서   론

유효공극률(effective porosity)은 암석내에서 고립되지 않고 서로 연결되어 유체의 드나듦이 자유로운 공극의 부피를 전체 부피로 나눈 비로 정의되며 일반적으로 공극률이라고 하면 유효공극률을 지칭한다. 유효공극률을 측정하는 여러 방법 중 진공포화법에 의해 측정된 유효공극률이 가장 크게 측정된 연구결과가 발표된 바 있고(Dorsch et al., 1996), 또한 한국암반공학회(KSRM, 2006)와 국제암반공학회(ISRM, 1979)에서도 진공포화법을 표준시험법으로 채택하고 있다. 진공포화법에서는 완전 건조시의 건조무게 혹은 고체질량과 시험편의 물속무게, 그리고 완전 포화시의 표면건조포화질량 등을 측정함으로써 유효공극률을 산출할 수 있다(Lee and Lee, 2010; Lee et al., 2012b). 그러나 표준시험법에 의해 측정한다고 하더라도 특정한 시료의 경우는 반복적으로 측정할 경우 측정값이 상당한 편차를 보여 그 반복성을 담보할 수 없는 경우가 발생한다(Lee and Lee, 2010; 2012). 이러한 편차의 원인을 최대한 억제하기 위해서 고체질량의 측정(Lee and Lee, 2010; Lee et al., 2015c), 물속무게의 측정(Lee et al., 2012a), 그리고 포화질량의 정밀도 향상을 위한 진공포화법의 연구(Lee et al., 2012a; Lee et al., 2012b) 등이 지속적으로 연구된 바 있다.

Lee 등(2012b)은 시험편의 유효공극률을 측정할 때, 시험편의 초기 함수정도, 즉 실험 이전에 시험편이 겪은 환경이력이 고체질량을 포함한 여러 질량의 결정에 큰 영향을 미치기 때문에 같은 시험편을 이용하여 여러 번 반복하여 실험할 때 유효공극률의 편차가 크게 나타날 수 있음을 지적한 바 있다. 또한, 초기 함수정도를 제어하는 기술 중에 상대적으로 쉬운 방법은 시험편 내부에 수분이 전혀 없도록 가급적 완전하게 건조하는 기술을 개발하는 것인데, 이러한 기술이 개발되면 한 개의 시험편으로 실험을 반복하여도 횟수를 거듭할수록 유효공극률이 작아지는 오류를 막고 매회 참값에 가까운 유효공극률을 산출할 수 있을 것임을 지적한 바 있었다. 이 연구에서는 그 노력의 하나로 다공성 암석코어의 건조 공정 중에 불활성 가스인 질소가스를 주입하는 방법을 제안하고 그 효용성을 검토하고자 하였다.

문제제기와 해법의 제안

Fig. 1은 시멘트와 모래의 무게 비가 1 : 1인 시멘트 모르타르로 만든 원주형 시험편(E1)에 대하여 진공압력과 진공시간을 달리하면서 반복적으로 측정하여 얻은 표면건조포화질량(M_sat), 물속질량(M_sub), 고체질량(M_s)을 실험순서에 따라서 도시한 그래프이다(Lee et al., 2012b). 위의 3가지 질량은 한국암반공학회와 국제암반역학회(ISRM)의 표준시험법 중에서 부력을 이용하는 유효공극률(effective porosity; n) 산출 방법(식 1)을 이용하여 유효공극률 산출에 사용된다. 이때, V는 겉보기부피(bulk volume)이고 V_v는 공극의 부피(pore volume)이다.

n=(V_v/V)×100=((M_sat–M_s)/(M_sat–M_sub))×100(%)   (1)

