[논문]온도에 따른 암석시편의 건조무게 특이점 분석

김석주

doi:10.14481/jkges.2023.24.9.25

온도에 따른 암석시편의 건조무게 특이점 분석
Dry Weight Singularity Analysis of Rock Specimen Depending on Temperature 원문보기

한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, v.24 no.9, 2023년, pp.25 - 32

김석주 (Department of Civil Engineering, Gyeongbuk Provincial College)

초록
AI-Helper

한국산업표준(KS F)에는 건조된 흙과 암석의 무게를 측정하는 다양한 규정들이 있다. 그러나, 110±5℃ 또는 105±5℃로 건조 후 공기 중에서 건조무게를 측정하면 측정시간이 지속됨에 따라 무게가 감소 후 증가하는 무게 특이점이 나타난다. 본 연구에서는 울릉도 현무암질 암석을 40~110℃로 노건조 하였고, 0.0001g(0.1mg) 감도의 전자저울에 무게를 측정하여 무게 특이점을 찾았고, 나타난 무게 특이점을 이용하여 건조무게를 쉽게 결정할 수 있는 방법을 제시하였다. 온도에 따른 암석시편의 특이점을 다양하게 분석한 결과, 특이점은 40~110℃의 온도구간에서 모두 나타났고 가열온도가 높을수록 특이점의 무게가 작게 나타났다. 특별히, 무게 특이점이 지속되는 현상이 나타났고, 가열온도가 높을수록 특이점의 지속시간이 짧게 나타났다. 대류측정 실험의 결과에 의하면 특이점의 발생 원인은 가열된 암석이 공기와의 접촉에 의해 발생된 대류현상이 원인이라는 것을 알 수 있었다. 노건조된 암석의 무게 감소는 대류발생으로 인한 영향이 공기 중 수분 흡수의 영향보다 우세할 때 발생된다. 반대로 암석의 무게 증가는 공기 중 수분 흡수의 영향이 대류발생으로 인한 영향보다 우세할 때 발생된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Korean Industrial Standards (KS F) have a various regulations for measuring the weight of dried soil and rock. However, if the dried weight is measured in air after drying at 110±5℃ or 105±5℃, a weight singularity occurs, in which the weight decreases and then increases as the measurement time continues. In this study, basaltic rock from Ulleung Island was oven dried at 40 to 110℃. The weight was measured on an electronic scale with a sensitivity of 0.0001g (0.1mg) to find weight singularities. A method to easily determine the dry weight using the weight singularities was presented. As a result of analyses of the singularity of rock specimen according to temperature, the singularities were appeared in the temperature range of 40 to 110℃, and the weight of the singularity was smaller as the heating temperature increased. In particular, the weight singularity duration appeared, and the duration of the singularity was shorter as the heating temperature increased. The results of the convection measurement experiment showed that the cause of the singularity is the convection phenomenon caused by the contact of the heated rock with the air. The weight decrease of oven dried rock occurs when the effect of convection is dominant over the effect of air moisture absorption. Conversely, the weight increase of rock occurs when the effect of air moisture absorption is dominant over the effect of convection.

주제어

표/그림 (25)

그림 Fig. 1. Shape of weight singularity (Kim, 2023)
그림 Fig. 2. Beach gravels in Hyeonpo, Ulleung Island
그림 Fig. 3. Shapes in 6 directions of basaltic rock specimen
그림 Fig. 4. Drying oven (202-0B)
그림 Fig. 5. Electronic scale (HR-200)
그림 Fig. 6. Weight of rock specimen in air after 110°C heating temperature
그림 Fig. 7. Shape of weight singularity of rock specimen
그림 Fig. 8. Shape of simplified weight singularity
표 Table 1. Dry weight of rock specimen depending on temperature
그림 Fig. 9. Difference of singularity weight reduction
그림 Fig. 10. 3D shape of weight singularity
그림 Fig. 11. Distribution of initial weight
그림 Fig. 12. Distribution of singularity weight
그림 Fig. 13. Singularity weight reduction compared to initial weight
그림 Fig. 14. Occurrence time of singularity
그림 Fig. 15. Weight decrease rate after initial weight
그림 Fig. 16. Duration time of singularity
그림 Fig. 17. Recovery time of initial weight
그림 Fig. 18. Ratio of weight increase time to weight decrease time
그림 Fig. 19. Ratio of weight recovery time
그림 Fig. 20. Distribution of the singularity influence area
표 Table 2. Area of the singularity influence depending on temperature
그림 Fig. 21. Convection measurement
그림 Fig. 22. Convection around heated rock specimen
그림 Fig. 23. Weight reduction by convection

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