이 연구에서는 물과 산성용액을 이용한 동결${\cdot}$융해실험을 통하여 강원도 횡성군에서 채취된 셰일의 물리적 특성변화를 측정하였다. 실험에 적용된 동결${\cdot}$융해 온도 범위는 $-20{\pm}2^{\circ}C\~15{\pm}2^{\circ}C$ 이고 시료는 12시간 동안 동결한 후 물속에서 8시간 동안 융해시켰다. 이 후 시료를 진공 챔버에서 4시간동안 수침하여 완전히 포화시켰으며, 이러한 일련의 과정을 1 cycle로 설정하였다. 본 연구에서는 매 5 cycle마다 시료의 흡수율, 탄성파 속도, 쇼어 경도, 슬래이크 내구성시험, 일축압축시험 등을 실시하였다. 동결${\cdot}$융해 실험의 반복횟수가 증가될수록 시료의 물성은 변화하였다. 일축압축강도는 물을 이용한 실험에서는 매cycle마다 0.40MPa정도 감소하였고 산성용액을 이용한 실험에서는 0.48Mra정도 감소하였으며, 탄성계수 역시 물에서 0.21Gpa, 산성용액에서 0.30GPa 감소하였다. 흡수율의 경우는 물에서 $0.29\%$, 산성용액에서 $0.37\%$ 증가되었다. 이러한 결과는 산성용액에서의 풍화속도가 물에서의 풍화속도보다 빠름을 지시한다. 그러나 탄성파속도, 쇼어경도와 슬레이크 내구성 시험에서는 물과 산성용액에 따른 차이가 거의 나타나지 않았다. 동결${\cdot}$융해 실험 결과와 연구지 역의 동절기 기간의 기온분포를 고려해 볼 때 실제 1년이 동결-응해 실험 약 $6\~12\;cycle$에 해당될 것으로 추정된다.
매실(Prunus mume)의 착즙과 건조 특성에 동결 전처리가 미치는 영향을 조사하기 위하여, 매실을 동결처리($-20^{\circ}C$)하거나 처리하지 않고 착즙수율과 주스의 품질특성 및 건조속도와 분말의 품질특성을 각각 측정하였다. 매실의 착즙수율과 건조속도는 동결처리구가 무처리구보다 유의적으로 높은 수준을 나타내었다. 압착주스와 건조분말의 L과 b값 및 a값은 동결처리구가 무처리구보다 유의적으로 낮고 높은 수준을 각각 보였다. 압착주스와 건조분말의 유리당과 유기산 함량은 동결 전처리에 따른 유의적인 차이를 나타나지 않았다. 주스의 가용성 고형분 함량, 적정산도 및 pH는 동결 전처리의 영향을 받지 않은 것으로 나타났다. 이로써 동결 전처리는 매실의 착즙과 건조 효율을 증대시킬 수 있는 유효한 방법이지만 착즙액과 건조분말의 갈변도가 높은 문제점이 있는 것으로 확인되었다.
본 연구는 생선회 맛의 관능적 품질향상 및 생선회로서의 품질수명을 연장시키기 위하여 우리나라에서 고급횟감으로 널리 소비되고 있는 넙치를 시료로 하여 동결속도 및 해동방법에 따른 근육의 물리화학적 및 조직학적 변화를 살펴보았다. 1. 넙치를 chunk 형태로 급속동격 (액체질소동결) 및 완만동결 ($-15^{\circ}C$ 동결하였을때 최대 빙결정생성대의 통과시간은 각각 10분이내와 110분이었다. 해동방법에 다른 해동소요시간은 $25^{\circ}C$ 수도수. $15^{\circ}C$ 수도수 $10^{\circ}C$ 수도수. $25^{\circ}C$ 공기. $5^{\circ}C$ 수도수. $0^{\circ}C$ 수도수 순으로 짧았다. 2. 근육의 파괴강도는 급속동결하여 급속해동한 것이 완만동결하여 완만해동한 것에 비하여 높았으며. 조리형태에 따른 파괴강도는 급속동결한 것은 조리형태에 따라 큰 차이를 나타내지 않았으나, 완만동결한 것은 slice형태로 처리한 것이 높은 값을 나타내었다. 4. ATP의 잔존량은 동결속도에 큰 영향을 받지 않았으며, 급속해동한 것이 완만해동한 것에 비하여 높은 경향을 나타내었다. 그리고 IMP가 동결-해동후의 ATP관련화합물의 대부분을 차지하고 있었다. 5. 근육의 표본조직을 광학현미경 (LM)으로 관찰한 결과 즉살직후에는 근섬유간의 간격이 관찰되지 않았으며. 급속동결하여 해동방법을 달리한 근육에 있어서도 근섬유간의 간격이 거의 관찰되지 않았다. 그러나 완만동결하여 해동한 것은 근섬유간의 간격이 현저하게 관찰되었다.
