외기온도 및 시험체 크기를 고려한 콘크리트의 간이-단열온도 상승시험에 관한 실험적 연구

온정권 ( On Jeong-kwon ),김영선 ( Kim Young-sun ),문형재 ( Moon Hyoung-jae ),남정수 ( Nam Jeong-soo ),김규용 ( Kim Gyu-yong ) 한국건축시공학회 2021 한국건축시공학회지 Vol.21 No.6

최근 초고층 아파트 및 주상복합 건축물의 증가로 두께 3m이상의 메가급 매스콘크리트 부재의 설계가 다수 수행되고 있다. 초고층 주상복합 건축물은 기초부재 뿐만 아니라 특수한 구조형태로 전이 보 및 슬라브 등과 같은 매스콘크리트 시공이 증가하고 있어 매스콘크리트의 온도균열저감에 관한 연구가 수행되고 있다. 매스콘크리트의 온도균열을 검토하기 위해서는 콘크리트 열특성 검토가 중요하나 현장에서 단열온도상승 시험기를 활용하기는 어렵기 때문에 간이-단열온도상승시험을 주로 활용한다. 본 연구에서는 간이-단열온도상승시험에 의한 콘크리트 열특성 결과의 정밀도를 향상시키기 위해 열손실을 보정하기 위한 방안과 열손실 보정에 미치는 다양한 요인을 검토하여 제시하였다. Recently, due to the increase in high-rise apartment and residential-commercial complex buildings, a number of mega-class mass concrete members with a thickness of 3m or more have been designed. As the construction of mass concrete such as transfer beam and slab is increasing not only in foundation members but also in special structures, research on reducing temperature cracks in mass concrete is being conducted. To review temperature cracks in mass concrete, it is important to review the thermal properties of concrete, but it is difficult to use an adiabatic temperature rise tester in the field, so the semi-adiabatic temperature rise test is mainly used. In this study, to improve the accuracy of the results of concrete heat characteristics gained by the semi-adiabatic temperature rise test, various factors affecting heat loss compensation and methods were reviewed and presented.

An Analysis of Temperature Change and TI MI using Tissue Mimicking Phantom in Ultrasonic Examination

전철민(Cheol-Min Jeon),한재복(Jae Bok Han),곽종길(Jong Gil Kwak),송종남(Jong Nam Song) 한국방사선학회 2022 한국방사선학회 논문지 Vol.16 No.6

현재 진단 초음파 및 건강검진 목적의 초음파 검사는 널리 이용되고 있고 건강보험 적용으로 더욱 증가 추세를 보이고 있다. 하지만 초음파검사의 위해성은 현재까지 명확히 밝혀진 바가 없어 초음파 검사 시 인체 조직의 온도가 상승하는 열효과를 알아보고자 본 연구에서는 인체 모의 매질 팬텀을 이용해 주파수, 모드별에 따른 표면과 심부 온도 변화를 시간별로 측정하였고 TI, MI 값도 비교하였다. 인체와 유사한 음향 특성 있는 카파 카라기난 분말과 고형화를 위해 염화칼륨을 소량 첨가하여 모의 팬텀 제작하였고 표면 온도계와 탐침용 온도계를 사용하여 표면과 심부 온도 변화를 측정하였다. 그 결과 저주파수를 사용하는 Convex Probe가 고주파를 사용하는 Linear Probe보다 높은 온도 상승을 보여 유의미한 차이를 보였고 표면에서 온도 상승이 가장 높았으며 1 cm의 낮은 깊이는 일시적 온도상승은 나타내지만 유의미한 온도변화는 없었다. 5 cm ∼ 15 cm의 심부온도 변화는 없었으며 검사 시간동안 TI, MI값은 변화가 없었다. 이는 15분 실험동안 표면온도만 상승하였고 심부에는 온도변화가 없었기 때문에 인체에 유해할 만큼의 온도 변화를 나타내지 않을 것으로 사료되며 통상적인 진단초음파의 15분의 검사시간은 임상에서의 사용에는 무리가 없을 것으로 생각되지만 특정 부위의 장시간 검사는 온도 상승을 일으킬 수 있으므로 지양해야 될 것으로 사료된다. Currently, ultrasound examination for diagnostic ultrasound and health examination purposes is widely used, and it is showing an increasing trend due to the application of health insurance. However, the risk of ultrasound has not been clearly identified so far, and in this study, surface and deep temperature changes according to frequency and mode were measured by using a tissue mimicking phantom and TI and MI values were compared. A simulated phantom was manufactured by adding a small amount of kappa-caraginan powder with acoustic characteristics similar to that of the human body and potassium chloride for solidification, and the change of surface and depth temperature was measured using a surface thermometer and a probe thermometer. As a result, the convex probe using low frequency showed a higher temperature increase than the linear probe using high frequency, so there was a significant difference, and the temperature increase was the highest on the surface, and the depth of 1cm showed a temporary temperature increase, but there was no significant temperature change. There was no change in the deep temperature of 5 cm to 15 cm, and the TI and MI values did not change during the test time. Since only the surface temperature rose during the 15-minute test and there was no temperature change in the core, so it is not expected to show a temperature change that is harmful to the human body. However, it is thought that prolonged examination of one area may cause temperature rise, so it should be avoided.