매 반복 실험마다 유효공극률을 얻기 위한 거시적 공정은 다음과 같이 하였다. 즉, 48시간 이상 상온에서 보관하던 시험편을 여과수 속에서 48시간 동안 보관하고 이 후 습식(수침)진공 시간을 포함하여 48시간 동안 여과수 속에 두었다가 물속질량과 표면건조포화질량을 측정한 다음 자연순환건조기(건조오븐)에 시험편을 넣어 48시간 동안 건조시켜서 얻은 최소질량에 오븐 내･외부의 공기 부력차를 보정하여 고체질량을 결정하였다. Fig. 1은 위와 같은 동일한 공정을 총 8번 반복 수행하고 그 결과 측정된 시혐편의 무게의 변화를 실험순서대로 도시한 그림이다. 이때, 처음 5번의 반복 실험에서는 습식진공포화 시 진공시간을 100분, 80분, 60분, 40분, 20분으로 바꾸어 측정하였고(set1), 이후 진공시간도 100분으로 동일하게 한 채로 3회 반복 측정하여(set2) 총 8번의 유효공극률 측정 실험을 순서대로 수행하였다. 이때, 진공압력은 모두 2 torr로 하고 set1 실험과 set2 실험 사이에 105°C의 건조오븐에서 48시간의 건조과정을 추가하였다.

실험의 결과로, 가장 눈에 띄는 것은 우선 실험이 반복될수록 표면건조포화질량(M_sat), 물속질량(M_sub), 고체질량(M_s)의 3가지 질량이 정도의 차이는 있지만 대체적으로 모두 증가한다는 사실이다. 실험 변수에 있어 약간의 차이가 있고 set2의 경우 완전히 동일한 공정을 반복하는 것이므로 고체무게의 경우 48시간의 건조과정에서 시료가 완전히 건조되었다면 당연히 고체무게가 일정해야 할 것이다. 그러나 고체무게가 실험이 반복될수록 증가하는 것은 공극내의 수분이 충분히 건조되지 않고 실험이 반복될수록 그 양이 증가한다고 해석할 수 있다. 건조공정에서 시험편 내부의 수분을 완전하게 제거하지 못하여 시험편의 초기 함수정도가 실험이 반복됨에 따라 점점 증가함으로써 실험을 거듭할수록 제 질량들이 증가하는 것을 볼 수 있다. 결과적으로 하나의 시험편으로 여러 번 반복하여 유효공극률을 산출하면 매회 잔여 수분양이 누적되어 유효공극률이 점점 작아지는 현상을 볼 수 있었다(Lee et al., 2012b).

따라서 Lee 등(2012b)에서는 같은 시험편을 이용하여 여러 번 반복하여 실험하면 진공압력과 진공시간 변화에 따른 유효공극률의 변화를 정성적으로 밖에 확인할 수 없었는데, 이것은 유효공극률을 산출할 때 시험편의 초기 함수정도, 즉 시험편이 겪은 환경이력이 고체질량을 포함한 제 질량 결정에 큰 영향을 미침에도 불구하고 이에 대한 규약이 표준시험법에 포함되어 있지 않은 맹점에서 기인됨을 지적한 바 있었다.

우리가 어떤 시험편의 유효공극률을 산출하려는 실험을 할 때에는 대부분 시험편이 겪은 환경이력을 파악하지 못한 채 실험을 수행하게 되므로 어떤 경우에는 위의 예에서와 같이 여러 번 수포화를 반복했던 시험편도 만날 수 있을 것이다. 그러므로 시험편의 고체질량을 초기화하는 기술, 즉 시험편을 완전하게 건조시키는 기술을 개발하는 것은 유효공극률을 정량화하는데 핵심적인 요소가 될 것이다.

여기서는 유효공극률을 측정하기 위한 건조 공정 중에 불활성 가스인 질소가스를 주입하는 방법을 제안하고자 한다. 즉, 건조된 시험편의 공극내에 질소가스를 주입함으로서 공기 중에 포함된 수분이 시험편에 흡착되는 것을 방해하고, 이로써 시험편이 건조된 상태를 유지할 수 있기를 기대하는 것이다.