본 연구에서는 우란바톨(Ulanbator)에서 북경(Beijing)사이의 지역에서 샘플링한 동결된 응회암 풍화토의 동적 특성을 규명하기 위해 풍화토와, 글래스비드(glass bead)를 대상으로 온도변화에 따른 초음파 속도를 sing-around 법을 사용하여 측정하였다. 본 실험을 통해 초음파 속도는 온도가 증가함에 따라 감소하였고 초음파 속도와 부동수분 사이에는 선형적인 관계가 존재함을 확인하였다. 또한 동결토의 초음파 실험결과, 종파가 시료의 종류에 크게 영향을 받지 않기 때문에 부동수분과 초음파 속도와의 관계규명에 적합하다고 판단된다.
생식소동결로 누에 유전자원을 장기보존하기 위하여 생식소의 생식방법, 최적 동결속도 및 동해방지제, 동결매액의 과냉거점과 빙점, 생식소 동결시기 등, 생식소의 동결보존에 필요한 기초자료를 검토하여 다음의 결과를 얻었다. 1. 생식소 피다식 누에의 마취에 적합한 방법은 에칠에텔, 냉수침지, 저온접촉, 탄산가스 접촉 중 냉수에 10분간 침지처리하는 것이었다. 2. 누에난소를 동결함에 있어 그리세롤과 DMSO는 우수한 동결방지 효과를 보였으나 솔비톨은 부적합하였다. 3. 9-15%의 그리세롤을 첨가한 동결매액의 과냉거점과 빙점을 조사하여 잠열발생량을 2.0-4.5$^{\circ}C$로 억제할 수 있는 동결속도를 확인하였다. 4. 5령보다 4령누에에 난소를 이식하는 것이 난소생존 및 완성난형성 면에서 1.3-1.4배 유리하였다. 5. 동결난소를 이식받은 암나방을 수나방과 교미시켜 수정란을 얻었으며, 유전형질검정으로 이 수정난에서 발생한 차세대 누에가 동결난소에서 유래한 것임을 확인하였다. 6. 4령 또는 5령기에 동겨정소를 이식한 수나방과 교미한 정상 암나방 중 수정난을 산란한 것은 없었다.
고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트\ulcorner 수화속도가 느려 어린 재령시 동해의 영향을받기 쉽다. 본 연구에서는 고로슬래그 미분말을 사용한 콘크리트의 동결융해 저항성을 알아보기 위해 고로슬래그 미분말의 치환율과 물-결합재비를 변화시켜 제조한 콘크리트에 대해 동결융해시험을 실시하였다. 또한 동일한 치환율, 물-결합재비의 콘크리트에 AE제를 첨가시켜 동결융해 저항성의 개선효과를 알아보았다. 시험결과 고로슬래그 미분말의 치환율이 증가할수록 동결융해 저항성은 작게 나왔다. 또한 non-AE 콘크리트의 경우 물-결합재비가 51%, 45%일 때 내구성지수는 각각 2.4%, 40.0%이하로 매우 나쁘게 나타났으나, AE콘크리트의 경우 물 -결합재비가 45%와 51%인 콘크리트의 내구성지수는 각각 90.2% 80.9%이상으로 동결융해 저항성이 매우 우수하게 나타났다.
대기의 온도가 $0^{\circ}C$ 이하로 내려가면 지표면의 물이 얼기 시작한다. 체적팽창을 수반하는 지반의 동결현상은 흙의 거동에 영향을 미치며 지반구조물의 심각한 피해를 야기한다. 본 연구의 목적은 지표면에서 지반 내부로 진행되는 자연적인 동결현상을 반영할 수 있도록 제작된 동결용 셀을 이용하여 모래-실트 혼합토의 온도변화에 따른 탄성파의 특성을 파악하는 것이다. 나일론으로 제작된 동결용 셀에 모래와 실트로 구성된 시료를 조성한 후 시료의 깊이별로 상부, 중앙부 및 하부에 설치된 세 쌍의 벤더 엘리먼트와 피에조 디스크 엘리먼트를 이용하여 전단파와 압축파를 측정하였다. 시료의 온도가 $20^{\circ}C$에서 $-10^{\circ}C$로 변하는 동안 시료의 깊이에 따른 탄성파 속도, 공진주파수, 진폭을 연속적으로 측정하였다. 시료가 동결됨에 따라 전단파와 압축파의 속도 및 공진주파수는 $0^{\circ}C$에서 큰 변화를 보였으며, 전단파와 압축파의 진폭은 각기 다른 경향을 나타내었다. 상온에서 전단파 속도는 유효응력의 영향을 받지만 흙이 동결된 후에는 흙입자와 얼음의 결합력에 큰 영향을 받는다. 본 연구는 흙의 동결에 따른 탄성파 특성의 기초적인 정보를 제공한다는 점에서 의의가 있다.
