Soil-water retention curve (SWRC) contains key information for the application of unsaturated soil mechanics principles to engineering practice. The SWRC variables are commonly used to describe the hydro-mechanics of soils. Generally, these parameters are determined using the graphical method which can be time consuming. The SWRC is highly dependent on the pore size distribution (PSD). Theoretically, the PSD obtained by mercury intrusion porosimetry test can be used to determine some SWRC variables. Moreover, the relationship between SWRC and shrinkage curve has been investigated. A new method to determine total SWRC variables directly without curve-fitting procedure is proposed. Substituting the variables into linear SWRC equations construct SWRC. A good agreement was obtained between predicted and measured SWRCs, indicating the validity of the proposed method for unimodal SWRC.
This research aimed to investigate the influence of high-volume mineral admixtures (MAs), i.e., fly ash and slag, on the hydration characteristics and microstructures of cement pastes. Degree of cement hydration was quantified by the loss-on-ignition technique and degree of pozzolanic reaction was determined by a selective dissolution method. The influence of MAs on the pore structure of paste was measured by mercury intrusion porosimetry. The results showed that the hydration properties of the blended pastes were a function of water to binder ratio, cement replacement level by MAs, and curing age. Pastes containing fly ash exhibited strongly reduced early strength, especially for mix with 45% fly ash. Moreover, at a similar cement replacement level, slag incorporated cement paste showed higher degrees of cement hydration and pozzolanic reaction than that of fly ash incorporated cement paste. Thus, the present study demonstrates that high substitution rates of slag for cement result in better effects on the short- and long-term hydration properties of cement pastes.
This study investigated on the differentiation of microstructure of blast furnace slag concrete(BBSC) using Mercury Intrusion Porosimetry(MIP). From the test result, it was found that the BBSC did not show shortcomings of high temperature curing. The BBSC gives more fineness microstructure than that of plain concrete when it is cured same curing condition. The curing age making stable structure to poor surroundings was 28, 14, 7 days for blast furnace concrete cured at 5, 20, $30^{\circ}C$, respectively.
In this study, fundamental properties by pore structure and heat of microhydration test were determined. As a result of pore structure analysis, BS(AA) specimen showed showed the maximum peak value of significantly lower incremental intrusion than the maximum peak value of incremental intrusion at smaller pore size than that of BS. As a result of heat of microhydration test, the maximum heating value was in the order of OPC > BS > BS(AA), and initial drying shrinkage and compressive strength of BS(AA) were expected to be improved.
In this study, the pore structure of Portland cement paste is experimentally characterized by MIP (mercury intrusion porosimetry) and nitrogen adsorption, and simulated by a newly developed status-oriented computer model. Cement pastes with w/c=0.3, 0.4 and 0.5 at ages from 1 day to 120 days are comprehensively investigated. It is found that MIP cannot generate valid pore size distribution curves for cement paste. Nevertheless, nitrogen adsorption can give much more realistic pore size distribution curves of small capillary pores, and these curves follow the same distribution mode. While, large capillary pores can be effectively characterized by the newly developed computer model, and the validity of this model has been proved by BSE imaging plus image analysis. Based on the experimental findings and numerical simulation, a hypothesis is proposed to explain the formation mechanism of the capillary pore system, and the realistic representation of the pore structure of hydrated cement paste is established.
The benefits of high performance retention systems have been long recognized by the paper maker. The inter-relation between chemical retention and drainage and their effect on paper production efficiency and paper quality is significant. The subject of this paper is a summary of recent studies comparing three microparticle programs made under highly controlled pilot and commercial paper machine conditions. The results presented in this paper suggest that, in addition to improvements in machine operation, the retention, drainage and formation program can have a marked influence on the paper quality. Improvement of the topographical characteristics of the base paper was observed when the microparticle was a colloidal borosilicate inorganic oxide.
