• Advances in concrete construction
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• 제17권5호
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• pp.245-255
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• 2024

The problem of carbonation-induced corrosion has become a concern in recent times, especially in the 21^st century, due to the increase in global temperatures and carbon dioxide (CO₂) concentration in the atmosphere possessing a significant threat to the durability of reinforced concrete (RC) structures worldwide, especially in inland tropical regions where carbonation is the most significant concrete degradation mechanism. Therefore, a study was conducted to predict the impact of global warming on the carbonation of RC structures in Lusaka, Zambia, and Tokyo, Japan. The Impact was estimated based on a carbonation meta-model that applies the analytic solution of Fick's 1st law using literature-based concrete mix design data and forecasted local temperature and CO₂ concentration data over a 100-year period with relative humidity assumed constant. The results showed that CO₂ diffusion increased between 17-31%, effecting a 40-45% rise in carbonation coefficient and a significant reduction in corrosion initiation time of 50-52% in the two cities. Moreover, for the same water-cement ratio, Lusaka showed almost twice higher carbonation coefficient values and one third shorter corrosion initiation time compared to Tokyo, mainly due to its higher temperature and low relative humidity. Additionally, the carbonation propagation depth at the end of 100 years was between 12-22 mm in Tokyo and 18-40 mm in Lusaka. These findings indicate that RC structures in these cities are at risk of rapid deterioration, especially in Lusaka, where they are more vulnerable.

• 공업화학
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• 제24권6호
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• pp.621-627
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• 2013

친환경 소재인 폴리프로필렌카보네이트(PPC)를 포장소재로서 응용하기 위하여 가로세로비가 큰 박리흑연 EFG(exfoliated graphite)를 이용하여 함량을 달리한 6종류의 PPC/EFG 나노복합필름을 제조하였다. 제조한 나노복합필름의 수분흡수 거동을 gravimetric method를 이용하여 측정하였으며, 나노복합필름의 수분에 대한 화학적 친화성(chemical affinity)과 모폴로지(morphology) 변화를 이용하여 해석하였다. 필름 내로의 수분확산 거동은 박막의 불균일성에도 불구하고 Fickian diffusion model에 잘 부합하였으며, EFG의 함량이 증가할수록 수분 확산계수와 수분 흡수량은 $12.5{\times}10^{-10}cm^2sec^{-1}$에서 $7.2{\times}10^{-10}cm^2sec^{-1}$, 8.9 wt%에서 4.2 wt%로 각각 감소하였다. 이는 수분에 대한 PPC의 차단특성이 EFG의 도입에 따라 향상되는 것을 의미한다. 높은 가로세로비를 가진 EFG를 PPC에 도입함으로써 PPC/EFG 나노복합필름의 수분에 대한 우수한 차단성 특성 발현은 패키징분야를 포함한 차단성이 요구되는 분야로의 친환경 PPC 응용성이 클 것으로 기대된다. 한편, EFG의 도입효과를 극대화하기 위한 추가적인 EFG의 분산성 향상연구가 필요하다.

• 한국항만학회지
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• 제14권4호
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• pp.451-461
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• 2000

The design and maintenance of navigation channel and water facilities of an harbor which is located at the mouth of river or at the estuary area are difficult due to the complexity of estuarial water and sediment circulation. Effects of deepening navigable waterways, of changing coastline configurations, or of discharging dredged material to the open sea are necessary to be investigated and predicted in terms of water quality and possible physical changes to the coastal environment. A borad analysis of the transport mechanism in the estuary area was made in terms of sediment property, falling velocity, concentration and flow characteristics. In order to simulate the transport processes, a two-dimensional finite element model is developed, which includes erosion, transport and deposition mechanism of suspended sediments. Galerkin’s weighted residual method is used to solve the transient convection-diffusion equation. The fluid domain is subdivided into a series of triangular elements in which a quadratic approximation is made for suspended sediment concentration. Model could deal with a continuous aggregation by stipulating the settling velocity of the flocs in each element. The model provides suspended sediment concentration, bed shear stress, erosion versus deposition rate and bed profile at the given time step.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제35권4호
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• pp.1-8
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• 2007