온도구배터널 내 생육온도 상승에 따른 난지형 마늘의 지상부 생장, 인경 발달 및 무기성분 함량의 변화

오서영,문경환,신민지,고석찬 한국원예학회 2020 원예과학기술지 Vol.38 No.4

This study assessed shoot growth, bulb development, and mineral content of southern-type garlic (Allium sativum L.) in a temperature gradient tunnel (TGT), to examine effects of temperature increase. TGT temperatures in the middle and outlet were maintained at +3°C and +6°C higher, respectively, than ambient temperatures at the inlet. The germination of garlic cloves occurred at 19.2 days after sowing near the inlet, yet occurred at 23.5 and 25.0 days, respectively, in the middle and outlet. At ambient and +3°C temperatures, bulbs developed well, with clove size and shape large and uniform, resulting in a high-quality commodity with high post-harvest commercial value. In all temperatures, 7-8 cloves per bulb developed, but small secondary cloves developed from the cloves in the transverse sections of bulbs grown in the middle and outlet of the TGT. The surfaces of cloves showed a distinct purple color at ambient +3°C. In addition, at elevated temperatures, the Ca and Zn content in the cloves decreased, while the K and Fe content increased, indicating that the rising temperature affects mineral absorption of garlic. Implications of this study include possible delays to sowing time, and/or delayed harvest, as a response to climate change, to avoid irregular small-sized cloves caused by secondary growth in the bulb. The results of this study, therefore, are important to maintain the productivity and quality of garlic in the future, as it becomes necessary to mitigate impacts of elevated temperature at each stage of growth. 본 연구에서는 기후변화에 대응하여 마늘의 생육기간 동안 온도구배터널(temperature gradient tunnel)에서 재배하면서 마늘의 지상부 생육, 인경 발달 및 무기성분 함량의 변화 등을 조사함으로써 마늘 생육에 미치는 생육온도 상승의 영향을 구명하고자 하였다. 터널 중앙부와 후미부의 온도는 입구의 대기온도를 기준으로 각각 3°C, 6°C가 높게 유지되었다. 파종한 마늘 인편의 발아에는 터널 입구에서 19.2일이 소요되었는데 반해 중앙부와 후미부에서는 각각 23.5일과 25.0일이 소요되어, 터널 입구에서 재배하였을 때보다 중앙부와 후미부에서 저조하고 늦었다. 인경 발달은 대기온도 및 대기온도 + 3°C에서 더 왕성하여 크기가 크고 인편의 크기도 균일한 상태를 유지하여 상품성이 높은 인경을 수확할 수 있었다. 인편수는 모든 처리에서 7 ‑ 8개로 나타났으나 인경을 횡으로 절단하였을 때 터널의 중앙부와 후미부에서 재배한 마늘에서는 인편 내부에서 이차생장으로 인한 소인편의 분화가 관찰되었다. 또한 인편을 감싸고 있는 겉표면도 대기온도 + 3°C에서 자색의 정도가 더 뚜렷하게 나타나 진한 색깔을 보였다. 그리고, 온도가 높아졌을 때 인편 내 Ca, Zn 함량은 감소하지만 K, Fe 함량은 증가하여 온도 상승이 마늘의 양분흡수에 영향을 미침을 알 수 있었다. 따라서 기온이 상승하였을 때에는 파종시기를 늦추거나 수확시기를 앞당겨 이차생장으로 인하여 소인편이 분화되기 전에 수확하는 것을 고려할 필요가 있다. 최근 기후변화에 의한 이상기상 현상이 빈번히 발생하고 있고, 미래에는 더욱 심해질 것으로 예측되는 바, 상품성이 좋은 마늘을 수확하기 위해서는 생육단계별로 온도의 영향을 최소화할 수 있는 방안을 모색할 필요가 있을 것이다.

