• 한국지형학회지
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• 제19권3호
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• pp.109-121
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• 2012

한라산 정상의 백록담 서북벽 표고 1,860m 지점에서 18개월간 용암돔 암벽의 표면 온도를 향별로 관측하여 동결융해 사이클의 빈도와 출현 시기, 동결기의 암온 저하량을 밝혔다. 관측 지점에는 일주기와 연주기의 동결융해 사이클이 나타난다. 유효동결융해 사이클을 포함하여 일주기성 동결융해 사이클은 북동향 암벽보다 남서향 암벽에서 더 많이 발생한다. 일주기성 동결융해 사이클은 남서향 암벽에서는 2월과 3월에, 북동향 암벽에서는 11월과 4월에 집중적으로 출현한다. 또한 남서향 암벽에서는 11월 중순~4월 중순, 북동향 암벽에서는 11월 초순~4월 하순에 걸쳐 $0^{\circ}C$ 이하의 암온이 지속되는 계절적 동결기가 출현함으로써 연주기성 동결융해 사이클도 확인된다. 동결기의 암온 저하량은 동결지수가 더 높은 북동향 암벽에서 더 크고, 동결파쇄의 최적 온도 기준점으로 알려진 $-3^{\circ}C$ 이하의 지속시간도 북동향 암벽에서 더 길어 북동향 암벽이 남서향 암벽보다 일주기성 동결융해 사이클의 빈도는 낮아도 동결 강도는 더 큰 것으로 보인다. 따라서 암벽의 향에 따른 일사 조건의 차이가 동결융해 사이클의 빈도와 동결 지속시간을 결정함으로써 일주기성 동결융해 사이클은 남서향 암벽에서, 연주기성 동결융해 사이클은 북동향 암벽에서 현저하게 출현한다. 암석의 동결파쇄는 온도 조건으로만 결정되는 것은 아니므로 식생피복, 지형적 위치, 고도, 향을 달리하는 다양한 장소의 온도 자료 축적과 함께 암석 물성과 수분 공급에 관한 조사가 필요하다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권5호
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• pp.487-490
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• 2011

본 논문은 동결과 융해가 고분자 전해질 연료전지 내의 기체확산층에 미치는 영향에 대해 X-선 단층 촬영법을 이용하여 수행한 실험적 연구이다. 고분자 전해질 연료전지는 외부 온도가 0 도 이하가 되면 내부의 물이 동결되며, 외부 온도가 0 도 이상으로 상승하면 다시 녹는 과정을 겪게 된다. 이 과정은 연료전지의 내부 구조에 변형을 야기하고 이로 인해 연료전지의 전력과 수명의 감소를 야기하게 된다. 기체확산층은 연료전지 내부에서 가장 두꺼운 다공성층이며, 이로 인해 가장 많은 변형이 발생된다. 본 연구에서는 포항 방사광 가속기의 X-선 단층 촬영법을 이용하여 물의 동결과 융해 과정이 기체확산층의 내부 구조에 미치는 변화를 관찰하였다. 이 기체확산층의 구조 변화가 고분자 전해질 연료전지의 전력 생산과 수명에 미치는 영향에 관해 논의하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제7권3호
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• pp.107-113
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• 2007

This study is to investigate adhesive properties depending on the temperature, humidity, and freeze-thraw of the Steel plate adhesive strengthening method by the epoxy resin. The results are summarized as following. For the temperature variation, the debonding failure appear only after 1 cycle of temperature varoation because the coefficient of thermal expansion of the epoxy resin is comparatively large, and the bonding strength is decreased. The deformation properties and ultrasonic pulse velocity on each materials are similar until 4 cycles on the dry and moisture test. As the freeze-thraw test, the epoxy resin is degraded easily subjected to freeze-thaw cycle, comparatively easy, so the debonding failure may occur in short term because of the freeze-thaw repeatition.p

• 한국도로학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.1-9
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• 2018