유효공극률에 의한 검증

유효공극률을 산출하는 공정 중에 질소가스를 주입하지 않는 기존의 방법과 이 연구에서 제안하여 공정 중에 질소가스를 주입하는 새로운 방법을 비교하기 위하여 시멘트와 모래의 무게 비를 1 : 0.4로 혼합하여 만든 원주형 시험편 B1, B2를 이용하여 실험하였다.

기존의 방법으로 B1 시험편의 유효공극률을 산출하기 위한 거시적 공정은 다음과 같다. 즉, 상온에서 48시간 이상 보관하고 있던 시험편을 수돗물 속에 넣어 24시간 이상 보관하다가 6 torr로 80분 동안 습식진공으로 수포화 한 다음 그 물속에 그대로 24시간 보관한다. 이 후, 물속질량(M_sub), 표면건조포화질량(M_sat)을 측정한 후 105°C의 건조오븐에 넣어 51시간 20분(48시간 + 3시간 20분) 동안 건조시키면서 무게를 모니터링하여 얻은 최소 질량으로 고체질량(M_s)을 결정하였다. 새로운 방법으로 B2 시험편의 유효공극률을 산출하기 위한 거시적 공정은 위의 공정과 대체로 같으나 물속질량(M_sub)과 표면건조포화질량(M_sat)을 측정한 후에 105°C의 진공오븐에서 6 torr로 3시간 20분 건식진공 한 후에 진공을 해소할 때 질소가스를 주입하는 공정이 추가되며 이후 건조오븐으로 옮겨 48시간 건조하면서 무게를 모니터링 하여 얻은 최소 질량을 고체질량으로 가름하였다. 따라서, 105°C의 온도로 시험편을 건조시킨 총 시간은 B1을 이용한 기존의 방법에서나 B2를 이용한 새로운 방법에서 51시간 20분으로 동일하도록 하였다.

Fig. 2(a)는 유효공극률을 산출하는 기존의 방법으로 얻은 B1 시험편의 표면건조포화질량, 물속질량, 고체질량과 함께 유효공극률을 보인 것이다. 앞 절의 문제 제기에서 지적한 부정적 특징을 그대로 나타내고 있는데, 실험이 반복될수록 시험편 내부에 수분이 누적되면서 고체질량이 증가하고 유효공극률이 감소하는 현상이 그것이다. Fig. 2(b)는 공정 중에 질소가스를 주입하는 방법으로 B2 시험편의 표면건조포화질량, 물속질량, 고체질량과 함께 유효공극률을 산출하여 나타낸 것인데, 여기서는 ‘고체질량의 초기화’라는 명제에 걸맞게 첫 번째 반복 시 고체질량과 두 번째 반복 시의 표면건조포화질량, 물속질량으로 유효공극률을 산출하였다. 따라서 두 번째 유효공극률은 두 번째 반복의 고체질량과 세 번째 반복의 표면건조포화질량, 물속질량으로, 세 번째 유효공극률은 세 번째 반복의 고체질량과 네 번째 반복의 표면건조포화질량, 물속질량으로 산출하였다. 기대했던 바와 같이 질소가스를 주입한 B2는 실험이 반복되어도 시험편 내부에 수분이 누적되지 않아서 고체질량이 증가하지 않으며 유효공극률도 감소하지 않고 오히려 약간 증가한다. 만약 실험 횟수가 계속 반복되었다면 유효공극률은 일정한 값에 수렴했을 것으로 기대된다. 실험 횟수가 증가할수록 고체질량이 감소하거나 유효공극률이 증가하는 것은 반대의 경우보다 합리적이라고 판단되는데 그 이유는 실험의 횟수를 거듭할수록 시멘트 모르타르로 만든 시험편의 구성 물질이 유실되거나 유효공극이 확장될 가능성이 크기 때문이다.

