Chloride is one of the most common threats to reinforced concrete (RC) durability. Alkaline environment of concrete makes a passive layer on the surface of reinforcement bars that prevents the bar from corrosion. However, when the chloride concentration amount at the reinforcement bar reaches a certain level, deterioration of the passive protection layer occurs, causing corrosion and ultimately reducing the structure’s safety and durability. Therefore, understanding the chloride diffusion and its prediction are important to evaluate the safety and durability of RC structure. In this study, the chloride diffusion coefficient is predicted by machine learning techniques. Various machine learning techniques such as multiple linear regression, decision tree, random forest, support vector machine, artificial neural networks, extreme gradient boosting annd k-nearest neighbor were used and accuracy of there models were compared. In order to evaluate the accuracy, root mean square error (RMSE), mean square error (MSE), mean absolute error (MAE) and coefficient of determination (R2) were used as prediction performance indices. The k-fold cross-validation procedure was used to estimate the performance of machine learning models when making predictions on data not used during training. Grid search was applied to hyperparameter optimization. It has been shown from numerical simulation that ensemble learning methods such as random forest and extreme gradient boosting successfully predicted the chloride diffusion coefficient and artificial neural networks also provided accurate result.

멤브레인 여과 실험에서 얻어진 데이터 처리에 간단한 수치해석을 적용하여 삼투압(osmotic pressure) 과 구배확산계수(gradient diffusion coefficient)를 도출하는 새로운 방법론을 제시하였다. 삼투압과 구배확산계수는 이론 및 실험적으로 쉽게 구할 수 없는 물리적 특성치로서 멤브레인 여과의 특성 규명에 중요하다. 모델 라텍스 콜로이드의 여과시간에 따른 투과플럭스(permeate flux) 값과 이에 대한 수치적분과 수치미분 데이터로부터 분산된 입자농도의 함수인 삼투압 관계식을 구했다. 이로부터 계산된 열역학적 계수(thermodynamic coefficient)는 입자농도가 증가할수록 감소하는 거동을 보였고, 여기에 기존에 제시되어 있는 수력학적 계수(hydrodynamic coefficient)를 도입하여 구배확산계수를 산출하였다. 아울러, 본 연구에서 계산된 입자농도에 따른 구배확산계수의 결과와 동일한 멤브레인과 라텍스 콜로이드의 여과에 대해서 기존에 통계역학적 시뮬레이션으로 예측한 결과를 비교하였다.

고분자/용매계에서 물질전달현상에 이용되는 용매의 상호확산계수를 예측하기 위하여 기존의 UNFACFV을 적용한 확산식을 유도하였으며, 상호확산계수를 계산하였다. 또한, 새로운 모델식에 의하여 계산한 값을 실험치 및 Vrentas-Duda의 이론치와 비교하였다. 상화확산계수를 구하는데 필요한 자기확산계수는 Vrentas-Duda의 이론을 이용하고, 용매의 화학포텐셜의 농도 미분항은 original UNIFAC-FA와 modified UNIFAC-FV를 사용하였다. Flory-Hugginstlr을 이용한 Vrentas-Duda의 상호확산식은 용매의 화학포텐셜의 농도 미분항을 표현하기 위하여 매개변수 x를 온도와 농도에 무관한 상수로 가정한 단점을 가지고 있으나, 본 연구에서 제시한 방법에서는 이러한 가정이 없으며, 여러 가지 고분자/용매계(polyisobutylene homopolymer 및 polyisobutylene-poly(pmethylstyrene) copolymer와 cyclohexane, n-hexane, n-pentane, chloroform, toluene)에서의 상호확산계수를 잘예측하였다. 특히 PIB/toluene계의 경우, 본 논문에서 사용된 방법이 Vrentas-Duda 이론에 의한 것보다 실험치에 더 가까웠다. 또한, 아무런 가정이나 제약없이, 넓은 온도 및 농도 영역에서 고분자/용매계의 상호확산계수를 예측할 수 있는 좋은 방법임을 알 수 있었다.

In the presence of synchrotron losses, diffusion of an ensembel of relativistic particles in an intraculster medium is investigated. The diffusion coefficient in the medium is found to be constrained by 28.8 ± 0.4 ≤ L o g D ≤ 30.5 ± 0.4 c m 2 s − 1 with the energy dependency of D 0 ε μ of μ = 0.4 ± 0.2 as the previous observations suggested. As an important implication of the result, the brightest head-tail radio source NGC 4869, whose radio tail structure is indicative for its orbit within the cluster core, is considered to be the major contributor of particles for the formation of the Coma radio halo.