본 연구에서는 초음파 속도법을 콘크리트의 초기동해 피해를 진단하기 위한 방법으로서의 적용 가능성을 평가하기 위해 모르타르 시험체를 대상으로 각각 동결 깊이에 따른 압축강도와 초음파 펄스 속도를 측정하여 미세구조와 그 상관관계를 분석하였다. 그 결과, 동결 피해를 입은 모르타르 시험체와 피해를 입지 않은 시험체 간의 압축강도와 초음파 펄스 속도 값의 차이가 확연하게 나타났으며, 미세구조 분석을 통해 동결 깊이가 증가할수록 초기동해 피해를 더 많이 받아 압축강도와 초음파 펄스 속도가 감소하였다고 판단할 수 있었다. 회귀분석을 통해 상관관계를 분석한 결과, 추정식과 실험값과의 관계성을 나타내는 결정계수( R2)가 0.87로 얻어져 초기동해 피해 깊이에 따른 압축강도와 초음파 펄스 속도 사이의 상호 연관성이 존재하는 것으로 분석된다. 이에 따라 초음파 속도법을 통한 콘크리트의 초기동해 피해 진단이 가능하며, 그 피해 깊이를 정량적으로 진단하기 위해서는 향후 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
본 연구는 풍산개 동결정액 제조기술을 정립하기 위하여 정액성상과 정액 동결 시 희석액에 첨가되는 Glycerol 농도, 동결속도, 융해온도와 시간에 따라 정액의 운동성과 생존율 및 CASA를 이용한 운동성 등에 대하여 조사하여 최적의 동결조건을 확립하기 위해 실시하였다.1.풍산개의 평균 정액량 5.9ml, 정액농도 116.3 ×106sperm/ml 총정자수 789.3×106sperm, 운동성 88.7±1.77% 및 생존율 87.6±1.85% 였다. 2.1차 희석액을 상온에서 희석 후 상온에서 4°C까지 하강시킨 후 glycerol 농도가 3%, 5% 및 7% 첨가된 2차 희석액을 희석 후 6일간 운동성을 측정한 결과 5일째 3%일 때 46.2±9.3%, 5% glycerol에서는 48.1±8.5% 및 7%일 때 52.7±8.2%로 glycerol 7%가 유의적으로 높은 운동성을 나타냈다.3. 각기 다른 glycerol 농도를 함유한 동결보존액에서 동결보존 후 융해하였을 때 7%의 glycerol 농도에서 각각 52.7%와 57.7±10.3%로서 다른 처리구에 비해 유의적인(P<0.01) 운동성 및 생존율을 나타냈다.4.정액을 동결함에 있어 예비동결시 57 및 10cm의 높이에서 정치시킨 후 동결을 실시하였을 때 액체질소의 표면 7cm의 높이에서 동결을 실시한 처리구에서 전체적으로 유의한 운동성과 생존율을 나타냈다.
겨울철의 낮은 기온으로 인하여 지반 내부의 간극수는 동결과 융해를 반복한다. 지반에 이러한 동결-융해작용이 반복되면 흙의 입자구조 변형이 발생하며 이는 지중 기반시설에 손상을 가져올 수 있다. 본 연구는 흙의 동결-융해 과정에서의 탄성파 속도변화를 통하여 흙의 강성 변화 양상을 알아보기 위하여 수행되었다. 40 %, 60 %, 80 %의 3가지 모래-실트의 무게비를 가진 모래-실트 혼합토를 포화도 40 %, 상대밀도 70 %로 동일하게 조성하였다. 각 시료를 동결-융해를 위해 제작된 사각형 형태의 셀에 다짐법으로 조성하였다. 탄성파를 측정하기 위하여 한 쌍의 벤더 엘리먼트와 피에조 디스크 엘리먼트를 시료 양편에 설치하였으며, 시료의 온도 변화 양상을 관찰하기 위하여 탄성파 트랜스듀서와 같은 깊이의 중앙부에 열전대를 설치였다. 조성한 시료에 대하여 시료를 $20^{\circ}C$에서 $-10^{\circ}C$까지 동결시킨 후 $-20^{\circ}C$를 18시간 동안 유지하였으며, 다시 실험실 상온($20^{\circ}C$)까지 온도를 서서히 올려 융해시켰다. 이 과정에서 온도, 전단파, 그리고 압축파를 측정하였다. 연구결과, 융해 이후의 탄성파 속도는 같은 온도의 동결 이전보다 감소하였다. 이때 전단파의 속도가 압축파의 속도보다 더 큰 비율로 감소하는 모습을 보였다. 실트의 함량이 40 %에서 80 %까지 증가함에 따라 탄성파의 속도는 증가하는 양상을 보였다. 본 연구를 통해 동결-융해가 불포화토의 입자구조를 느슨하게 만들며, 그 영향은 압축파에 비해 전단파 속도의 변화에서 잘 나타남을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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