Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection (한국구조물진단유지관리공학회 논문집)

Korea Institute for Structural Maintenance Inspection (한국구조물진단유지관리공학회)
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Investigation of Microorganism-Based Autonomous Crack Healing Agent and Full-scale Verification of Crack Healing

미생물 기반 자발적 콘크리트 균열치유제 성능 분석 및 실스케일 균열치유성능 검증

  • 유연준 (벡텍 주식회사) ;
  • 이병재 (대전대학교 토목환경공학과) ;
  • 양주경 (청운대학교 토목환경공학과) ;
  • 이윤 (대전대학교 토목환경공학과)
  • Received : 2023.11.15
  • Accepted : 2023.12.04
  • Published : 2023.12.31
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Abstract

In this study, the crack healing performance of each crack healing agent manufacturing method was analyzed by adding crack healing agents in the form of alginate gel and spore suspension inoculated with endospores of calcium carbonate-forming bacteria to mortar. In addition, by applying it to an full-scale structure in the form of a box-type culvert, we attempted to create an environment in which the developed crack healing agent can be applied not only to a laboratory environment but also to an actual field. The crack healing agent using the dry heat drying method showed crack healing performance, but in the case of the freeze drying method, many spores were killed by freeze hardening and therefore the crack healing performance was lost. As a result of SEM and XRD pattern analysis of the presumed crack healing material extracted from the crack of a full-scale structure, it was found to be calcite, one of the calcium carbonate crystals produced by microorganisms applied to the crack healing agent. In conclusion, it was found that the crack healing by microorganisms can be implemented in a real structure.

이 연구에서는 탄산칼슘 형성 박테리아의 내생포자를 접종한 알지네이트 겔과 포자현탁액 형태의 균열치유제를 모르타르에 첨가하여 균열치유성능을 비교, 분석함으로써 균열치유제 제조방법별 균열치유성능을 분석하였다. 또한 박스형 암거 형태의 실 구조물에 적용하여 실험실 환경뿐만 아니라 개발된 균열치유제가 실제 현장에 적용될 수 있는 환경을 조성하여 실구조물 스케일에서 균열치유성능을 검증하고자 하였다. 건조 방식을 달리한 두 가지 형태의 알지네이트 겔로 구성된 균열치유제를 분석한 결과, 건열건조 방식의 균열치유제는 균열치유 성능을 나타내었으나, 동결건조 방식의 경우 얼음 결정에 의해 다수의 포자가 사멸되어 균열치유성능을 잃는 것으로 나타났다. 실스케일 구조물의 균열부에서 추출된 균열치유 추정물질의 SEM 사진과 XRD 패턴 분석 결과 균열치유제에 적용된 균열치유 미생물이 생성한 탄산칼슘 결정 중 하나인 calcite인 것으로 나타났으며, 미생물에 의한 균열치유메커니즘이 실구조물에서 구현될 수 있음을 확인하였다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2020년도 한국수력원자력(주)의 재원으로 중소기업 협력연구개발사업의 지원을 받아 수행되었으며, 이에 감사드립니다(과제번호: 제20중기05호).

References

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