복합 연계 해석 방법을 통한 탱크 재질 변경에 따른 가스 절연 개폐기 모선의 온도 상승 예측

강한영(H.Y. Kang),심현석(H.S. Shim),이서현(S.H. Lee),최종웅(J.U. Choi),박석원(S.W. Park) 한국전산유체공학회 2013 한국전산유체공학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.5

본 논문은 가스 절연 개폑기의 모선을 감싸고 있는 탱크의 재질 변경에 따른 온도 상승을 예측하기 위하여, 전자계-열.유동 복합 연계 해석 기법을 이용하였다. 탱크의 재질을 자성체 혹은 비자성체로 제작에 따른 모선의 온도 상승을 예측 하고자 하였다. 전류가 흐를 때 철과 같은 자성체의 경우 전류의 밀도 및 표피효과 등에 의하여 부분적으로 온도 상승이 이루어지고 있어 중요 온도 상승 부위에는 비자성체를 사용 하고 있다. 하지만 제작 비용이 자성체를 사용 할 때보다 높아 국부적으로 일부분에 사용을 하고 있다. 본 논문은 탱크의 직경 360°인 경우, 상부 45°를 비자성체로 하고 나머지 315°를 자성체로 하였을 경우(Case 1) 및 상부 187°만 비자성체로 하고, 나머지 173°를 자성체로 하였을 경우(Case 2) 2가지의 경우에 대한 복합 연계 해석을 통하여 온도 상승값을 비교 하였으며, 최적의 비율을 예측하고 설계에 반영하여 온도 상승 예측 및 원가 절감의 가스 절연 개폐기를 개발 하였다. 모선 전체의 1/3 지점에서 Tank 절단면의 온도 분포를 살펴보면, 자성체와 비자성체의 사용에 따른 온도 분포를 더욱 뚜렷이 알 수 있으며, 비자성체를 사용한 경우에는 모선의 온도는 약 43℃ 이며, 자성체의 경우 약 47℃를 나타냈다. 45°의 비자성체가 탱크 온도에 미치는 영향은 굉장히 미비하며, 탱크 온도를 낮추기 위해서는 약 120°~180°가 되어야 비자성체에 의하여 온도 상승의 영향을 미치는 것을 알 수 있다.

지연제를 혼입한 고강도콘크리트의 매트기초 적용을 위한 최적배합 산정에 관한 실험적 연구

이동하,임남기 대한건축학회지회연합회 2016 대한건축학회연합논문집 Vol.18 No.2

본 연구에서는 플라이애쉬와 지연제를 사용한 고강도 콘크리트의 매트기초 최적 배합설계를 제시하고자 하는 연구이다. 본 연구는 40MPa이상의 고강도 콘크리트에서 결합재량(385∼415kg/㎥), 플라이애시 치환율(0∼25%), 지연제 첨가율(0∼1.2%)에 따른 콘크리트의 역학적 특성을 평가하였다. 그리고 결과는 다음과 같다. 매트기초 하부에 적용할 콘크리트는 수화열 발생을 억제하고 응결지연을 통한 일체 타설을 위해 결합재량 385kg/㎥에 FA를 25% 치환하고 지연제를 1% 사용한 배합을 적용적용하는 것이 바람직한 것으로 판단된다. 단열온도상승 실험 결과, 단열온도상승 계수 K값과 α값은 콘크리트 초기온도 약 19℃ 조건에서 지연형 콘크리트는 40.68과 1.08, 표준형 콘크리트는 42.8과 1.13로 나타났다. 동일 온도조건에서 지연제 사용에 따른 단열온도 상승속도 차이는 크지 않으며, 지연형 콘크리트의 최대 단열온도상승값이 표준형 콘크리트 대비 낮게 나타났다. This study is to be suggest the optimal mat foundation mixing design of high strength concrete by using fly ash and retarding admixture. This study applied retarding admixture to high strength concrete over 40MPa, and tested the mechanical properties of concrete according to binder content(385∼415kg/㎥), fly ash substitution rate(0~25%), and adding rate of retarding admixture(0~1.2%) As a results, For the concrete to be applied to lower part of mat foundation, it is suitable to substitute FA 25% with binder contents 385kg/㎥ and to apply the mixing with adding retarding admixture 1% in order to repress hydration heat and to cast concrete at once through congelation delay. As a result of experiments of adiabatic temperature rising, coefficients of adiabatic temperature rising K and α were 40.68 and 1.08 for retarding-type concrete and 42.8 and 1.13 for standard concrete, respectively, under the condition of initial concrete temperature about 19℃. In the identical temperature condition, differences of adiabatic temperature rising speed according to use of retarding admixture were not different, and maximum value of adiabatic temperature rising of retarding-type concrete was lower than standard concrete.

