겨울철의 낮은 기온으로 인하여 지반 내부의 간극수는 동결과 융해를 반복한다. 지반에 이러한 동결-융해작용이 반복되면 흙의 입자구조 변형이 발생하며 이는 지중 기반시설에 손상을 가져올 수 있다. 본 연구는 흙의 동결-융해 과정에서의 탄성파 속도변화를 통하여 흙의 강성 변화 양상을 알아보기 위하여 수행되었다. 40 %, 60 %, 80 %의 3가지 모래-실트의 무게비를 가진 모래-실트 혼합토를 포화도 40 %, 상대밀도 70 %로 동일하게 조성하였다. 각 시료를 동결-융해를 위해 제작된 사각형 형태의 셀에 다짐법으로 조성하였다. 탄성파를 측정하기 위하여 한 쌍의 벤더 엘리먼트와 피에조 디스크 엘리먼트를 시료 양편에 설치하였으며, 시료의 온도 변화 양상을 관찰하기 위하여 탄성파 트랜스듀서와 같은 깊이의 중앙부에 열전대를 설치였다. 조성한 시료에 대하여 시료를 $20^{\circ}C$에서 $-10^{\circ}C$까지 동결시킨 후 $-20^{\circ}C$를 18시간 동안 유지하였으며, 다시 실험실 상온($20^{\circ}C$)까지 온도를 서서히 올려 융해시켰다. 이 과정에서 온도, 전단파, 그리고 압축파를 측정하였다. 연구결과, 융해 이후의 탄성파 속도는 같은 온도의 동결 이전보다 감소하였다. 이때 전단파의 속도가 압축파의 속도보다 더 큰 비율로 감소하는 모습을 보였다. 실트의 함량이 40 %에서 80 %까지 증가함에 따라 탄성파의 속도는 증가하는 양상을 보였다. 본 연구를 통해 동결-융해가 불포화토의 입자구조를 느슨하게 만들며, 그 영향은 압축파에 비해 전단파 속도의 변화에서 잘 나타남을 알 수 있었다.
Porous Cu-14 wt% Co with aligned pores is produced by a freeze drying and sintering process. Unidirectional freezing of camphene slurry with CuO-Co3O4 powders is conducted, and pores in the frozen specimens are generated by sublimation of the camphene crystals. The dried bodies are hydrogen-reduced at 500℃ and sintered at 800℃ for 1 h. The reduction behavior of the CuO-Co3O4 powder mixture is analyzed using a temperature-programmed reduction method in an Ar-10% H2 atmosphere. The sintered bodies show large and aligned parallel pores in the camphene growth direction. In addition, small pores are distributed around the internal walls of the large pores. The size and fraction of the pores decrease as the amount of solid powder added to the slurry increases. The change in pore characteristics according to the amount of the mixed powder is interpreted to be due to the rearrangement and accumulation behavior of the solid particles in the freezing process of the slurry.
Urea-SCR은 동절기, 북유럽과 북미지역과 같은 $-20^{\circ}C$ 이하의 환경에서 요소수가 동결되는 문제점을 해결해야 한다. 따라서 이러한 요소수 저장탱크에 해동 시스템을 적용하여 시동 초기, 요소수를 적정 시간 내 분사하기 위한 기술의 확보가 필요하다. 본 연구에서는 저장탱크 내 요소수의 동결현상과 냉각수 순환 가열방식을 적용한 해동현상에 대하여 상용 소프트웨어인 Fluent 6.3을 이용하여 3차원 비정상상태 수치해석을 수행하였다. 이를 통하여 요소수의 동결 및 해동과정 중 나타난 온도분포, 상경계면, 그리고 액상분율을 분석하여 열전달 특성을 고찰하였다. 결론적으로 요소수의 동결은 저장탱크 벽면으로부터 중심부로 이루어졌으며, 해동현상은 순환 파이프와 인접할수록 요소수의 상변화가 빠르게 진행하였다. 또한, 냉각수의 $70^{\circ}C$, $200{\ell}/h$ 조건에서 $1{\ell}$의 액상 요소수를 얻는데 약 190초의 시간이 필요하였다.
