단기 침지 실험(Short-Term Ponding Test)을 이용한 시멘트 계 재료 내부로의 염소이온 침투 평가

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 건설환경공학부, 2014. 8. 조재열.Many concrete structures have recently been constructed on the seashore. In structures exposed to seawater, chloride ion is transported through concrete by various mechanisms such as diffusion, and results in the corrosion of embedded steel in concrete structures. So, the chloride transport rate in concrete needs to be predicted, to prevent degradation of the durability of concrete structures in service life. The chloride ion diffusion coefficient is a crucial factor in evaluating the chloride transport rate in concrete. A number of test methods have been developed to measure the chloride ion diffusion coefficient of concrete. Most of these test methods require excessive test duration, or else represent a chloride ion penetration mechanism that does not adequately reflect chloride ion transport in real concrete structures. This thesis proposes a new test method to determine the chloride ion diffusion coefficient, while avoiding these deficiencies. The proposed method incorporates a new analytical approach that determines the diffusion coefficient from the change of chloride ion concentration in a source solution. The proposed method can be called a short-term ponding test, in comparison with traditional long-term immersion tests. Validation tests were performed to verify the developed test method and mathematical model. It was found that the proposed test method and analytical solution could estimate the chloride ion diffusion coefficient within two weeks. The short-term ponding test was validated by comparison with a long-term immersion test, and an electrical migration-diffusion test (CTH test). Both the long-term immersion test and the short-term ponding test produced similar results, but the CTH test results differed significantly. This indicates that the short-term ponding test is a time-efficient and realistic method that reflects the actual marine environment. Numerical analysis was performed to verify assumptions in the mathematical model of the short-term ponding test. Pdepe function, one of the Matlab functions, was used to calculate the chloride concentration with time in the source solution, solving the governing equation of the mathematical model. The effects of concrete age and concentration change in the source solution on the diffusion coefficient in the short-term ponding test were verified. From numerical analysis, it can be concluded that in the short-term ponding test, the effect of concrete age and concentration change in the source solution can be neglected. The chloride binding isotherm of the short-term ponding test was also verified. Inverse analysis