매스콘크리트의 수화열 저감을 위한 단열온도상승시험 및 모의시험체의 온도특성

연규원,김종 대한건축학회지회연합회 2012 대한건축학회연합논문집 Vol.14 No.2

본 연구에서는 건축물 매트기초 매스콘크리트의 수화열 저감 및 경제성 성취에 활용될 수 있도록 배합종류 변화에 따른 단열온도상승특성과 모의부재 실험을 통하여 적용가능성에 대하여 검토하고자 하였다. 실험 결과에 따르면 먼저, 단열온도상승 특성으로 배합 종류에 따라 단열온도상승식을 근사식 을 검토하여 결정계수(R2) 0.994이상이 되는 식을 얻을 수 있었으며, 각 배합에 따라 최고 온도상승량과 수화반응에 의한 발열시점을 보다 정확히 확인 할 수 있었다. 모의부재의 수화열 온도이력 특성으로 모의부재 C의 경우 모의부재 A와 비교 하여, 최고온도는 약 7.5℃ 저감 시켰다. 또한 상부콘크리트가 먼저 수화발열함으로서 표면부의 인장응력에 대한 온도균열을 제어 할 수 있는 것으로 나타났다. 압축강도 특성으로 배합종류별 표준양생공시체의 경우 플라이애시를 치환한 S-F30, R-F30콘크리트는 치환하지 않은 S-P, E-P콘크리트 보다 압축강도가 약 5~10MPa정도 재령 28에서 저하된 것으로 나타났으나, 코어압축강도의 경우에서는 플라이애시 치환사용에 따른 차이가 없는 것으로 분석되었다.

콘크리트내 표면매립보강된 FRP의 내화단열방법과 연단거리에 따른 온도변화

임종욱,서수연 대한건축학회 2019 大韓建築學會論文集 : 構造系 Vol.35 No.11

Recently, the Near-Surface-Mounting method using Fiber reinforced polymer (FRP) has been developed and applied to the reinforcement ofmany concrete structural members. However, as a part of the fire resistance design, there is a lack of research related to fire insulation forthe areas reinforced with FRP. In case of NSM reinforcement, there is a difference in the transferred temperature from the external surfaceto the groove corresponding to the location of the groove where the FRP is embedded, and the effect of this should be reflected in thefireproof insulation design. Therefore, in this study, after forming grooves for surface embedding in concrete blocks, fireproof insulationreinforcement was performed using Calcium Silicate (CS) fireproof board and an experiment to evaluate the temperature transfer wasperformed. By observing the temperature at these groove positions, the reduction of temperature transfer according to fireproof insulationdetail was studied. As a result, when the NSM-FRP is properly fire-insulated using the CS-based fireproof board, the epoxy inside the groovedoes not reach its glass transition temperature until the external temperature reaches 800°C. 본 연구는 콘크리트 블록에 표면매립을 위한 홈을 형성한 뒤, Calcium Silicate(CS)계의 내화보드로서 내화단열 보강을 실시하고 고온 가열실험을 실시하여 이들 홈의 위치에서 온도상승 정도를 관찰함으로써 내화단열 상세별 온도상승 지연효과를 연구하였다. 연구를 통하여, CS계 내화보드를 사용하여 적절히 내화단열할 경우, 외부온도가 800℃에 도달할 때까지 홈내부 에폭시는 유리전이온도 (GTT)에 도달하지 않는 것으로 나타났다.

지구온난화에 의한 북서태평양 및 한반도 근해의 해수면 상승

오상명(Oh, Sang-Myeong),권석재(Kwon, Seok-Jae),문일주(Moon, Il-Ju),이은일(Lee, Eun-Il) 한국해안해양공학회 2011 한국해안해양공학회 논문집 Vol.23 No.3

