Experimental studies were carried out to investigate water diffusion in unsaturated compacted bentonite for a landfill of hazardous wastes. Water content distributions were measured and water diffusion coefficients were determined when the dry densities of compacted bentonite were in the range of 1.4 - 1.8 g/㎤. Resaturation times were also calculated to analyze the ability of the compacted bentonite to retard water movement. The results obtained were as follows: Diffusion model described properly the water migration in unsaturated compacted bentonite. Water diffusion coefficients ranged from 4.30$\times$10$^{-6}$$\textrm{cm}^2$/sec to 1.93$\times$10$^{-6}$$\textrm{cm}^2$/sec, and decreased with increasing the dry density. The dry density of compacted bentonite was found to be an important factor to control the resaturation time by water. This study suggests that the domestic compacted bentonite should be a good barrier material against water movement in a landfill of hazardous wastes.
Contrary to other materials like metals, glass, etc., wood continuously interacts with the environment, increasing and decreasing its moisture content according to the humidity of the air and changing its dimensions by swelling or shrinking. Water diffusion through laminated solid wood is crucial in wood bonding processes. The adhesive layer might block the diffusion if the water vapor diffusion is perpendicular to the bond line. As a result of this blockage, different proportions of deformation appear on the two sides of the bond line, which causes stresses in the bonded assembly. The question arises of how long the bonded structure will keep its integrity due to moisture diffusion blockage, inevitable tensions appearing in the glue line, and how these stresses could be avoided. With cross laminated timber (CLT) solid wood panel production, this question gains new importance. Despite the relevance, only a limited number of publications are available. Comprehensive research would also be necessary considering both the molecular structure and diffusion properties of the adhesive adjusted to the wood species (covering possible substituting wood species, too). Overall, this review serves as a resource for enhancing our understanding of water vapor diffusion through wood adhesive layers and provides insights that have implications for reducing stresses in bonded wood assemblies and the performance of the bonded group over time. Furthermore, identifying knowledge gaps is necessary to establish the basis for investigating the diffusion property of CLT panels.
The objective of this study was to investigate the relationship between water vapor diffusion properties and the pore structure of paper. Gas-phase molecular diffusivity of water vapor through pores was determined based on the kinetic theory of gas. A mathematical model was derived to characterize the dimensional changes of the pore caused by the fiber-swelling mechanism. A modified-Fickean diffusion model was designed to simulate the water-vapor diffusion phenomena in porous paper web. Structural characterisocs of paper pores including the tortuosity and the shape factor was studied on a theoretical basis of Knudsen flow diffusion. Results are summarized as follows: 1. The theoretical water vapor diffusivity in gas-phase was 0.092$cm^2$ /min, 2. Porosity was inversely proportional to the degree of wet-swelling of paper, 3. Solid-phase water-diffusivity of fiber was 1.2 $ \times 10^{-5}cm^2/min$, 4. Modified diffusion model was fairly consistent to the experimental data (from part I), and 5. The Fickean pore tortuosity, ranging from 1,000 to 2,500, was in inverse proportion to the porosity of paper, and the Knudsen shape factor and length-angle factor for micro-pores in paper were 0.5~3.5 and about 340, respectively.
The purpose of this study is to provide fundamental data on chloride diffusion from lightweight aggregate concrete by utilizing crushed stone-powder. Accordingly, the study performed experiments using concrete aggregates of Crushed Aggregate (CG), Single-sized Lightweight Aggregate (SLG), Continuous Graded Lightweight Aggregate (CLG), and using water-binder ratio of 0.4, 0.5, 0.6, and using binder of FA and BFS. The chloride diffusion coefficient is calculated after experiment based on NT BUILD 492. Diffusion coefficient of SLG and CLG were little bit higher than CG Concrete, but the difference is meaningless. Also, chloride diffusion coefficient indicates that it is highly affected by water-binder ratio, and it decreases with the decrease in water-binder ratio. The admixture substitution indicates decrease only with water-binder ratio of 0.4 for FA15% case, but admixture substitution indicates decrease with all levels of ratio for FA10 + BFS20% which means more appropriate. According to the analysis result of chloride diffusion from lightweight aggregate concrete, crushed stone-powder utilized lightweight aggregate concrete indicates higher chloride diffusion coefficient than CG concrete, which is not a significant difference, and can improve resistance through water-binder ratio and admixture substitution.