본 연구는 물-결합재비(water-to-binder ratio, W/B) 및 인산염-결합재비(phosphate-to-binder ratio, P/B)가 마그네시아-인산칼륨 시멘트(magnesium-potassium phosphate cement, MKPC) 모르타르의 플로, 응결시간, 압축강도발현 및 pH 변화에 미치는 영향성에 대한 평가이다. MKPC 모르타르의 P/B가 0.3 및 0.5일 때 W/B 범위 20~40%에 대하여 10 배합의 모르타르 실험을 실시하였으며, X-선 회절 분석(X-ray diffraction, XRD), 전자현미경(scanning electron microscope, SEM) 및 수은압입법(mercury intrusion porosimetry, MIP) 분석을 위해 MKPC의 반응생성물 및 미세공극분포를 평가하였다. 실험결과, MKPC 모르타르의 플로 및 응결시간은 P/B의 증가에 따라 감소하였으며, P/B가 0.3에서 0.5로 증가함에 따라 종결시간은 약 24% 감소하였다. MKPC 모르타르의 초기 압축강도 발현 기울기의 경우 콘크리트 구조기준에서 제시하는 시멘트 콘크리트 대비 높은 수준에 있었다. 재령 28일의 압축강도 30 MPa 이상 및 pH 9.0 이하를 만족하기 위해 MKPC 모르타르의 P/B 및 W/B는 각각 0.5이상 및 30% 이하가 추천된다. MKPC의 반응생성물인 스트루바이트(struvite)-K의 결정은 MKPC의 P/B 및 W/B가 높을수록 증가하였는데, 이로 인해 거대 모세관 공극은 감소하였다.
콘크리트 구조물의 고성능화가 요구됨에 따라 고성능콘크리트에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔으며, 특히 고강도콘크리트에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 고강도콘크리트를 제조하기 위해서는 혼화재료의 첨가가 필수적이라 할 수 있으며, 지금까지는 실리카퓸을 주로 사용하여 왔으나, 최근에는 실리카퓸과 대등한 성능을 가지면서 실리카퓸보다 저가인 메타카올린을 사용한 고강도콘크리트에 관한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 메타카올린을 사용한 고강도콘크리트를 대상으로의 수은압입법에 의한 모세관공극 특성과 전위차에 의한 염소이온 확산계수를 측정한 결과에 대하여 고찰하였다. 그 결과, 메타카올린의 대체율이 증가할수록 공극 구조가 개선되었으며, 압축강도가 증가하고 염소이온 확산계수는 감소하는 것으로 나타났다. 콘크리트의 모세관 구조와 압축강도 및 염소이온 확산 계수와의 회귀분석 결과 크기가 52,000 범위의 공극량이 가장 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며 각각의 결정계수가 약 0.76 및 0.68 정도로 높은 상관 관계를 나타내었다.
본 연구는 시멘트계 재료의 프랙탈 특성에 관한 기초적 연구로써, 고로슬래그 미분말 혼입 시멘트 페이스트의 공극 구조를 수은압입법을 이용하여 측정하였고, 측정된 결과를 프랙탈 모델에 적용하여 그 특성을 분석하였다. 분석 결과, 고로슬래그미분말 혼입 시멘트 페이스트의 공극 구조는 그 범위가 나노미터부터 밀리미터 단위까지 다양하게 분포하는 불규칙한 조직이기 때문에, 전체 영역에 대한 프랙탈 차원을 산정했을 때 각 공극 영역의 특성을 반영할 수 없다. 따라서 프랙탈 차원 산정 시 공극 영역을 나누어서 분석하였다. Zhang and Li (1995) model을 적용했을 때, 시멘트와 GGBFS의 수화반응 결과 생성된 C-S-H 내의 gel pores 및 small capillary pores에 해당하는 micro 영역과 large capillary pores에 해당하는 macro 영역에서 각각 프랙탈 특성이 나타나는 결과를 보였다. 또한 macro 영역보다 micro 영역의 공극 표면이 더 불규칙한 형상을 나타내었다. Ji et al. (1997) model을 적용할 경우, micro 영역이 C-S-H 내의 gel pores에 해당하는 micro I과 small capillary pores에 해당하는 micro II로 구분되었으며, 각각의 프랙탈 특성이 산정되었다. 또한 Zhang and Li (1995) model을 결과와 유사하게, macro, micro II, micro I의 순서대로 공극 크기가 작아질수록 VFD 결과 값이 감소하였으며, 이는 곧 공극의 복잡성이 증가함을 나타낸다.
$H_2S$를 제거를 위한 아연계 복합금속산화물 탈황제를 제조하고 반응특성을 연구하였다. 최적 황화반응 온도인 $650^{\circ}C$의 고정층에서 탈황-재생의 연속 cycle에 따른 반응성을 관찰하였다. 내마모성 향상을 위한 구형입자의 탈황제를 제조하기 위해 Granulation방법을 이용하였다. XRD와 XPS분석에 의해 zinc titanate결정생성을 확인하였고 소성조건에 따른 탈황제의 특성을 분석하기 위해 mercury porosimetry와 BET분석을 행하였다. Cycle이 증가함에 따라 고온에서의 zinc loss와 sintering, cracking, 그리고 spalling에 의한 탈황제의 확산저항의 증가로 인해 반응성은 떨어졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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