[논문]고성능 감수제를 첨가한 폴리머 시멘트 모르타르의 강도 특성

이윤수; 주명기

고성능 감수제를 첨가한 폴리머 시멘트 모르타르의 강도 특성
Strength Properties of Polymer-Modified Mortar with High-Range Water- Reducing Agents 원문보기

이윤수 (주성대학 콘크리트 보수ㆍ보강재료 연구소) , 주명기 (주성대학 콘크리트 보수ㆍ보강재료 연구소)

The effects of high-range water-reducing agent (WRA) content and polymer-cement ratio on the strength properties of autoclaved SBR-modified mortars with WRA are examined. As a result, the flexural strength of the autoclaved SBR-modified mortars with WRAs tends to increase with increasing WRA content and polymer-cement ratio, and reaches a maximum at a WRA content of 2.0%. The compressive strength of the autoclaved SBR-modified mortars with WRAs is inclined to increase with increasing WRA content and polymer-cement ratio, and reaches a maximum at a WRA content of 2.0% and a polymer-cement ratio of 10%. From the test results, the addition of the WRAs is effective for improving strength properties of the autoclaved SBR-modified mortars.

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문제 정의

본 연구에서는 부영양화 현상과 오염 부하 특성과의 관계를 정량적으로 파악하기 위하여 군산 연안해역을 대상으로 3차원 해수 유동 모델 (COSMOS)을 이용하여 3차원 해 수유 동을 재현하고, 생태계 모델(EUTRO)을 이용하여 식물플랑크톤 및 영양염의 농도분포를 재현하였다. 그리고 오염 부하 원에서의 영양염 부하가 해역의 부영양화에 미치는 영향을 정량적으로 평가함으로써, 부영양화 발생을 제어를 위한 기초자료를 제시하고자 한다.
본 연구에서는 부영양화 현상과 오염 부하 특성과의 관계를 정량적으로 파악하기 위하여 군산 연안해역을 대상으로 3차원 해수 유동 모델 (COSMOS)을 이용하여 3차원 해 수유 동을 재현하고, 생태계 모델(EUTRO)을 이용하여 식물플랑크톤 및 영양염의 농도분포를 재현하였다. 그리고 오염 부하 원에서의 영양염 부하가 해역의 부영양화에 미치는 영향을 정량적으로 평가함으로써, 부영양화 발생을 제어를 위한 기초자료를 제시하고자 한다.

제안 방법

생태계 모델의 모델영역은 해수 유동 모델에 사용된 격자망과 동일하게 구성하였다. 각 층별 수질인 자의 초기농도와 경계농도는 대상 해역의 실측치를 토대로 공간적인 분포를 고려하여 보간법으로 계산하여 입력하였다.
군산 연안 해역의 부영양화를 제어하기 위한 수질 관리방안을 수립하기 위해 해수 유동 모델과 생태계 모델을 이용하여, 영양염의 연평균 농도분포를 재현하고, 부영양화의 제어 대책으로 하천 유입 부하 감소와 금강 하구둑 방류량 조절에 따른 영양염의 농도를 정량적으로 평가한 결과는 다음과 같다.
생태계 모델에서 이용하는 생물학적 parameter는 관련 논문에서 인용된 자료 및 문헌 조사를 통하여 산정하였다.
대상 해역의 X, y 방향의 격자 크기는 해안선 굴곡을 충분히 고려할 수 있도록 300m로 하였으며, 표. 저층의 유동 특성을 상세히 재현하고 표층에서 유광층 깊이를 고려하여 3층으로 구분하였다. 계산되는 총격 자수는 33,000개 (110×100×3)로 구성하였다.

대상 데이터

군산 연안해역의 수질은 국립수산진흥원에서 조사한 한국 해양환경 조사자료(2000년)를 이용하였고, 모델 영역 내로 유입되는 육상부하 원으로 금강하구둑의 유출수를 고려하였고, 모델의 구성요소에 대한 영양염의 부하 농도은 농어촌진흥공사(2000)에서 실측한 자료를 이용하였다. POC와 DOC는 환경부(2000)에서 실측한 자료를 이용하였다. 대기로부터의 유입 부하 및 비점 원 오염 부하는 고려하지 않았다
저층의 유동 특성을 상세히 재현하고 표층에서 유광층 깊이를 고려하여 3층으로 구분하였다. 계산되는 총격 자수는 33,000개 (110×100×3)로 구성하였다.
군산 연안해역의 수질은 국립수산진흥원에서 조사한 한국 해양환경 조사자료(2000년)를 이용하였고, 모델 영역 내로 유입되는 육상부하 원으로 금강하구둑의 유출수를 고려하였고, 모델의 구성요소에 대한 영양염의 부하 농도은 농어촌진흥공사(2000)에서 실측한 자료를 이용하였다. POC와 DOC는 환경부(2000)에서 실측한 자료를 이용하였다.
모델 계산영역은 남북으로 군산시 비응도에서 서천군 비인항까지, 동서로는 금강 하구에서 연도까지를 대상 해역으로 하였다. 대상 해역의 X, y 방향의 격자 크기는 해안선 굴곡을 충분히 고려할 수 있도록 300m로 하였으며, 표.
연구지역은 북으로 충청남도 비인항 부근에서 남으로 전라북도 비응도 주변 해역이다. 이 지역은 금강하구에서 담수가 유입되며 주변에 군장 산업기지가 인접해 있고, 비응도 아래 지역은 새만금 간척사업이 이루어지고 있다.

성능/효과

1) 해수 유동 모델에서 계산된 군산 연안 해역의 해수 유동 특성을 보면, 군산 연안 해 역에서 계산된 조석류는 기존에 조사된 조류 흐름 방향과 유사하게 나타났고, 유속에서 조금 차이를 나타내었으나 거의 유사한 패턴을 보였다.
2) 잔차류 성분은 저층으로 향할수록 밀도 성분의 약화로 잔차류가 하구 쪽으로 향하면서, 오염물질이 외해로 유출되지 못하고, 점차적으로 하구 내만에 축적되는 것으로 보였다.
3) 생태계 모델을 이용하여 식물플랑크톤, 용 존 무기인, 용 존 무기 질소, COD 농도를 실측치와 계산치를 비교한 결과 상관계수가 용존인이 0.82를 제외한 나머지 값들은 0.9 이상 이었고, 실측치와 계산치의 일치성을 나타내는 상대오차 평균은 용 존 무기질 소가 32%로 다소 높았으나 그 외 값들은 평균 30% 이내로 나타났다.
4) 군산 연안 해역의 부영양화 현상을 제어하기 위하여 하천를 통하여 유입되는 영양염의 부하량을 20%, 40%, 60%, 80% 단계적으로 저감시켰을 때, 영양염의 농도는 질소가 2%~80%, 인의 경우 10% 이하의 제거 효과를 나타내었다.

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