was adopted to estimate the effective diffusion coefficient, and Freundlich binding isotherm coefficients. It was found that the linear binding isotherm could be assumed in the short-term ponding test.ABSTRACT i TABLE OF CONTENTS iv LIST OF TABLES viii LIST OF FIGURES x NOTATIONS xv 1 . Introduction 1 1.1 Research background 1 1.2 Objectives and Scope 5 1.3 Outline 6 2 . Theoretical Backgrounds 7 2.1 Mechanisms of steel corrosion 7 2.2 Chloride binding 9 2.2.1 Generals 9 2.2.2 Binding isotherms 10 2.2.3 Factors affecting chloride binding 13 2.3 Chloride ion diffusion in concrete 18 2.3.1 General 18 2.3.2 Diffusion in concrete 18 2.4 Existing test methods 20 2.4.1 Long-term immersion test (Conventional immersion test) 20 2.4.2 Diffusion cell test 23 2.4.3 Rapid Chloride Permeability Test (RCPT) 25 2.4.4 Electrical-migration test (NT Build 355) 26 2.4.5 Chalmers Tekniska Hogskola (CTH) test 28 2.4.6 Resistivity Technique 32 2.4.7 Pressure penetration techniques 34 3 . Short-Term Ponding Test 38 3.1 Experimental set-up 38 3.2 Mathematical model 41 3.2.1 Governing equation 41 3.2.2 Initial and Boundary conditions 43 3.2.3 Analytical solution 45 4 . Validation Tests and Discussions 50 4.1 Experimental conditions 50 4.1.1 Materials and mixture proportions 50 4.1.2 Source solution 51 4.1.3 Measurement of chloride concentration in source solution 52 4.1.4 Other tests performed in this thesis 53 4.2 Chloride concentration in source solution 55 4.2.1 Concentration change in source solution 55 4.2.2 Effect of W/C 59 4.2.3 Effect of compression strength 59 4.2.4 Effect of concentration in source solution 59 4.2.5 Cautions for measurement using ion selective electrode 60 4.3 Diffusion coefficient 61 4.3.1 Determination method of diffusion coefficient 61 4.3.2 Diffusion coefficient and coefficient of determination (R-square) 62 4.3.3 Discussions 65 4.3.4 Reproducibility of short-term ponding test 67 4.3.5 Standard for curve-fitting 71 4.3.6 Consistency of apparent diffusion coefficient 73 4.4 Specimen numbers for target uncertainty 78 4.5 Comparison with existing tests 79 4.5.1 Test results obtained from NT Build 492 and NT Build 443 79 4.5.2 Discussions 88 5 . Numerical analysis 91 5.1 Numerical formulation 91 5.1.1 General 91 5.1.2 Pdepe function 93 5.2 Verification of results of numerical analysis 95 5.3 Verification of assuming infinite specimen depth 98 5.4 Effect of age on diffusion coefficient 99 5.4.1 General 99 5.4.2 Diffusion coefficient model 100 5.4.3 Numerical analysis 102 5.4.4 Results and discussion 103 5.5 Effect of concentration change in source solution 110 5.5.1 General 110 5.5.2 Relationship between concentration and diffusion coefficient 111 5.5.3 Regression analysis 112 5.5.4 Governing equation, initial and boundary conditions 114 5.5.5 Results and discussions 115 5.6 Verification of linear binding 121 5.6.1 General 121 5.6.2 Apparent diffusion coefficient 121 5.6.3 Effective diffusion coefficient ( ) 122 5.6.4 Inverse analysis 123 5.6.5 Results and discussions 125 6 . Conclusions and Recommendations 131 6.1 Conclusions 131 6.2 Recommendations 134 References 136 국문초록 148Docto