PURPOSES : In order to evaluate a crack resistance at cold joint, sealing tape was adopted to apply at cold joint instead of typical tack coat material(RSC-4). The sealing tape was made by hot sealing material. The crack resistance as function of environmental and traffic loading was measured with visual observation. METHODS : In this study, the crack resistance was evaluated as function of environmental and traffic loading. The freeze-thaw method was adopted for environmental loading of asphalt pavement. condition. The damage of cold joint under freeze-thaw action is initiated by ice expansion load and accelerated by the interfacial damage between new and old asphalt pavement. The traffic loading was applied with wheel tracking machine on the cold joint area of the asphalt pavement for 3 hours at $25^{\circ}C$. The evaluation of crack resistance was measured with visual observation. The freeze-thaw results shows that the sealing tape was significantly increased the crack resistance based on. RESULTS : To estimate the crack resistance at cold joint area due to the environmental loading, the Freeze-thaw test was conducted by exposing the product to freezing temperature(approximately $-18^{\circ}C$) for 24 hours, and then allowing it to thaw at $60^{\circ}C$ for 24 hours. The tack coat material(RSC-4) was debonded after 21 cycles of the Freeze-thaw test. The first crack was observed after 14 freeze-thaw cycle with RSC-4 material. But, the sealing tape was not debonded after 24 cycle test. Also, the sealing tape shows the better performance of the crack resistance under the traffic loading with wheel track test. The crack was generated the under traffic loading with RSC-4(tack coating), however, the crack was not shown with sealing tape. It indicates that the sealing tape has a strong resistance of tensile stress due to traffic loading. CONCLUSIONS :Based on limited laboratory test result, a performance of crack resistance using the sealing tape is better than that of general tack coat material(RSC-4). It means that the sealing tape is possible to extend a pavement service life because the crack, one of the main pavement distresses, will be delayed.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.13-22
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• 2008

다공성 시스템 내부 동결체의 생성과 성장은 온도경사와 화학적 에너지뿐만 아니라 열 물리학적 영향과 이동 물질에 의해서도 영향을 받는다. 더욱이 융해 화학물질의 확산율은 반복적인 동경융해 환경 하에서 매우 높은 값을 나타낸다. 결과적으로 콘크리트구조물의 열화는 해양환경과, 높은 고도 및 북쪽 지방에서 특히 크게 발생된다. 그러나 균열 성장과 누적된 손상에 의한 열화를 동반한 동결융해의 특성은 실험을 통해서 추정하기가 곤란하다. 이러한 손상을 예측하기 위해서 응답면기법 (RSM)을 이용한 회귀분석법을 사용하였다. 콘크리트구조물에서 반복되는 동결융해로 인한 열화의 주요 변수인 물-시멘트비, 연행공기, 동결융해의 반복 횟수 등은 응답면기법의 한계상태방정식을 구성하는데 중요한 입력 변수로 사용되었다. 누적변형률, 상대동탄성계수, 또는 등가 소성변형과 같은 주요한 열화 변수에 대한 회귀방정식은 열화된 구조물의 성능을 평가할 수 있다. 300번의 동결융해 반복 후의 상대동탄성계수와 잔류변형의 결과는 실험 결과와 매우 유사한 경향을 나타내었다. 응답면기법의 결과는 설계 시 한계값에 대한 초과 확률을 예측하는데 사용되어질 수 있다. 그러므로 개발된 예측 기법을 활용하여 반복적인 동결융해에 의해서 누적 손상을 받는 콘크리트구조물의 생애주기 관리에 사용될 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.399-407
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• 2010

이 연구에서는 동결융해 사이클을 경험한 2가지 종류의 휨부재의 거동특성을 평가하였다. 이 연구의 목적은 동결융해에 따른 철근콘크리트 보의 거동특성을 검토하는 것이다. 이를 위해 일부 실험체는 동결융해를 경험하기 전, 인장철근이 항복되기까지 손상을 입도록 계획되었다. 또한 반복하중 재하시 강성저하 특성을 평가하기 위하여 단조 및 반복재하 실험을 실시하였다. 재료 실험 결과, 동결융해 300사이클을 경험한 콘크리트의 상대동탄성계수는 86.8%까지 감소되었으나 내동해저항성은 충분히 가지고 있는 것으로 평가되었다. 단조재하 실험 결과, 동결융해 사이클에 따른 휨 강도, 연성 및 강성은 상대적으로 감소하는 것으로 나타났다. 특히, 인위적 균열손상을 경험한 BDF13 시리즈는 현행 콘크리트설계기준에서 요구하는 공칭모멘트를 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 반복재하시 BF75 시리즈에서 동결융해를 경험함에 따라 10% 이상의 반복강성 저하를 나타내었다. 따라서 내진부재와 같이 반복하중을 받게 되는 부재를 설계할 경우, 동결융해로 인한 압축측 콘크리트의 변형 특성도 고려되어야 할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제42권3호
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• pp.261-272
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• 2009

