Hardened cement-based materials exposed to the high temperatures of a fire are known to experience change in the pore structure as well as microstructural changes that affect their mechanical properties and tend to reduce their durability. In this experimental investigation, hardened Portland cement pastes were exposed to elevated temperatures of 200, 400, 600, 800, and $1000^{\circ}C$ for 60 minutes, and the resulting damage was studied by thermogravimetry (TG), mercury intrusion porosimetry (MIP) and density measurements. These results revealed that the residual compressive strength is increased at temperatures greater than $400^{\circ}C$ due to a small pore size of 3 nm and/or rehydration of the dehydrated cement paste. However, a loss of the residual strength occurs at temperatures exceeding 500 and $600^{\circ}C$. This can be attributed to the decomposition of hydrates such as portlandite and to an increase in the total porosity.
Nanoporous anodic alumina membranes (NAAM) with high aspect ratio, self-ordered pore array were fabricated by high-field 2-step anodization method. High voltages of 80, 100, 120 and 140 V as well as 40 V for comparison were applied to an aluminum anode with respect to a Pt cathode immersed both in 0.3M oxalic acid solution in order to investigate the self-ordering characteristics of the nanoporous structure. The pore structures, including interpore distance, pore size, pore density, and porosity as well as the ordering characteristic were analyzed using field-enhanced scanning electron microscopy (FE-SEM) and the corresponding Fourier-transformed images. The nanoporous structure could be produced for all the voltage conditions, but the well-ordered through-hole pore without a branched structure seemed to occur only at 40 and 140 V. It turned out that the growth rate under 140 V high-field anodization was about 40 times higher than under conventional 40 V mild anodization, which enabled the fast fabrication of self-ordered, high aspect ratio NAAMs.
Escoda, Aurelie;Bouranene, Saliha;Fievet, Patrick;Deon, Sebastien;Szymczyk, Anthony
Membrane and Water Treatment
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제4권2호
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pp.127-142
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2013
In order to investigate the significance of "salting-out" and "pore swelling" effects on the nanofiltration of neutral solutes, rejection properties of two NF ceramic and polymeric membranes were studied with single polyethyleneglycol (PEG) solution and mixed PEG/inorganic electrolyte solutions. For both membranes, the rejection rate of PEG was found to decrease significantly in the presence of ions. In the case of the ceramic membrane (rigid pores), this phenomenon was imputed to the sole partial dehydration of PEG molecules induced by the surrounding ions. This assumption was confirmed by the lowering of the PEG rejection rates which followed the Hofmeister series. Experimental data were used to compute the resulting decrease in the Stokes radius of PEG molecules in the presence of the various salts. Concerning the polymeric membrane, the decrease in the rejection rate was found to be systematically higher than for the ceramic membrane. The additional decrease was then ascribed to the swelling of the pores. The experimental data of rejection rates were then used to compute the variation in the mean pore radius in the presence of the various salts. The pore swelling phenomenon due to accumulation of counterions inside pores was supported by electrokinetic charge density measurements.
The corrosion inhibitive effect of a new hydrazone-based heterocyclic compound for steel in simulated concrete pore solution with 3.5 wt.% sodium chloride was investigated by experimental and computational techniques. Electrochemical studies, up to 30 days of immersion, and surface analysis (X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), atomic force microscopy (AFM), and scanning electron microscope (SEM)) were performed to assess the corrosion protection abilities of investigated compound for steel rebar. Results showed that adding the organic compound to the chloride contaminated concrete pore solution decreased the corrosion rate of the steel rebar thanks to the effective adsorption of inhibitor molecules. After 30 days of immersion of steel rebar in inhibited chloride contaminated synthetic concrete pore solution, the inhibition efficiency exceeded 80% at low concentration of 1 mmol/L. Computational studies by Density Functional based Tight Binding (DFTB) method revealed the formation of covalent bonds between the hydrazone molecule and the iron surface.
Paper coating can give smoothness surface and good printability to uncoated paper. Macro roughness of base paper would be decreasing its groove and grit in view of side. Nevertheless its improving effect for paper, some kind of problem is showing in the fine coated paper. Especially, back trap mottle is one of serious problems in printing with fine coated paper. Printers can not adjust conditions to overcome the problem. Also large amounts of paper can be rejected. There are many factors that influence back trap mottle. However it is not clear what the important parameters are in back trap mottle. Back trap mottle has some relationship with ink setting but good guidelines are not clear. Back trap mottle has been linked to non-uniform ink setting. We do not know how much variation in setting we can tolerate. Other mottle issues such as micro-picking and ink refusal are still common. This paper was prepared to identify correlation with ink setting and delta ink density obtained from experiment and then tried to find out some relationships with ink setting and back trap mottle. Basically fine calcium carbonate and ciay was used for main components and coarse calcium carbonate was mixed in two fine pigments to change its porosity and ink acceptance. Micro ink tack force at KRK printing tester was adapted to measure ink setting rate. KRK units were used for back trap mottle simulation and two printed samples were prepared to check delta ink density. Clay base coating has more fast ink setting time than calcium carbonate's though smoothness of clay was better than calcium carbonate. It could be explained by that clay has finer pore in its coating than calcium carbonate. DID(delta ink density) has shown a good correlation with ink setting time from micro ink tack. The total pore volume of coating layer did not match with ink setting and DID. From the results we might conclude coating that has fine pore size around 0.05 ${\mu}m$ can be exposed to high possibility of back trap mottle.