전기비저항에 의한 검증

질소가스를 주입하면 시험편이 겪은 환경 이력에 관계없이 내부를 완전하게 건조시킬 수 있고 또 그 건조 상태를 오랫동안 지속할 수 있는지를 확인하기 위하여 상온･상습 환경과 항온･항습 환경에서 각각 시험편의 전기비저항을 모니터링 하였다. 사용한 실험장치와 측정 프로그램은 Lee 등(2015b)이 사용한 것과 근본적으로 같은 것이다. 검증을 위해 수행된 모든 실험에서 105°C의 건조오븐 또는 진공오븐에서 꺼내어 전기비저항 측정을 시작할 때까지 걸린 시간은 10분 이내였다.

상온․상습 환경

질소 가스의 주입에 따른 효과를 상온･상습 환경에서 전기비저항 측정을 통해 살펴보기 위하여, 시험편 B1과 B2를 이용하여 각각 3번의 반복실험을 실시하였다. 시험편 B1, B2를 고체질량을 얻을 때까지 건조시킨 후, 한번은 마지막 단계에서 질소가스를 주입하고, 다른 두 번은 질소가스를 주입하지 않은 상태로 상온･상습 환경에서 전기저항을 48시간 모니터링하여 그 결과를 비교하였다.

본격적인 모니터링에 앞서 우선, 고체질량을 얻기 위해 필요한 건조시간을 결정하기 위해 시험편 B1과 B2를 105°C의 건조오븐에서 건조하면서 무게를 모니터링한 결과를 Fig. 3(a), (b)에 도시하였다. 실험결과 건조를 시작한지 24시간 이내에 표준시험법에서 정의한 고체질량에 도달하며 24시간 이후에는 외기의 온･습도와 기압의 영향에 따라서 4시간 간격의 ‘무게변화 백분율’이 음(–)이 되는 경우도 있어서 건조시간을 더 길게 할 필요는 없는 것으로 판단된다.

Fig. 4는 B1 시험편에 대하여, 처음(d1)에는 고체질량을 얻기에 충분한 시간 동안 건조시켜서 바로 전기저항을 모니터링 하였고, 다음(d2)에는 고체질량이 될 때까지 건조시키다가 마지막에 건식진공으로 진공한 후 진공을 해소할 때 질소가스를 주입시키고 전기저항을 모니터링 하였으며 마지막(d3)에는 (d1)을 다시 한 번 반복하여 비교하였다.

그림에서 보면, 모니터링이 시작된 직후의 시료상태는 모두 건조상태 혹은 공극에 질소가스가 주입되어 있는 상태이므로 측정되는 저항은 3가지 경우가 모두 거의 동일한 전기저항을 보인다. 이후 시간이 지남에 따라 시험편이 주변의 습도의 영향을 점점 더 많이 받게 되어 측정되는 전기저항은 전반적으로 낮아지는 경향을 보인다. 그림에서는 비교를 위하여 상대습도를 함께 도시하였으며, 측정되는 전기저항 곡선이 시간이 지남에 따라 전반적으로 감소하는 곡선을 그리면서도 실내의 습도의 변화에 따라 영향을 받고 있음을 알 수 있다.

Fig. 5는 B2 시험편에 대하여, 처음(d1)에는 고체질량을 얻을 때까지 건조시켜서 바로 전기저항을 모니터링 하고, 다음(d2)에는 고체질량이 될 때까지 건조시키다가 마지막에 건식진공으로 진공한 후 진공을 해소할 때 ‘질소가스’를 주입하고 전기저항을 모니터링 하였으며, 세 번째(d3)에는 고체질량이 될 때까지 건조하다가 마지막에 건식진공으로 진공한 후 진공을 해소할 때 ‘실내공기’를 주입하고 전기저항을 모니터링 하여 상대습도와 함께 비교한 것이다. 시험편을 건조할 때는 유효공극률 표준시험법에 따라서 자연대류형의 건조오븐을 105°C로 맞추어 사용하였으며, 시험편에 질소가스 또는 실내공기를 주입할 때에는 105°C의 진공오븐으로 옮겨서 6 torr로 80분 동안 진공하다가 진공을 해소할 때 질소가스(d2) 혹은 실내공기(d3)를 주입하였다.