이 연구는 강원도 원주시 일대에 분포하는 쥬라기 화강암에 대하여 동결-융해 시험을 수행하고 동결-융해 반복 횟수의 증가에 따른 암석의 물리 역학적 특성변화를 고찰하였다. 동결-융해의 한 사이클은 24시간이며 진공챔버에서 2시간동안 포화시킨 시료를 -20$\pm1^{\circ}C$로 8시간 동결하고 상온에서 14시간 동안 융해하였다. 동결-융해 시험 중에 물리적인 특성을 측정한 결과 탄성파 속도는 지속적으로 감소하였으며 흡수율은 증가히는 양상을 보였다. 시험 전 풍화등급이 높은 암석일수록 동결-융해에 따른 물성의 변화가 크며 풍화에 취약한 것으로 나타났다. 슬랩(slab) 시편에서 취득한 미세균열 트레이스의 길이 및 면적밀도는 지속적으로 증가하는 것으로 나타났다. 이는 지속적으로 감소하는 탄성파 속도의 특성과도 부합하며 암석 내부에 미세균열이 급격히 발현 확장하고 특히 광물 결정의 결합력이 약화되는 암석 풍화에 기인한 것으로 판단된다. 미세균열의 밀집도와 크기를 동시에 고려할 수 있는 박스 프랙탈 차원($D_B$)은 미세균열 트레이스의 변동성을 효과적으로 반영하며 중 장기적인 풍화 예측을 위한 새로운 풍화지수로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제19권2호
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• pp.146-157
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• 2009

이 연구는 경상남도 함안군 일대에 분포하는 백악기 이암에 대하여 동결-융해 시험을 수행하고 동결-융해 반복 횟수의 증가에 따른 암석의 물리 역학적 특성변화를 고찰하였다. 동결-융해의 한 사이클은 24시간이며 진공 챔버에서 2시간 동안 포화시킨 시료를 $-16{\pm}1^{\circ}C$로 8시간 동결하고 상온에서 14시간 동안 융해하였다. 총 55 사이클의 동결-융해 시험 중에 물리적인 특성을 측정한 결과 비중, P파 속도는 지속적으로 감소하였으며 흡수율, 공극률은 지속적으로 증가하였다. 시험 전 풍화를 많이 받은 암석일수록 동결-융해에 따른 물성의 변화가 크며 풍화에 취약한 것으로 나타났다. 슬랩 시편에서 취득한 미세균열 트레이스의 크기 및 면적밀도는 30사이클 이후부터 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 이는 30사이클 이후 급격히 감소하는 P파 속도의 특성과도 부합하며 암석 내부에 미세균열이 급격히 발현 확장하고 특히 층리면의 결합력이 약화되는 암석 풍화에 기인한 것으로 사료된다. 미세균열의 밀집도와 크기를 동시에 고려할 수 있는 박스 프랙탈 차원($D_B$)은 미세균열 트레이스의 변동성을 효과적으로 반영하며 중 장기적인 풍화 예측을 위한 새로운 풍화지수로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.438-444
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• 2019

본 연구에서는 모르타르의 동결융해피해에 미치는 폴리프로필렌섬유의 영향을 실험적으로 검토하였다. 섬유를 혼입하지 않은 섬유무보강 모르타르와 폴리비닐알코올섬유를 혼입한 모르타르를 비교 대상으로 하여 폴리프로필렌섬유의 혼입이 300사이클의 동결융해시험 후 모르타르의 압축 및 휨특성에 미치는 영향을 평가하였다. 또한, 300사이클의 동결융해 시험 후 모르타르의 질량감소율, 상대동탄성계수 및 공극크기분포에 대한 시험을 실시하였다. 그 결과, 섬유종류에 관계없이 섬유무혼입 모르타르에 비해 섬유혼입 모르타르는 300사이클의 동결융해시험 후 압축강도 및 휨강도의 역학적 성능저하와 질량감소율의 증가를 억제하는 것이 가능했다. 한편, 300사이클의 동결융해시험 후 모르타르의 공극감소에 대한 저항에 폴리비닐알코올섬유뿐만 아니라 폴리프로필렌섬유가 효과적으로 작용할 수 있는 것을 확인했으나 폴리프로필렌섬유를 혼입한 모르타르의 동결융해저항성을 향상시키기 위해서는 폴리비닐알코올섬유에서 기대할 수 있는 시멘트매트릭스와의 결합효율을 증가시킬 필요가 있다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.46-49
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• 2007

This paper describes the sensitive cooling performance change of J-T refrigerator for cryosurgical probe due to its working fluid. The analytical results of using 50 bar nitrous oxide are compared with the case of 300 bar argon. Bio-heat equation is numerically solved to investigate the effect of the probe temperature and the cooling power of the J-T refrigerator. The refrigerator using 50 bar nitrous oxide has larger cooling power above 185 K than the one with 300 bar argon, which enables fast cooling at early stage of cryosurgery, but the biological tissue away from the probe tends to be cooled slowly after the probe reaches its lowest operating temperature. When the repeated freeze-thaw cycle is employed for main tissue destruction mechanism, using high pressure nitrous oxide is more advantageous than argon if the freezing operation is within 2-3 minutes. The probe with high pressure argon is more suitable for the case of longer freeze-thaw cycle with fewer repetitions.