시료토(試料土)의 입경(粒經), 밀도(密度), 주입재(注入材)의 농도(濃度)를 변화(變化)시켜 불투수성(不透水性) 공시체(供試體)를 만들어 삼축압축시험(三軸壓縮試驗)에서 수직응력(垂直應力), 구속압(拘束壓)(${\sigma}_H$) 및 주입속도(注入速度)의 변화(變化)에 따라 공벽주변(孔壁周邊)에서 종할열시(縱割裂時)에 간극수압(間隙水壓)을 측정하여 간극수압(間隙水壓)~구속압(拘束壓)~종할열주입압(縱割裂注入壓)(${\sigma}$)~인장강도(引張强度)(${\sigma}_t$)와의 상관관계(相關關係)를 구하였다. 연약점성토(軟弱粘性土)에서의 이와 같은 수압파쇄현상(水壓破碎現象)은 탄성론(彈性論)에 의한 이론치(理論値)보다 낮은 주입압(注入壓)에서 발생하는데 이것은 구속압(拘束壓)에 의한 간극수압(間隙水壓)($U_a$)과 주입압(注入壓)에 의한 간극수압(間隙水壓)($U_i$)의 영향임(影響)을 알 수 있었다. 따라서 종할열발생시(縱割裂發生時)의 주입압(注入壓)은 다음과 같이 수정(修正)함이 바람직하다. $${\sigma}=2{{\sigma}_H}-(U_a+U_i)+{\sigma}_t$$.
Porous $Al_2O_3-(m-ZrO_2)$ composites were fabricated by pressureless sintering, using different volume percentages (40% - 60%) of poly methyl methacrylate (PMMA) powders as a pore-forming agent. The pore-forming agent was successfully removed, and the pore size and shape were well-controlled during the burn-out and sintering processes. The average pore size in the porous $Al_2O_3-(m-ZrO_2)$ bodies was about $200\;{\mu}m$ in diameter. The values of relative density, bending strength, hardness, and elastic modulus decreased as the PMMA content increased; i.e., in the porous body (sintered at $1500^{\circ}C$) using 55 vol % PMMA, their values were about 50.8%, 29.8 MPa, 266.4 Hv, and 6.4 GPa, respectively. To make the $Al_2O_3-(m-ZrO_2)$/polymer hybrid composites, a bioactive polymer, such as PMMA, was infiltrated into the porous $Al_2O_3-(m-ZrO_2)$ composites. After infiltration, most of the pores in the porous $Al_2O_3-(m-ZrO_2)$ composites, which were made using 60 vol % PMMA additions, were infiltrated with PMMA, and their values of relative density, bending strength, hardness, and elastic modulus remarkably increased.
단결정의 실리콘 웨이퍼를 hydrofluoric acid와 ethyl alcohol이 혼합된 용액에 담궈 적정한 전류를 흘려주면 웨이퍼 표면에 수많은 pore를 형성하면서 에칭되어진다. 이러한 pore의 형태와 porosity는 전류 값과 에칭 시간 및 주기를 변화시켜 쉽게 조절할 수 있는데, 이렇게 제작된 다공성 실리콘은 수백 $m^2/cm^3$의 큰 표면적을 가지게 된다. 이때 sin 파와 같은 모양으로 시간대별 가해지는 전류 밀도를 다르게 해주어 pore안쪽의 모양을 변화시켜 주어 가시광선 영역에서 하나의 spectrum을 나타나게 되는 rugate 박막을 제작 한다. 본 연구에서는 법과학적인 목적으로 코드화된 다공성 실리콘의 rugate film을 이용하여 nano particle을 제작한 다음 이 입자들을 페인트에 혼합, 차량에 도포하고, 회수 후에 이를 확인할 수 있는지 조사하였다. 본 연구에서는 또 다양하게 가해지는 전류 값을 변경 또는 혼합하여 다공성 실리콘에 다양한 코드화를 시도하였으며, 사고 시 탈착한 페인트에서 다공성 실리콘 nano particle을 회수 하기위해 다공성 실리콘 안에 magnetite를 삽입하여 자석을 이용한 미량 나노입자 시료를 응집시켜 스펙트럼을 확인하였다.