앞의 B1의 경우와 마찬가지로 모니터링이 시작된 직후의 시료상태는 모두 건조상태에서 공극에 ‘실내공기’ 혹은 ‘질소가스’가 주입되어 있는 상태이므로 측정되는 저항은 3가지 경우가 모두 거의 동일한 전기저항을 보인다. 이후 시간이 지남에 따라 시험편이 주변의 습도의 영향을 점점 더 많이 받게 되어 측정되는 전기저항은 전반적으로 낮아지는 경향을 보인다. 이때, 시간에 따른 전기비저항의 감소 속도는 실내 습도가 높을수록 빠른 것을 확인할 수 있다. 즉, 실내 습도가 가장 높았던 d3의 시간에 따른 전기비저항 감소속도가 가장 빠르다. 따라서, 건조했던 시험편을 상온･상습 환경에 노출하면 공기 중의 습기를 빨아들이면서 전기저항이 낮아지고 그 변화는 상대습도에 의해 좌우된다고 할 수 있다. 상대습도가 60% 이상으로 높은 경우, 48시간 후의 전기저항이 처음보다 10% 정도 낮아졌다.

Fig. 6(a), (b)는 각각 Fig. 4와 Fig. 5의 측정결과에서 시간을 소거하여 상대습도 변화에 대한 전기저항 변화를 보인 것이다. 전반적으로 전기비저항과 습도의 상관관계를 찾기는 어렵다. 이는 건조된 시료가 공기중에 노출된 후 시간에 따라 공기중의 습도의 영향을 받아 전기저항이 감소하는 양상이 압도적으로 커서 습도변화에 따른 전기저항의 변화를 구별하지 못하기 때문으로 판단된다. 이는 울릉도 암석코어를 이용하여 실험한 Lee와 Lee (2015a)의 결과에서, 유사한 습도 대역에서 질소 가스를 주입했을 때의 저항이 주입하지 않은 경우의 저항보다 높고 오래 지속되는 특징과는 다른 결과로 이는 시멘트 시험편과 같이 유효공극률이 크고 대부분 서로 연결되어 있는 시험편과 서로 연결되지 않은 유효공극이 많은 암석의 경우가 각기 다른 거동을 보이는 것으로 볼 수 있다.

항온․항습 환경

앞서 살펴본바와 같이 상온･상습환경에서는 시간에 따라 시험편의 공기 중의 습기를 흡수하여 전반적으로 전기저항이 작아지는 경향과 함께 시시때때로 변화하는 공기 중의 습도의 영향을 함께 받게 되므로 질소주입에 의한 효과를 정량적으로 확인하기가 어려웠다.

Fig. 7은 B1, B2 시험편을 고체질량에 도달하기에 충분한 24시간 동안, 한번은 자연대류형 건조오븐에서 건조시킨 경우(B1__dry,B2__dry)와 다른 한번은 22시간 40분간 건조오븐에서 건조시키다가 같은 온도(105°C)의 진공오븐으로 옮겨서 80분 동안 건식진공한 후에 진공을 해소할 때 질소가스를 주입한 경우(B1__dry+N, B2__dry+N)에 대하여 30°C, 70%의 항온･항습 환경시험기 내에서 6시간 동안 전기저항을 모니터링 하고 그 결과를 비교한 것이다. 따라서 4가지 경우 모두 질소가스 주입 여부에 관계없이 105°C에서 건조한 시간은 24시간으로 같다. 실험의 순서는 B1__dry → B2__dry+N → B1__dry+N → B2__dry 순 이었는데 B1 시험편에 대하여는 ‘건조만 한 경우’를 먼저 하였고, B2에 대하여는 ‘건조 후에 질소가스를 주입한 경우’를 먼저 하였다. 같은 시험편에 대하여 전기저항을 측정한 시간차는 48시간 이었다. 시험편을 105°C의 건조오븐 또는 진공오븐에서 꺼내어 온도와 상대습도가 30°C, 70%로 유지되는 항온항습기 내 전기비저항 홀더에 장착하고 전기저항 측정을 시작할 때까지 걸리는 시간은 10분으로 동일하게 하였으며 저항을 측정하는 동안에는 은망 전극과 시험편 사이의 접촉을 좋게 하기 위하여 100 kg의 수평하중을 유지하였다.