Separation of VOCs(Volatile Organic Compounds) in Water Using Activated Carbon is known to be effective. Activated Carbon has been and will be employed in many water treatment plants. Simplified plug flow homogeneous surface diffusion model(PFHSDM) has been used to predict adsorption of organic matter. Finite Element Method(FEM) was used to analyze the model. Out of water quality control substances, benzene, toluene and tetrachloroethylene were used in the small column test. Film diffusion coefficients and surface diffusion coefficients were obtained from the column test, and were compared with the modeling results. Mc Cune, Williamson, William and Kataoka model, were compared with film diffusion coefficients obtained in the test. McCune model was fitted best for those VOCs used in this experiment. Film diffusion coefficients of VOCs obtained were benzene 0.265 cm/min, toluene 0.348 cm/min and tetrachloroethylene 0.298 cm/min. Surface diffusion coefficients of VOCs obtained were benzene $6.36{\times}10^{-8}cm^2/min$, toluene $3.20{\times}10-8cm2/min$, and tetrachloruethylene $4.94{\times}10^{-8}cm^2/min$.
콘크리트 및 모르터중의 수분의 확산 거동은 탄성계수, 크리프, 건축수축 등의 역학적 성질에 큰 영향을 미친다. 일반적으로 건조과정에서 폴리머 시멘트 콘크리트와 모르터의 수분의 증발에 의한 중량감소는 내부의 폴리머 필름형성에 의한 보수효과로 보통 시멘트 콘크리트 및 모르터에 비해 월등히 적다. 본 연구는 폴리머 시멘트 모르터 내부의 수분의 확산 과정을 확인하기 위하여 3종류의 폴리머디스퍼션과 에폭시 수지를 사용한 폴리머 시멘트 모르터를 제조하여 건조조건에 따른 수분의 확산 정도를 확산계수로 평가하였다. 실험결과, 폴리머 시멘트 모르터의 수분확산은 보통 시멘트 모르터에 비하여 아주 적었으며 폴리머 시멘트비에 따라 감소하였다.
The diffusion layer within MEA(membrane electrode assembly) has been evaluated important factor for improvement of cell performance in DMFC. The diffusion layer in MEA structure leads to the reduction of catalyst loss in active catalysts layer as well as prevention of water-flooding in cathode. Cell performance is directly affected by interior properties of diffusion layer materials. Acetylene Black and $RuO_2$ with large pore size and low porosity compared to Vulcan XC-72R gave better performance caused by vigorous methanol diffusion and water removal. And $RuO_2$ as diffusion layer materials showed different behavior in anode and cathode compartment, that is, diffusion layers in anode and cathode side make methanol diffusion and water removal facilitate, respectively.
It is essential for port planning, coastal zone management and environmental impact study to analyze the variation of current and water quality due to the development of water area and discharged water from estuary barrage and basin etc. Mokpo sea area downstreams from a long river and two large basins, the Yongsan river and Yongam-Kumho basins discharging much of water through water gates for the purpose of flood control and prohibition of salt intrusion to the inland fresh water area. In this study, the numerical calculations were carried out for the analysis of diffusion characteristics due to discharging operation, adapting the results of tidal current simulation ADI methord is applied to the governing equation for the movement of sea water and diffusion and 6-point method to the advection terms of diffusion equation. As the results of this study, it is known that the discharging operation causes increasing and/or decreasing of current velocity and enlarging and/or depressing of pollutant diffusion limits depending on the distance from the discharging gates and the mode of discharging operation. To utilize these result, the linked gate operation and the method increasing exchange of sea water must be considered.
It is essential for port planning, coastal zone management and environmental impact study to analyze the variation of current and water quality due to the development of water area and discharged water from the estuary barrage and basin, etc. Mokpo sea area has downstream from a long river and two large basins, the Yongsan river and Yongam-Kumho basins, discharging much of water through water gates for the purpose of flood and prohibition of salt intrusion to the inland fresh water area. In this study, the numerical calculation were carried out for the analysis of diffusion characteristics due to discharging operation, adopting the results of tidal current simulation. ADI method is applied to the governing equation for the movement of sea water and diffusion and 6-point method to the advection terms of diffusion equation. As the results of this study, it is known that the discharging operation causes increasing and/or decreasing of current velocity and enlarging and/or depressing of pollutant diffusion limits depending on the distance from the discharging gates and the modes of discharging operation. To utilize these result, the linked gate operation and the method increasing exchange of sea water must be considered.
Porous materials such as concrete could be subjected to aggressive ions transport. Durability of cement paste is extremely depended on water and ions penetration into its interior sections. These ions transport could lead different damages depending on reactivity of ions, their concentrations and diffusion coefficients. In this paper, chloride diffusion process in cement hydrates is simulated at atomistic scale using molecular dynamics. Most important phase of cement hydrates is calcium silicate hydrate (C-S-H). Tobermorite, one of the most famous crystal analogues of C-S-H, is used as substrate in the simulation model. To conduct simulation, a nanopore is considered in the middle of simulation cell to place water molecules and aggressive ions. Different chloride salts are considered in models to find out which one is better for calculation of the transport properties. Diffusion coefficients of water molecules and chloride ions are calculated and validated with existing analytical and experimental works. There are relatively good agreements among simulation outputs and experimental results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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