A Study on Usage Behavior and Content Analysis of Smartphone 'Textphoto'

학위논문 (석사)-- 서울대학교 융합과학기술대학원 : 디지털정보융합학과, 2012. 8. 이중식.스마트폰과 스마트패드와 같은 스마트 기기의 보급이 보편화 되면서 피처폰과 디지털 카메라를 함께 사용하던 시기와는 다른 사진 이용행태가 관찰되고 있다. 휴대폰 카메라의 해상도가 높아지고, 터치 기반의 확대 기능이 지원되는 동시에 빠른 속도의 데이터 전송이 가능한 스마트폰의 기술적 특성은 사진 이용의 문화적 양상에도 변화를 가져왔다. 촬영할 가치가 있는 대상에 대한 인식의 전환이 일어났음은 물론, 촬영의 동기, 사진의 활용방안과 관련해서도 변화가 일어났다. 또한 스마트폰 등장 이후 휴대폰 사진첩에서 흥미로운 현상이 관찰되는데, 텍스트를 대상으로 촬영된 사진들이 그것이다. 이들은 전통적 사진의 범주에 포함 된다고 보기 어려운 독특한 양식을 보이고 있다. 본 연구에서는 이러한 새로운 매체를 텍스트사진으로 정의 하고, 스마트폰 사용자를 대상으로 사진첩 내의 사진들을 수집하여 텍스트사진 분포의 특징과 함께 촬영동기, 활용방안을 조사하고, 이들 사진에서 나타나는 가상화된 텍스트의 내용적 특성 변화를 분석하였다. 연구자료는 미리보기용 썸네일 사진을 수집한 실험-A와, 이와 별도로 진행된 원본 크기 텍스트사진만을 수집한 실험-B를 통해 얻었다. 전자의 실험은 텍스트사진의 분포 및 촬영동기와 활용방안 전반을 관찰하기 위해, 후자의 실험은 텍스트사진이 선호하는 대상의 내용적 특성을 분석하기 위해 실시되었다. 실험-A에서는 연령대에 있어 20~30대, 직업군에 있어 대학생 또는 지식노동자인 직장인 남녀 40명을 대상으로 인당 160개의 썸네일 사진과 함께 텍스트사진의 촬영동기 및 활용방안에 대한 기록을 수집해 분석했다. 이 자료를 통해 관찰하기 어려운 텍스트의 내용을 분석하기 위해 실험-B를 통해 22명의 실험참가자로부터 원본 크기의 텍스트사진 151개와 함께 이용행태와 관련된 개방형 설문의 답을 수집하였다. 분석 결과 스마트폰 사진첩 내 텍스트사진은 평균 30% 정도의 비율로 분포하고 있었다. 촬영동기 및 활용방안과 관련해서는 미래의 어느 시점에 참고하기 위해 촬영한 사진들이 가장 많았는데, 실제로는 이들중 잊혀진 채 사진첩 속에 저장되어 있는 사진들이 가장 많았다. 활용동기별로 보았을 때에는 사진첩 어플리케이션을 다시 실행시켜 찾아본 사진들 중 참고하기 위해 찍은 사진들이 가장 많았고, SNS를 통해 전송하거나 업로드한 텍스트사진들의 경우 애초에 공유를 목적으로 찍은 비율이 높은 것으로 나타났다. 텍스트사진의 내용적 특성을 정보 표면(information surface), 매체 종류(media-type), 정보량, 정보 생산방식, 정보 묶음간 조직화 방향(읽기 방향)으로 나누어 관찰한 결과, 텍스트사진의 정보 표면으로는 스마트폰이나 PC 스크린과 같은 개인용 기기의 표면이 압도적으로 많았다. 매체 종류로서는 텍스트와 이미지 혼합형이 40% 정도의 비율을 차지하고 있는 것으로 드러났다. 정보 생산방식을 관찰했을 때에는 수기(手記), 타이핑, 프린팅의 생산방식 중 스마트폰이나 PC와 같은 전자매체 상에서 이루어지는 타이핑을 통한 생산방식이 가장 많았다. 정보 묶음간 조직화 방향(읽기 방향) 차원에서는 비선형적 읽기 방향을 보이는 텍스트사진이 선형적 읽기방식의 텍스트 사진보다 많았다. 또한 텍스트사진의 동기 및 활용 유형 20개중 출현 빈도가 높은 8개 유형별로 대표 사례를 추출해 관찰해본 결과, 각 유형별로 특정 종류의 텍스트사진이 많이 나타나고, 이에 따라 내용적 특성 또한 변주를 보이는 것을 관찰할 수 있었다. 이상의 분석을 통해 스마트폰 텍스트사진 등장의 기술적, 문화적 배경 및 사용자들이 텍스트사진이라는 매체를 통해 주로 촬영하는 대상, 그리고 이러한 현상이 가지는 사회문화적 함의에 대해 알 수 있었다. 스마트폰은 해상도가 높고 충분한 저장 용량을 제공하며 휴대성이 좋은 개인용 저장 매체이다. 매체계보학적 관점에서는 휴대폰, 디지털 카메라, 개인용 PC를 재매개하며, 디지털 사진의 생산과 관리 및 활용을 하나의 기기 내로 통합시킨다. 이에 따라 문화적 측면에서는 주변 텍스트 환경에 대해 무차별적으로 정보를 일단 소유하려는 태도가 나타나고, 정보 잉여가 발생한다. 촬영 대상에 있어 개인화된 정보 기기의 표면이 많으며, 매체 종류에 있어서는 이미지와 텍스트가 혼합된 양식, 여러 단계에 걸쳐 생산된 정보들이 한 표면에 중첩되어 있는 대상이 선호되는 것 또한 이러한 통합적 정보 소비 양상을 반영한다. 통합적, 잉여적 정보 생산은 행위에 대한 판단을 현재에서 미래로 유보할 수 있도록 돕는 통로로써 기능하기도 한다. 