본 연구에서는 자갈혼합률을 다르게 준비한 자갈-모래 혼합시료가 등방압밀 및 $K_0$-이방압밀 상태에서 나타나는 액상화거동에 대해서 연구하였다. 이를 위하여 자갈혼합률이 다른 자갈-모래 혼합토 공시체를 100kPa의 연직응력으로서 상대밀도가 40% 되도록 등방압밀 및 $K_0$-이방압밀 시킨 후 반복삼축시험을 수행하였다. 또한 자갈혼합률이 0%, 10%, 20%, 30%인 공시체에 100 kPa의 연직응력으로서 간극비가 0.7이 되도록 등방압밀 후 반복시험도 실시하였다. 시험결과 동일한 상대밀도(Dr=40%)를 가지는 자갈-모래 혼합토 공시체의 간극비는 자갈혼합률이 증가할수록 감소하다가 약 70%를 저점으로해서 다시 증가한다. 그러나 이 경계혼합률 이하에서는 자갈입자 사이를 채우고 있는 모래의 간극비는 자갈혼합률이 증가할수록 증가한다. 상대밀도가 일정한 (Dr=40%)등방압밀 공시체에 있어서 자갈혼합률이 비교적 낮은 경우(GC=0%, 20%, 40%)에는 반복하중에 의해서 일어나는 간극수압과 축변형률 거동이 비교적 높은 간극비로 인해서 느슨한 모래의 거동을 나타내나, 자갈혼합률이 높은 경우(GC=70%)에는 간극수압과 축변형률 거동이 조밀한 모래의 거동과 비슷한 경향을 보인다. 또한 간극비가 일정한(e=0.7) 등방압밀 공시체에 있어서 자갈혼합률이 높을수록 축변형률과 간극수압 거동은 느슨한 모래의 거동을 보이며 자갈혼합률이 낮을수록 축변형률 거동은 조밀한 모래의 거동을 나타낸다. 등방압밀 공시체의 액상화강도는 경계혼합률(GC=70%)이하의 범위에서는 상대밀도가 일정한 경우에는 자갈혼합률이 증가할수록 증가하며 간극비가 일정한 경우는 자갈혼합률이 증가할수록 감소한다. 따라서 자갈-모래 혼합토의 액상화강도는 예상과는 달리 자갈 입자 사이를 채우고 있는 모래의 상대밀도 보다는 혼합토의 전체적인 상대밀도 및 간극비에 의해서 결정된다는 사실이 확인되었다. $K_0$-이방압밀 공시체의 간극수압과 축변형률 거동은 반복응력이 어느 정도의 응력반전을 포함하고 있는데도 불구하고 응력반전이 없는 경우의 사질토의 거동을 나타낸다. 즉 응력반전량이 반복응력 진폭의 약 10%인데도 불구하고 반복변형률은 비슷하나 영구변형률이 크게 증가하며 또한 간극수압비는 1.0에 미달하여 초기액상화가 일어나지 않는다. 그리고 액상화강도는 자갈촌합률이 증가할수록 0%에서 40%까지의 범위에서는 증가하나 그 이상에서는 감소하는 경향을 보인다. 결론적으로 자갈-모래 혼합토의 반복거동은 자갈혼합량, 간극비, 상대밀도 그리고 압밀상태와 같은 요인에 의해 결정된다.
바이오매스가 포함된 발포구조체의 발포온도에 따른 SEM, 밀도, 공극률, 수분투과도 측정을 통해 특성 변화를 분석하였으며, 소비자가 해당 용기를 사용할 때의 열적 안정성을 확인하기 위해 MIL-STD규격에 따라 열충격 처리의 영향을 분석하였다. 측정 결과 발포온도가 증가할수록 대체로 기공의 크기는 증가하고 기공의 수는 감소하여 밀도는 통계적으로 유의한 차이가 없음을 확인하였다. 또한 공극률과 수분투과도 측정결과는 서로 다른 경향성을 보이고 있는데 이는 기공의 크기와 수, 기공 간의 구도가 변화하였기 때문인 것으로 사료되며, 이에 대한 추가적인 연구가 필요하다. 열충격 시험 결과, 열충격 반복횟수를 거듭할수록 기공의 크기가 감소하면서 밀도는 증가하고 공극률과 수분투과도는 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 시료에 고온을 가함으로써 시료가 연화되었고, 연화된 상태의 시료에 곧바로 저온을 가하여 시료가 수축되면서 기공의 크기와 구도가 변화하였기 때문인 것으로 판단된다. 하지만 밀도의 경우 통계적으로 유의한 차이가 없었으며 수분투과도의 경우 수치가 감소하는 경향을 확인할 수 있었으므로 해당 발포구조체로 제작된 HMR 용기는 열적 안정성이 있다고 판단할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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