목재의 방향별 내부수분이동계수와 표면방사계수를 측정하기 위하여 2.5 (방사방향) ${\times}$ 2.5 (접선방향) ${\times}$ 2.5cm (섬유방향)의 낙엽송 정육면체 시편을 제작하였다. 수분이동방향과 직교하는 단면을 제외한 나머지 4면을 파라핀테이프와 고무테이프를 이용하여 코팅한 후, 70, 50, $30^{\circ}C$의 3가지 온도조건과 30, 60%의 2가지 상대습도 조건에서 건조시키면서, 목재 내부와 표면에서의 수분이동을 평가하였다. 자유수 유동과 결합수 및 수증기의 확산에 의한 내부수분이동계수는 고온조건에서 크게 나타났으며, 섬유방향이 횡단방향에 비하여 6배, 횡단방향에서는 방사방향이 접선방향에 비하여 1.2배 정도 큰 값을 보였다. 표면방사계수는 온도가 상승하고, 표면함수율이 감소함에 따라 증가하였다. 본 연구 결과를 이용하여 비평형상태에서 낙엽송재 내 함수율 분포변화와 증발수분량을 예측할 수 있으리라 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.50-59
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• 2020

고 흡수성 폴리머(SAP)는 콘크리트 내부에서 물을 흡수하여 팽창하며 물을 방출하면서 수축한다. 이 과정을 통해 콘크리트는 내부 양생 효과를 얻을 수 있지만 팽창한 SAP가 차지하고 있던 공간은 공극으로 존재하게 된다. 따라서 본 연구에서는 SAP를 혼입한 콘크리트의 기초 물성 및 염화물 침투 저항성을 평가하여 SAP의 내부 양생과 공극에 의한 영향을 평가하였다. 또한 SAP에 의한 내부 양생 효과를 평가하기 위해 양생 조건을 수중 양생과 봉함 양생으로 구분하여 실시하였다. 실험 결과, 수중 양생의 압축강도는 혼입율에 따라 큰 차이가 없었으며, 봉함 양생의 경우에는 SAP의 혼입율이 증가함에 따라 압축 강도가 증가하는 경향을 나타냈다. 봉함 양생의 경우 내부 양생 효과가 압축 강도 증가에 영향을 준 것으로 판단된다. 염화물 확산계수 측정 결과, SAP의 혼입율 증가에 따라 확산계수가 감소하는 경향을 나타냈으며, 특히 봉함 양생은 내부 양생 효과로 인해 수화 반응이 촉진되어 염화물 침투 저항성이 더욱 개선된 것으로 판단된다. 양생 조건이 다른 경우 표면 전기저항을 이용해 염화물 침투 저항성을 평가하는 것은 부적절한 것으로 판단된다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제9권3호
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• pp.295-306
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• 2015

Simulating natural leaching process for cementitious materials is essential to perform long-term safety assessments of repositories for nuclear waste. However, the current test methods in literature are time consuming, limited to crushed material and often produce small size samples which are not suitable for further testing. This paper presents the results from the study of the physical (gas permeability as well as chloride diffusion coefficient) and mechanical properties (tensile and compressive strength and elastic modulus) of solid cementitious specimens which have been depleted in calcium by the use of a newly developed method for accelerated calcium leaching of solid specimens of flexible size. The results show that up to 4 times increase in capillary water absorption, 10 times higher gas permeability and at least 3 times higher chloride diffusion rate, is expected due to complete leaching of the Portlandite. This coincides with a 70 % decrease in mechanical strength and more than 40 % decrease in elastic modulus.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제25권5호
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• pp.715-720
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• 2004

Amineterminated, ethylenediamine core polyamidoamine starburst dendrimers of generation 2 (G2), generation 4 (G4) and generation 6 (G6) have been successfully surface-modified via an amide coupling reaction with 4-ethyl, 4'-(3-propionic) bipyridinium cation and the electrochemical behavior of the resulting dendrimers were investigated in aqueous potassium chloride electrolyte solutions. The 1-[3-(dimethylamino)propyl]-3-ethylcarbodiimide hydrochloride/N-hydroxysuccinimide-mediated reaction resulted in 25-39% end-group functionalization. The water-soluble 4-ethyl, 4'-(3-propylamide) bipyridinium dibromide dendrimers (G2-V2+, G4-V2+ and G6-V2+) were characterized by $^1H$ NMR and UV-Vis spectroscopic methods. The cyclic voltammetric and chronoamperometric experiments were performed to determine the diffusion coefficient and the number of electrons transferred in the process of the first reduction of the viologen-functionalized dendrimers. Adsorption of viologen-functionalized dendrimers at electrode surface was evidenced in the voltammograms. Experimentally determined diffusion coefficients were in good agreement with the values expected from the Stokes-Einstein relation, while the number of electrons transferred concurred with the extent of functionalization determined by $^1H$ NMR and UV-Vis spectra.

