 자원리싸이클링
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• 제9권1호
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• pp.52-62
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• 2000

건축용 고품질 골재, 시멘트 산업 그리고 체절용 플럭스 등 보다 더 가치 있는 분야로의 전로슬랙의 재활용을 극대화하기 위해서는 사용목적에 맞게 전로슬랙의 조성과 특성을 조절하는 것이 대단히 중요하다. 본 연구에서는 슬랙의 화원.개질을 목적으로 전로슬랙에 $SiO_2$의 첨가량을 바꾸고 일정량의 탄소를 섞어 $1650^{\circ}C$에서 환원 용해하였다. 환원이 종료된 후, 개질된 슬랙은 노대에서 상온까지 서냉하였다. 얻어진 슬랙에 대하여 SEM-EDX, XRD, Chemical Anaysis에 의해 상조직, 상분포, 조성분포등을 조사하였다. 또한 자연골재와의 물성비교를 위하여 압축강도와 밀도도 측정하였다. XRD분석에 의하면, 전로슬랙 중량에 대하여 10%의 $SiO_2$를 첨가하여 환원개질한 전로슬랙은 bredigite + merwmite의 혼합상으로 존재하며, 20% 및 30% $SiO_2$를 첨가한 경우엔 모두 akcrmante로 존재하고 있다. 그러나 SEM-EDX 분석 결과는 개질슬랙의 상분포가 슬랙조성에 따라 아주 민감하게, 그리고 복잡하게 변화함을 보여주고 있다. 또한 개질슬랙의 성질은 이러한 상분포에 의해 많은 영향을 받는다. 카드뮴 약 1/3과 바나듐의 약 1/5은 환원후에도 개질슬랙중에 남으며, 그밖의 많은 중금속원소들은 환원개질에 의해 90%~95% 이상의 금속철 중에 흡수되거나 휘발하여 제거된다. 25%의 $SiO_2$를 혼합하여 환원한 후 서냉에 의해 얻은 개질전로슬랙의 압축강도와 밀도는 자연화강암에 거의 근접한 값을 보이고 있어, 고품질의 건축용 골재로도 사용 가능하며, 이는 Thyssen 제철소에서 개발하여 건축용으로 공급하고 있는 $SiO_2$를 첨가한 산화개질 슬랙골재 보다도 우수한 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.253-259
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• 2021

플라스틱은 소비량 증가에 따라 생활계폐기물 중 폐플라스틱의 발생량도 급격히 증가하고 있으나, 분리, 선별 공정 비용 증가 등으로 재활용은 저조한 실정이다. 이에 본 연구는 생활계폐기물 발생 복합재질 폐플라스틱을 콘크리트용 골재로 재활용하기 위한 기초 연구로 고로슬래그 미분말을 충진한 복합재질 폐플라스틱 잔골재 및 굵은골재의 투입 비율 및 투입량이 콘크리트의 슬럼프 및 압축강도에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 복합재질 폐플라스틱 굵은골재는 부순 굵은골재 대비 조립률은 유사하나, 입자 크기가 작은 단입도 분포인 반면에, 복합재질 폐플라스틱 잔골재는 부순 잔골재 대비 조립률 및 입자 크기가 큰 단입도 분포인 것으로 나타났으며, 고로슬래그 미분말에 의한 밀도 및 공극 충진에 의한 흡수율 향상 효과는 복합재질 굵은골재 대비 복합재질 잔골재가 큰 것으로 나타났다. 복합재질 폐플라스틱 골재의 투입량이 증가할수록 콘크리트의 슬럼프와 압축강도는 감소하였다. 특히, 동일한 양의 복합재질 폐플라스틱 골재 투입 수준에서 복합재질 폐플라스틱 잔골재의 투입량이 많을수록 슬럼프와 압축강도는 작아지는 것으로 나타났으며, 이는 복합재질 폐플라스틱 잔골재 중 ROD 형상의 골재 하부에 공기가 갇히면서 형성된 공극에 의한 것으로 판단된다. 한편, 혼화제 투입 및 단위 시멘트량 증대는 복합재질 폐플라스틱 골재 투입 콘크리트의 압축강도 향상에는 효과가 있는 것으로 나타났다.