콘크리트의 낮은 인장강도 및 균열제어 능력 등의 약한 재료성질을 개선하기 위하여 수년간 하이브리드 섬유보강 콘크리트에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 비정질 강섬유와 유기섬유를 이용한 하이브리드 섬유보강 콘크리트에 관한 연구는 이루어지지 않은 실정이다. 따라서, 본 연구의 목적은 비정질 강섬유와 유기섬유로서 폴리아미드 섬유를 이용한 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 압축강도, 장기 건조수축 및 내동해성을 평가하는 것이다. 이를 위하여 목표 압축강도 40 및 60 MPa 각각에 대해서 하이브리드 섬유 혼입률을 전체 체적비로 1.0%로 설정하여 비정질 강섬유와 폴리아미드 섬유를 이용한 하이브리드 섬유보강 콘크리트를 제작하였다. 제작된 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 장기 건조수축 및 내동해성을 평가한 결과, 재령 365일 및 730일에서의 장기 길이변화율은 플레인 콘크리트보다 각각30%, 25% 이상 감소된 것으로 나타났으며, 동결융해 300 사이클 후의 내구성 지수는 90% 이상으로, 내동해성이 있는 것으로 나타났다.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제11권2호
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pp.315-325
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2017
The purpose of the paper is to determine the influence of two widely used steel fibers and polypropylene fibers on the sulphate crystallization resistance, freeze-thaw resistance and surface wettability of ultra-high performance concrete (UHPC). Tests were carried out on cubes and cylinders of plain UHPC and fiber reinforced UHPC with varying contents ranging from 0.25 to 1% steel fibers and/or polypropylene fibers. Extensive data from the salt resistance test, frost resistance test, dynamic modulus of elasticity test before and after freezing-thawing, as well as the contact angle test were recorded and analyzed. Fiber hybridization relatively increased the resistance to salt crystallization and freeze-thaw resistance of UHPC in comparison with a single type of fiber in UHPC at the same fiber volume fraction. The experimental results indicate that hybrid fibers can significantly improve the adhesion properties and reduce the wettability of the UHPC surface.
Miniature J-T cryocooler using nitrogen or argon has been widely adopted in cooling infrared sensor for space/military application and cryosurgery. Argon or nitrogen, however, has relatively low specific cooling power compared to nitrous oxide, but the ultimate operating temperature is much lower than nitrous oxide. On the other hand, nitrous oxide has large specific cooling power, but the operating temperature is limited to its boiling point (>183K). To compromise the different characteristics of these gases, the performance of miniature J-T cryocooler using argon and nitrous oxide mixture is investigated in this paper. Three different compositions of mixture (25/75, 50/50, and 75/25 molar fraction) are blended and tested. The results are compared with the experiments of pure argon and pure nitrous oxide. The experimental results show some encouraging potentiality of mixed refrigerant J-T cryocooler. The critical clogging problem, however, was observed with argon and nitrous oxide mixture, and the lowest achievable temperature with this mixture was limited to the freezing point of nitrous oxide. The paper discusses detailed clogging process of the mixture and suggests an alternative.
In this study, a shape-stabilized phase change material (SSPCM) was prepared by octadecane and exfoliated graphite nanoplate (xGnP) in a vacuum, to improve thermal storage performance. The octadecane as an organic phase change material (PCM) is very stable against phase separation of PCM, and has the proper temperature range for thermal comfort in the building; and the xGnP is a porous carbon nano-material. Scanning electron microscope (SEM) and Fourier transformation infrared spectrophotometer (FT-IR) were used to confirm the chemical and physical stability of the Ocatadecane/xGnP SSPCM. In addition, thermal properties were determined by Deferential scanning calorimeter (DSC), and Thermogravimetric analysis (TGA). The specific heat of Octadecane/xGnP SSPCM was $14.1J/g{\cdot}K$ at $31.3^{\circ}C$. The melting temperature ranges of melting and freezing were found to be $26{\sim}35^{\circ}C$ and $26{\sim}19^{\circ}C$, respectively. At this time, the latent heats of melting and freezing were 110.9 J/g and 104.5 J/g, respectively. The Octadecane was impregnated into xGnP by as much as about 56.0% of the Octadecane/xGnP SSPCM's mass fraction.