또한 텍스트 생산의 측면에서 쓰기 행위가 캡쳐링 (capturing) 행위로 전홛되었다는 점은 의미를 되새기며 정보를 재생산하는 대신에 자동적인 방식으로 글쓰기 행위가 이루어지기 시작했음을 시사한다. 텍스트사진 촬영 대상에 있어 무차별적 숫자나 기호의 배열, 타이핑과 같은 자동화된 쓰기 기술로 생산된 텍스트들이 많음은 이러한 해석을 뒷받침한다. 스마트폰의 또다른 중요한 기술적 특징인 원활한 네트워크 지원은 가상화된 텍스트들이 특정 공유 대상이나 기기를 염두에 두고 생산되는 합목적성을 띄도록 유도했다. 사진첩은 이러한 네트워크 기기로서의 스마트폰의 강점을 보여주는 동시에 한계점을 보완하는 완충판으로써 작용하고 있는데, 상황에 따라 네트워크를 통한 접근보다 빠른 접근(quick-access)을 제공하는 정보 저장소 가 되어주고 있는 현상이 이를 잘 보여준다. 본 연구는 새로운 연구 대상 및 방법론을 발굴하고, 사진의 새로운 용도 및 사용자의 잠재적 니즈를 규명했으며, 향후 스마트 사진첩의 변화 양상을 예측하는 연구의 시발점이 될 수 있다는 점에서 의의를 갖는다.As smart devices like smartphones and smart pads become more common, a usage behavior different from that of using feature phones with digital cameras is being observed. Technical characteristics of smartphone such as high definition and zoom in function based on touch screen brought about changes in cultural aspects of photo usage. Not only the perception on objects worth taking picture have switched over but also the objective of picturing and practical use of photo have changed. In smartphones age, a interesting phenomenon is detected and emergence of photos aimed at text as object In this study, this kind of new media is defined as Textphoto and photos from users smartphone albums are collected as data to be examined. Characteristics of Textphoto distribution in an album, objectives of taking the pictures and practical uses of them were researched with the content analysis of this virtualized text. The data were collected with two experimentsexperiment-A which collected preview thumbnail photos in a smartphone album and a separate experiment, experiment-B which gathered only original sized Textphotos. The former was conducted to examine distribution of Textphotos, objectives of taking picture and practical uses of them. The latter experiment was carried out for a content analysis of the subject that Textphotos prefer. In experiment-A, 6400 thumbnail photos with users records of objective and practical use of each photo were collected from 40 smartphone users in their 20s to 30s in age, university students and knowledge workers in job occupation. To examine the content of the text in photos which was hard to be identified with thumbnail photos, experiment-B was conducted additionally. In experiment-B, 151 original sized Textphotos from 22 users collected and an open survey about the usage behavior was conducted. The analysis showed that Textphoto ratio in a smartphone album was average 30%. Concerning the objectives of taking picture and practical uses of them, photos taken as a reference for sometime in the future was the most but most of them were forgotten and just saved in the album. By objectives, among photos looked up with another album app running, photos taken for the reference was the most. Textphotos sent to other