그림에서 4개의 저항 곡선 앞부분에서 10 여분 동안 저항이 다소 증가하는 것은 105°C로 데워졌던 시험편이 30°C의 항온항습기에서 식어갈 때의 저항 증가분이 70%의 상대습도에 의한 저항 감소분 보다 크기 때문이다. 시험편의 내부 온도가 어느 시점에 전부 30°C에 도달하여 저항 변화가 오직 상대습도만의 영향을 받기 시작하는지는 확인할 수 없었다. B1 시험편의 저항 변화를 보면, 질소가스를 주입한 경우가 질소가스를 주입하지 않은 경우에 비해 측정 시작 시점부터 6시간 내내 저항이 높게 나타나고 ‘시간에 따른 저항 감소율’도 작게 나타나 시간이 갈수록 두 그래프의 저항차이가 증가한다. 이것은 질소가스를 주입하지 않은 경우보다 질소가스를 주입한 경우에 B1 시험편의 내부가 더 완벽하게 건조되어 있음을 보이는 것이며 주입된 질소에 의해 시간이 경과하더라도 수분의 흡수를 어느 정도 지연시키고 있음을 보이는 것이다.

B2 시험편의 저항 변화를 보면, B1 시험편에서와 같이 질소가스를 주입한 경우가 질소가스를 주입하지 않은 경우보다 6시간 내내 전기저항이 높게 나타나는 반면, 모니터링 시작 직후의 전기저항의 차이는 B1처럼 크지 않고 또한 ‘시간변화에 대한 저항 감소율(dR/dt)’은 양자가 거의 같다. 이러한 현상은 실험의 순서에 기인한 것으로 해석되는데, 질소가스를 주입한 후에 6시간 동안 항온항습 환경(30°C, 70%)에서 전기비저항을 모니터링한 후 18시간 동안 상온･상습 환경에 두었다가 다시 24시간 105°C로 건조하여 항온･항습 환경에서 전기비저항을 모니터링 하여도 B2__dry+N 실험을 위하여48시간 전에 주입하였던 질소가스가 시험편 내부에 상당량 남아서 습기의 흡수를 지속적으로 저지하고 있는 결과로 해석된다.