Hexadecane and exfoliated graphite nanoplate (xGnP)composite was prepared as a shape-stabilized phase change material (SSPCM) in a vacuum to develope thermal energy storage. The Hexadecane as an organic phase change material (PCM) is very stable against phase separation of PCM and has a melting point at $18^{\circ}C$ that is under the thermally comfortable temperature range in buildings. The xGnP is a porous carbon nanotube material with high thermal conductivity. Scanning electron microscope (SEM) and Fourier transformation infrared spectrophotometer (FT-IR)were used to confirm the chemical and physical stability of Hexadecane/xGnP SSPCM. In addition, thermal properties were determined by Deferential scanning calorimeter(DSC) and Thermogravimetric analysis (TGA). The specific heat of Hexadecane/xGnPSSPCM was $10.0J/g{\cdot}K$ at $21.8^{\circ}C$. The melting temperature range of melting and freezing were found to be $16-25^{\circ}C$ and $17-12^{\circ}C$. At this time, the laten heats of melting and freezing were 96.4J/g and 94.8J/g. The Hexadecane was impregnated into xGnP as much about 48.8% of Hexadecane/xGnP SSPCM's mass fraction.
목적 : 수용성 인삼 추출물의 현저한 세포독성에 관한 저자의 이전 실험결과를 토대로 하여 본 연구에서는 인삼과 방사선의 병용처리가 종양세포의 세포독성에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 대상 및 방법 :고려인삼 50 g과 증류수 1 L를 혼합하여 $100^{\circ}C$에서 5시간 동안 열탕 환류추출한 다음 여과하였다. 이 여액을 원심분리한 후 동결건조하여 수용성 인삼 추출물 시료로 하였다. 방사선조사는 6 MeV 선형가속기를 이용하였고, 인삼의 세포내 독성은 마무스 섬유육종세포의 생존을 감소시키는 능력으로 평가하였으며, 인삼 1 mg/mL를 방사선조사 1시간 전 종양세포에 접촉시켰다. 결과 : 환류추출과 동결건조에 의해 최종적으로 얻어진 고려인삼 50 g의 수용성 추출물은 3.13 g으로서 수율은 $6.3\%$ 이었다. 인삼 추출액의 시험관내 세포독성 지표로서 0.001, 0.01, 0.1 및 1 mg/mL에서의 생존분율은 각각 $0.89\pm0.04$, $0.86\pm$, $0.73\pm0.1$, $0.09\pm0.02$로 나타났다. 방사선조사 단독의 경우 2, 4, 6 및 8 Gy에서의 생존분율은 $0.81\pm0.07$, $0.42\pm0.08$, $0.15\pm0.02$, $0.03\pm0.01$으로 나타났으며, 인삼 추출물(0.2 mg/mL)과 방사선조사의 병용시 동일조사량에서의 생존분율은 각각 $0.28\pm0.01$, $0.18\pm0.03$, $0.08\pm0.02$, $0.006\pm0.002$ 이었다(p<0.05). 결론 : 환류추출과 동결건조 과정을 통해 얻어진 고려인삼 수용성 추출물의 수율은 $6.3\%$이었다. 방사선조사시 인삼을 병용한 경우, 종양세포의 세포독성이 방사선조사 단독의 경우 보다 부가적으로 증가하였다.
흑연재료를 부극으로 사용하는 리튬2차전지의 유기 전해액으로 propylene carbonate(PC) 용매를 사용하면 흑연층간에 PC의 비가역적 삽입반응으로 인하여 흑연의 exfoliation이 진행된다. 유기전해액으로 ethylene carbonate(EC)를 사용하면 이러한 문제점은 해결되지만, EC의 어는점이 $36.2^{\circ}C$로 높은 것이 단점이다. EC계 전해액에 적정 비율의 PC를 첨가한 혼합 유기 전해액은 전도도가 향상 될 수 있으며, 흑연전극의 exfoliation도 감소시킬 수 있다. EC계 전해액에 첨가한 PC 함량에 따른 유전상수 및 몰전도도를 구하였으며, 동시에 탄소부극에 대한 전기화학적 특성을 조사하였다. $LiPF_6/EC+DEC$ 전해액에 첨가한 PC 함량이 증가하면 유전상수와 몰전도도는 직선적으로 증가하였다. 충방전 시험결과, MCMB-6-28s및 MPCF300의 비가역비용량은 첨가한 PC함량이 $0.83\%$인 경우에는 감소하였으나, 그 이후에는 PC함량에 따라 증가하였다 MPCF3000및 PCG100의 비가역비용량은 PC함량이 $10\%$까지는 50mAh/g이하였다. 그러나, 방전비용량은 첨가한 PC 함량과 관계없이 사용한 탄소재료에 따라서 일정한 값을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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