콘크리트는 인장력에 취약한 재료적 특징을 갖기 때문에 콘크리트 구조물의 사용기간 중에 발생하는 균열은 내구성능 평가 시 필히 고려되어야 한다. 본 연구에서는 두 수준의 강도를 고려한 플라이애시 콘크리트를 배합하여 옥외 폭로 시험을 실시하였다. 노출 환경은 비말 조건으로 설정하였으며, 균열 폭이 콘크리트의 염화물 확산 거동에 미치는 영향을 평가하고자 각 배합의 시편에 0.1 mm 간격으로 최대 1.0 mm 까지의 균열 폭을 야기하였다. 그 후 3가지 수준의 노출기간(180일, 365일, 730일)을 고려하여 겉보기 염화물 확산계수 및 표면 염화물량을 산출하였다. 균열 폭의 증가에 따라 두 배합 모두 확산계수가 증가하였으며, 노출기간이 증가함에 따라 확산계수는 감소하였다. 또한 노출 기간이 증가함에 따라 균열 폭이 확산계수에 미치는 영향이 감소하였는데, 이는 염소 이온 기반 수화물이 콘크리트의 확산성을 저감시키기 때문으로 사료된다. 표면 염화물량 거동은 겉보기 염화물 확산계수 거동 대비 균열 폭의 증가에 따른 뚜렷한 변화 거동이 발생하지 않았으며, 고강도 배합에서 보통 강도 배합 대비 78.9 % ~ 90.7 %의 표면 염화물량을 나타내어 강도와의 상관관계를 갖는 것으로 판단된다.

양생조건에 따른 고로슬래그를 혼입한 콘크리트의 염화물 이온 확산계수의 변화를 관찰하기 위하여 GGBFS 혼입율 0%, 30%, 60%로 구분하고 W/B를 40%,50%,60%로, 양생조건을 기중양생과 수중양생으로 시험체를 제작하여 콘크리트 염화물 이온 확산계수 평가를 실시하였다. 평가결과 GGBFS의 치환율이 증가할수록 콘크리트 염화물이온 확산계수는 감소하였지만, 양생조건에 따른 확산계수 편차가 증가하는 것을 확인하였다. 특히 W/B가 증가할수록 그 차이는 증가하였으며. W/B 60% 조건에서 수중양생 대비 기중양생 시험체의 염화물 이온 확산계수는 2배 가까이 증가하는 것을 확인하였다.

해안 지역에 시공된 철근 콘크리트 구조물은 해수 중의 염소 이온에 의해 내부 철근이 부식하게 된다. 특히 해안지역에서는 해수에 침지되는 경우뿐만 아니라 조수간만 및 비래염분의 영향을 받기 때문에 이에 대한 고려가 필수적이다. 본 연구에서는 3가지 수준의 노출 환경(침지대, 간만대, 비말대)과 노출기간 180일, 365일, 730일을 고려하여 해양환경노출실험을 실시하였다. 대상 배합은 3가지 수준의 물-결합재 비 및 2가지 수준의 플라이애시 치환률(0 %, 30 %)을 고려하여 설정하였다. 모든 노출조건에서 플라이 애시 치환 배합이 OPC 배합 대비 낮은 겉보기 염화물 확산계수를 나타내었으며, 이는 플라이애시의 포졸란 반응이 원인으로 사료된다. 플라이애시 배합은 노출 기간 180일에서는 플라이애시 치환 배합이 OPC 배합 대비 최대 63 5 %의 감소율을, 노출 기간 730일 에서는 최대 55.8 %의 감소율을 나타내었다. 노출 조건에 따른 확산계수 거동을 평가한 결과, 플라이애시 치환 배합에서는 간만대, 침지대, 비말대 순으로 확산계수가 평가되었다. 간만대에서는 건습이 반복되어 염화물 이온의 침투가 빠르게 일어나는 것으로 보인다.

In this study, the chloride ion diffusion coefficient of ECC coated with silane-based protecting materials were evaluated. The evaluation was carried out according to NT BUILD 492. The test results show that when the protective material is applied to ECC, the chloride diffusion coefficient is reduced by 40-50%.

In the work, HPC (High Performance Concrete) samples are prepared with 3 levels of W/B (water to binder) ratios of 0.37, 0.42, and 0.27 and 3 levels of replacement ratios of 0%, 30% and 50%. Several tests containing chloride diffusion coefficient, passed charge, and compressive strength are performed considering age effect of 28 days and 180 days. Chloride diffusion is more reduced in OPC concrete with lower W/B ratio, and GGBFS concrete with 50% replacement ratio shows significant reduction of chloride diffusion in higher W/B ratio. At the age of 28 days, GGBFS concrete with 50% replacement ratio shows more rapid reduction of chloride diffusion than strength development, which reveals that abundant GGBFS replacement has effective resistance to chloride penetration even in the early-aged condition.