지구온난화로 인한 북서태평양 및 한반도 근해의 미래 해수면 상승을 IPCC AR4 기후 예측모델들의 결과를 이용하여 조사하였다. 본 연구에서는 대부분의 기후모델에서 제시하지 않은 지역적인 열팽창에 의한 해수면 상승을 3차원 수온과 염분 자료를 이용한 역학고도의 계산을 통해 분석하였다. 해수면 자료의 분석결과, 열팽창을 고려한 북서태평양 및 한반도 근해의 해수면 상승률은 전 지구 평균보다 최대 두 배까지 높게 나타났다. 특히, 쿠로시오 확장지역에서 가장 높은 해수면 상승 경향을 보였다. 열팽창을 고려한 A1B 시나리오에 의한 MPI_ECHAM5와 GFDL_cM2.1 모델 결과에서는 향후 100년 동안 북서태평양에서 각각 24 cm와 28 cm 그리고 한반도 근해에서 27 cm와 31 cm의 해수면이 상승하는 것으로 예측되었다. 통계분석 결과, 이러한 해수면 상승은 겨울철 시베리아 고기압의 약화와 북서태평양 해역의 기압장 변화 그리고 이로 인한 바람장 및 해류의 변화로 발생한 수온변화가 그 원인으로 분석된다. 특히, 쿠로시오 확장지역의 북상에 따른 수온 변화가 북서태평양에서 가장 큰 해수면 상승을 유발한 것으로 사료된다. This study investigates sea level (SL) rise due to global warming in the Northwestern Pacific (NWP) and Seas around the Korean peninsula (KP) using outputs of IPCC AR4 climate models. Particularly, components of the SL rise induced by a local steric effect, which was not considered in most climate models, were computed using model-projected 3-dimensional temperature and salinity data. Analysis of the SL data shows that the ratio of the SL rise in the NWP and KP was about two times higher than that in global mean and particularly the ratio in the Kuroshio extension region was the highest. The SL rises over 100 years estimated from MPI_ECHAM5 and GFDL_cM2.1 model by A1B scenario considering the thermosteric effect were 24 cm and 28 cm for the NWP and 27 cm and 31 cm for the Seas around the KP, respectively. Statistical analysis reveals that these SL rises are caused by the weakening of the Siberian High in winter as well as variations of pressure system in the NWP and by the resultant change of water temperature. It also found that the highest SL rise in the Kuroshio extension region of the NWP was connected with the large increase of water temperature in this area.

Urea 혼입 매스콘크리트의 FEM 온도균열 해석을 위한 수화발열특성에 관한 실험적 연구

문동환 ( Mun Dong-hwan ),장현오 ( Jang Hyun-o ),이한승 ( Lee Han-seung ) 한국건축시공학회 2019 한국건축시공학회 학술발표대회 논문집 Vol.19 No.1

In domestic construction industry progress, construction and quality control of large structures are considered to be important as the superstructure and mass scale of structures. In the case of mass concrete, high hydration heat caused by cement hydration generates temperature stress by generating internal temperature difference with the concrete surface. These temperature stresses cause cracks to penetrate the concrete structure. A method of lowering the heat generation by incorporating Urea in order to reduce the concrete temperature crack has been proposed. In this study, the heat function coefficient for the FEM temperature crack analysis of the mass concrete containing the element was derived and the adiabatic temperature rise test was carried out according to the incorporation of the element. As a result of this experiment, the maximum temperature of 41 土 1°C was obtained irrespective of the amount of urea, and the maximum temperature decreased by 16.9°C in concrete containing 40kg/㎥ of urea.

플라이애시 치환율 변화에 따른 매스콘크리트의 간이단열온도상승 특성과 타설 시간차를 고려한 수화열 해석

연규원,박찬수 대한건축학회지회연합회 2013 대한건축학회연합논문집 Vol.15 No.3

본 연구는 플라이애시 치환율을 변화에 따른 매스콘크리트의 간이단열온도상승 특성과 타설시간차를 고려하여 수화열을 해석하고, 상하부 콘크리트간의 배합을 조정하여 온도균열지수 및 균열발생확률을 비교 검토하였는데 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 간이단열온도상승 특성으로 FA 치환율별 단열온도상승식 은 콘크리트의 초기 휴지기를 고려함에 따라 결정계수 R2=0.99이상의 양호한 값으로 나타났으며, 본 실험결과로 인해 수화발열상승량과 발열시점을 보다 정확히 확인 할 수 있었고, Plain과 FA 40% 치환콘크리트간에는 약 13.2℃의 수화발열량차가 발생함을 확인할 수 있었다. 수화열 해석 특성은 응결시간 및 발열량차를 조절하기 위해 상하부 콘크리트의 배합을 변화시켜 모두 12건으로 해석하였으며, 그 중 수화발열량 조정방법에 해당되는 D, E, H, I 및 L모델의 경우 중심부 최고 온도는 42.69~46.65℃이고, 온도균열지수는 0.76~0.96의 결과로 나타났으며, 균열발생확률 또한 15~44%의 양호한 결과로 확인되어, 매스콘크리트의 내·외부 구속에 의한 균열 및 타설초기에 발생하는 온도까지도 제어가 가능한 것으로 확인, 검토되었다.