people or uploaded via Social Network Service were mostly taken for sharing in the first place. And the content analysis showed that a high portion of information surfaces of Textphotos were surfaces of personal devices like smartphone screens and PC screens. Regarding the media type, mixed type of text and image made up about 40% of Textphotos. As for the production method of Textphoto, among handwriting, typing and printing, typing on a electric media such as smartphone itself or PC was dominant. Regarding the organizing direction of information packets(reading direction), the non-linear was numerically superior to the linear. In this study, 8 most frequent cases among 20 cases classified by the objectives of taking picture and practical use of them were also analyzed at content level. It has been observed that specific types of Textphoto appeared with each different case and their characteristics played a variation at content level. This study has implications in that it discovered a new object and methodology of study and revealed a new use of photos as well as users underlying needs. It could be a starting point of researches that foresees changing aspect of a smart album.제 1 장 서 론 1 제 2 장 관련 연구 4 제 1 절 사진에 대한 해석과 사진 행위의 분류 4 1. 사진을 해석하는 다양한 관점 4 1-1. 현존(presence, 거기 있음)으로서의 사진 4 1-2. 반추(reflection)로서의 사진 6 1-3. 아우라의 붕괴로서의 사진 7 1-4. 인지적 문법으로서의 사진 8 1-5. 자동화 장치(apparatus)로서의 사진 8 2. 사진 행위의 분류 9 2-1. 대상에 따른 분류 9 2-2. 촬영 동기, 목적에 따른 분류 9 제 2 절 모바일-텍스트로서의 사진의 가상화(virtualization) 12 1. 이동성(mobility)의 측면 13 2. 가변성(variability)의 측면 16 3. 공유가능성(sharability)의 측면 17 제 3 절 가상화된 텍스트의 존재론적 변화 19 1. 텍스트사진과 새로운 글쓰기의 양식 19 2. 소셜(social) 의 의미 변화 21 제 3 장 연구 문제 및 방법 23 제 1 절 연구 문제 23 제 2 절 측정을 위한 개념 정의 25 1. 텍스트사진 25 2. 텍스트사진의 촬영동기 및 활용방안 분류체계 27 3. 텍스트사진의 내용적 특성 정의 28 제 3 절 연구 방법 29 1. 스마트폰 사진첩의 정량적 분석 29 2. 텍스트사진의 내용 분석 30 제 4 장 실 험 31 제 1 절 실험 방법 31 `1. 실험 환경 설정 33 1-1. 실험 도구 제작 및 설치 33 1-2. 피실험자 모집 및 선정 35 `2. 데이터 수집과 검증 37 2-1. 스마트폰 사진첩 및 사용자 기록 데이터 수집 37 2-2. 텍스트사진 데이터 수집 39 제 5 장 데이터 분석 40 제 1 절 텍스트사진 분포의 일반적 특징 40 1. 텍스트사진 분포의 인구통계학적 특징 40 2. 촬영동기에 있어서의 인구통계학적 특징 41 3. 활용방안에 있어서의 인구통계학적 특징 42 제 2 절 촬영동기와 활용방안의 상관관계에 있어서의 특징 42 1. 촬영동기에 따른 활용방안에 있어서의 특징 42 2. 활용방안별 촬영동기에 있어서의 특징 44 제 3 절 텍스트사진의 내용적 특성 45 1. 정보 표면(information surface)을 통한 관찰 46 2. 매체 종류(media type)를 통한 관찰 47 3. 정보량 및 정보 생산 방식을 통한 관찰 48 4. 정보 묶음의 조직화 방향(읽기 방향) 관찰 50 제 4 절 텍스트사진의 동기 및 활용 유형에 따른 내용적 특성 51 1. 인상깊어서 찍었으나 잊어버린 유형(I-F) 52 2. 참고하려고 찍었다가 잊어버린 유형(R-F) 54 3. 쓰기 귀찮아서 찍고 나중에 다시 찾아본 유형(W-L) 56 4. 참고하려고 찍어서 나중에 찾아본 유형(R-L) 57 5. 참고하려고 찍어서 문서 등에 삽입한 유형(R-P) 및 재료로 활용하려고 찍어서 문서 등에 삽입한 유형(UD-P).. 59 6. 참고하려고 찍어서 전송하거나 업로드한 유형(R-S) 60 7. 공유하려고 찍어서 전송하거나 업로드한 유형(US-S) 60 제 6 장 결 론 62 제 1 절 요 약 62 제 2 절 연구의 시사점 68 제 3 절 연구의 한계 및 제언 70 참고문헌 72 Abstract 75Maste