In the work, HPC (High Performance Concrete) samples are prepared with 3 levels of W/B (water to binder) ratios of 0.37, 0.42, and 0.27 and 3 levels of replacement ratios of 0%, 30% and 50%. Several tests containing chloride diffusion coefficient, passed charge, and compressive strength are performed considering age effect of 28 days and 180 days. Chloride diffusion is more reduced in OPC concrete with lower W/B ratio, and GGBFS concrete with 50% replacement ratio shows significant reduction of chloride diffusion in higher W/B ratio. At the age of 28 days, GGBFS concrete with 50% replacement ratio shows more rapid reduction of chloride diffusion than strength development, which reveals that abundant GGBFS replacement has effective resistance to chloride penetration even in the early-aged condition.

본 연구는 MRI를 이용한 기능검사 시 rectangular FOV를 적용하더라도 기능을 정량화한 대표 값은 차이가 없다는 것을 증명함으로써, FOV 불일치로 인해 발생되는 문제점을 개선하고자 하였다. 연구방법은 대표적인 기능 검사로 뇌졸증의 진단에 널리 사용되고 있는 확산강조영상 검사를 이용하여, 주파수부호화 방향의 FOV 변화에 따른 ADC 값의 변화 여부를 비교평가 하였다. 연구결과, 주파수부호화 방향의 FOV가 변화함에 따라 ADC값은 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으며, 사후분석 결과도 유의수준 0.05에 대한 부집단이 모두 1개 밖에 존재하지 않아 FOV 변화에 따른 ADC 값의 차이가 없음을 알 수 있었다. 결론적으로 MRI를 이용한 기능 영상에서 rectangular FOV를 적용하더라도 기능을 정량화한 대표 값에는 차이가 없으므로, FOV 불일치로 인해 수반되는 공간왜곡이나 mismatching의 문제점을 개선할 수 있다.

This paper presents an quantitative evaluation of loading conditions and its interaction of cold joint on accelerated diffusion coefficient. For the work, various loading conditions are prepared for concrete with cold joint. The mineral admixture of GGBFS (Ground Granulated Blast Furnace Slag) is replaced with 40% of weight ratio. The effect of GGBFS is evaluated to be effective to hinderance of chloride penetration. The compressive loading effect shows rapid enlargement of chloride diffusion after 60% of loading ratio while the tensile loading effect shows initially increased diffusion.

This paper presents the quantitative evaluation of migration diffusion coefficient considering an effect of cold joint. This also contains an effect of mineral admixture on chloride diffusion coefficient and the interaction of cold joint for chloride diffusion is experimentally investigated. The effect of mineral admixture is very effective to resistance to chloride penetration even if concrete has cold joint section.

To predict the characteristics of chloride ion penetration in the concrete and rebar corrosion prediction for chloride ion permeation, it is important to understand the chloride ion diffusion coefficient. It is possible that the reinforced concrete structures can be predicted accurately by the profile of the position of the rebar chloride ions using a chloride ion diffusion coefficient. On this study, analysis of chloride ion diffusion coefficient experimented in Korea and the effect of changes in the surface chloride ions concentration on chloride attacked durability design was analyzed

In this study, to estimate the corrosion initiation time of reinforced concrete structures subjected to chlorine environments, a 2-parameter model for the age factor of concrete diffusion coefficients is proposed and its applicability is discussed.

일반적으로 일반대기중의 CO2 농도는 낮기 때문에 자연상태에서는 중성화정도는 매우 느리게 된다. 따라서 콘크리트의 중성화 정도를 평가하기 위해서는 일반적으로 진행속도를 빠르게 하기 위하여 촉진 시험조건하에서 진행하게 된다. 따라서 본 논문은 CO2의 확산 및 Ca(OH)2와의 반응을 바탕으로한 수학적 모델을 통하여 일반대기환경하에서의 콘크리트 중성화 진행을 예측하고자 한다. 이를 위하여 본 논문에서는 촉진 중성화시험을 통하여 얻어진 실험치와 가장 유사한 CO2 확산계수를 채택하여 일반대기환경에서의 중성화진행을 예측하고자 하였다. 그 결과 CO2 확산계수를 이용한 수학적 모델을 통하여 마감재 종류에 관계없이 일반대기환경에서의 콘크리트 중성화진행속도를 예측할 수 있었다.