Fig. 8은 건조밀도가 2.13 g/cm³이고 유효공극률이 16.22%로 상대적으로 큰 조면암 암석코어를 이용하여 30°C, 70%의 항온･항습 환경에서 질소가스 주입 여부에 따른 전기비저항 모니터링 결과를 비교한 것이다. 이 암석코어는 울릉도 시추코어의 전기비저항을 측정한 Lee and Lee (2015a)의 U27번 코어에 해당된다. 검정색 선은 U27을 자연대류형 105°C의 건조오븐에서 24시간 건조시킨 경우이고 붉은색 선은 105°C의 건조오븐에서 22시간 40분 건조시키다가 같은 온도의 진공오븐으로 옮겨 80분 동안 건식진공한 후에 질소가스를 주입한 경우, 그리고 파랑색 선은 질소가스를 주입한 후에 암석코어의 원주를 열수축튜브로 감싸고 양 원형 단면은 전도성 은 접착제(silver epoxy)로 도포한 경우이다. 측정을 시작 후 15분부터 4시간 30분 까지는 예상 외로 질소가스를 주입한 경우에서 전기비저항이 다소 낮게 나타나지만 나머지 시간대에서는 전기비저항이 높게 나타나고 4시간 30분 이후에는 시간이 흐를수록 그 차이가 증가한다. 암석시험편 표피의 박층을 제외한 내부에서는 질소가스가 수분의 흡수를 효과적으로 저지하고 있어서 시간 경과에 따른 누적 효과가 양자의 전기비저항 차이를 확대시키는 것으로 해석된다. 한편, 열수축튜브와 은 접착제를 이용하여 U27 암석코어의 수분 흡수를 차단한 경우는 전처리 때문에 다른 두 경우보다 45분 늦게 전기비저항 모니터링을 시작하였는데 측정 시작 후 6시간 내내 상대습도에 의해 영향 받지 않고 30°C의 항온 온도에서의 완전건조 전기비저항(85,514 ohm-m)을 나타내고 있다.

결   론

암석코어 시험편이 겪은 환경 이력에 관계없이 내부를 완전하게 건조시켜서 고체질량을 초기화 하는 방법과 필요에 따라서 이 건조 상태를 지속시키는 방법으로 공정 중에 질소가스(불활성가스)를 주입하는 기술을 고안하고 그 효과를 유효공극률과 전기비저항 측정으로 검증하였다. 질소가스를 주입하면 공기에 포함된 수분이 시험편 내부로 흡수되는 것을 효과적으로 차단 또는 지연시킬 수 있어서 시험편의 내부 수분을 최소화한 고체질량을 얻을 수 있고 건조한 암석코어의 전기비저항을 장시간 모니터링할 수 있게 한다.

따라서 기존의 유효공극률 측정을 위한 표준시험법은 다음과 같이 수정하기를 제안한다. 1) 24시간 이상 105°C ± 3°C를 유지할 수 있는 건조로에서 기존의 표준시험법에 따라서 시험편을 고체질량까지 건조한다. 2) 고체질량을 결정하기 직전에 105°C 진공오븐으로 옮겨서 6 torr 이하, 1시간 이상 건식진공 한 후에 진공을 해소할 때 질소가스를 주입한다. 3) 그 다음에 기존 표준시험법에 따라서 105°C ± 3°C를 유지할 수 있는 건조로에서 4시간 간격으로 질량을 측정하여 고체질량을 다시 결정한다. 4) 고체질량, 표면건조포화질량, 물속질량 순으로 측정하여 유효공극률을 산출한다.

또한 상온 환경 또는 항온 환경에서 시험편의 전기비저항을 장기 모니터링 하는 방법으로 다음과 같은 절차를 제안한다. 1) 24시간 이상 105°C ± 3°C를 유지할 수 있는 건조로에서 표준시험법에 따라서 시험편을 고체질량까지 건조한다. 2) 시험편을 105°C ± 3°C 진공오븐으로 옮겨서 6 torr 이하, 1시간 이상 건식진공 한 후에 진공을 해소할 때 질소가스를 주입한다. 3) 시험편을 꺼내어 시험편의 길이방향 외벽(원주형 시험편인 경우는 원주)을 열수축튜브로 감싼다. 4) 열수축튜브로 감싼 시험편의 양쪽 단면을 매끄럽게 다듬고 전도성 은접착제(conductive silver epoxy)를 도포한다. 이 때 열수축튜브와의 연결부에 빈틈이 없도록 한다. 5) 이와 같이 전처리한 시험편 양 단면과 금속망 전극의 접촉을 좋게 하기 위해서 상당한(예: 100 kg 이상) 수평 하중을 가한 상태에서 전기비저항을 모니터링 하면 시험편의 완전 건조 상태를 지속적으로 유지하면서 전기비저항을 모니터링 할 수 있다.