• 설비공학논문집
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• 제16권10호
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• pp.942-951
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• 2004

This paper presents the results of a theoretical study of the effect of radiation during free convective laminar film boiling for methanol/water binary mixtures on an isothermal vertical wall at atmospheric pressure. With the well-known boundary layer theory as a basis, a theoretical model has been formulated into consideration for mass diffusion at liquid phase. The equations are numerically solved by a similarity method to investigate the effects of radiation emissivity on the surface with various parameters such as wall superheat and composition of more volatile component at liquid phase far from the wall. From the results, the distributions of the physical quantifies are investigated in both phases. New correlations are proposed to predict the heat transfer coefficient of binary mixtures. It is shown that the proposed correlations are in good agreement with numerical results and with Bromley's correlation within maximum $11\%$ errors. It is also found that as the wall superheat is increased, radiation effect becomes more important.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제22권1호
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• pp.20-28
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• 1990

처분 안전성 평가를 위해서는 지하매질을 통한 방사성핵종의 이동특성 규명과 신뢰성 있는 지하 핵종이동 모델의 확보가 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 지하핵종이동 모델 개발을 위한 기초연구로서 충전층 실험을 수행하고, 실험결과를 제안된 핵종이동모델과 비교ㆍ검토하였다. 실험에서는 분쇄응회암으로 충전된 칼럼에서의 핵종이동 현상을 규명하고, 모델 시뮬레이션을 통해서는 세공확산을 모델에 고려하여 핵종이동에서 세공확산의 역할을 검토하였다. 충전층 실험에서 수력학적 분산계수는 비흡착성의 iodine을 사용하여 측정하였으며, 이 때 측정한 분산계수는 공극율 $\varepsilon$=0.483, 평균유속 (equation omitted)=0.915$\times$$10^{-2}$ cm/min에서 D$_{L}$=0.11$\times$$10^{-2}$ $\textrm{cm}^2$/min이었다. 그리고 중ㆍ저준위 방사성폐기물의 대표 핵종으로 사용한 Cs-137은 응회암에 대해 높은 지연특성을 보였으며, 파과곡선은 비대칭 형태로서 단말현상이 길게 나타났다. 모델 시뮬레이션 결과, 매질 세공내 확산과정은 다공성의 지하매질을 통한 핵종이동에서 중요한 율속단계 역할을 하였다.다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1A호
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• pp.53-59
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• 2010

최근 들어 적외선을 이용하여 콘크리트 구조물의 결함 또는 공동 등을 평가하려는 비파괴 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이는 유지관리기법의 중요한 부분을 이루고 있다. 적외선 화상분석(Infrared Thermography)을 콘크리트 표면에 적용할 경우, 콘크리트의 표면온도는 표면을 구성하는 재질과 열적특성(비열, 열전도율, 열전달율)에 따라 그 응답이 다르게 나타나게 된다. 서로 다른 배합을 가지는 시멘트 모르타르에서는 공극률이 다르게 구성되고, 표면에서 공극률의 차이는 열에 노출된 뒤, 냉각되는 과정에서 열적 거동이 다르게 평가된다. 한편 이러한 공극률은 강도 및 염화물 확산계수와 같은 역학적/내구적 특성에 영향을 주기도 한다. 본 연구에서는 외부에서 열을 가하여 측정하는 능동방식(active type)을 이용하여, 표면의 온도변화를 분석하였다. 물-시멘트비 55%와 65%인 시멘트 모르타르 시편을 제작하였으며, 공극률, 압축강도, 염화물 확산계수 등의 물리적 특성값들이 평가되었다. 이후 동일한 실내조건(온도 $20{\sim}22^{\circ}C$, 습도 55-60%)에서 적외선 화상분석 기법을 적용하였다. 시간의 경과에 따라 공극을 많이 포함하는 시편의 경우, 표면 온도가 상대적으로 증가하였으며, 온도가 일정해지는 시점(임계시점)이 단축되고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 특성은 콘크리트와 같이 공극과 골재를 가지고 있는 복합재료의 품질 평가에 적용할 수 있음을 시사한다. 한편 공극률과 실험상수를 고려하여, 공극률에 따라 변화하는 임계시간에 대한 계산식을 제안하였다. 본 논문에서는 시멘트 모르타르의 공극량의 변화에 따른 물리적 변화와 이에 따른 열특성 변화가 논의될 것이다.