• 한국건축시공학회지
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• 제20권6호
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• pp.489-495
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• 2020

콘크리트 구조물의 대형화에 따라 매스 콘크리트의 수화열 제어에 대한 중요성이 커지는 반면, 기존의 관련 대책들은 효용성이나 실용성 측면에서 한계를 보이는 경우가 많다. 따라서 이 연구에서는 재료적인 대책으로 매스 콘크리트의 수화열을 제어하기 위해 시멘트의 경화를 제어하는 방향으로 수화열을 저감할 수 있는 방안을 검토하였다. 본 연구에서는 해외 연구사례를 참고하여 인산염계 지연제와 무기질 수화 제어물질이 결합 된 인산계 무기염 수화열 저감제를 사용하였으며, 이에 따라 인산계 무기염의 수화열 저감 효과는 단열박스에 페이스트와 콘크리트를 적용하여 검증하였다. 즉, 저발열을 위해 통상적으로 사용되는 2성분계 및 3성분계 배합에 있어서 인산계 무기염의 혼입 여부에 따른 수화열, 플로 또는 슬럼프, 압축강도 등을 비교하였다. 실험결과 페이스트와 콘크리트의 압축강도 성능에 있어서 인산계 무기염의 혼입 배합은 일반 배합과 동등 또는 그 이상의 성능을 나타내었다. 특히, 콘크리트 배합에서 인산계 무기염에 의해 초기 재령 강도가 저하되었던 부분이 알칼리 황산염에 의해 빠르게 회복되었고, 인산계 무기염의 혼입 배합의 강도는 미 혼입 배합과 비교할 때 7일은 유사, 28일은 더 크게 측정되었다. 수화열에 의한 내부 최대 온도상승량의 경우 인산염계 무기 지연제 혼입 시 페이스트에서는 9.5~10.6%, 콘크리트에서는 10.1~11.7%의 저감 효과를 나타내었다. 또한 실 구조물 내부의 수화열 발산에 유리한 최고온도 발생 시점의 지연 효과도 뚜렷이 나타났다. 따라서 본 연구에서 사용된 인산계 무기염은 시멘트 페이스트와 콘크리트의 수화열 저감에 상당 부분 기여 하는 것으로 확인되며, 앞으로 서중 콘크리트 혹은 고온다습한 동남아시아 등의 공사현장에서 매스 콘크리트 수화열 저감의 목적으로 활용이 가능할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구와 같은 다양한 콘크리트의 수화열 저감과 관련된 연구가 필요하다고 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제42권3호
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• pp.177-193
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• 2009

삼광광상은 선캠브리아기 경기육괴의 화강편마암내에 발달된 단열대(NE, NW)를 따라 충진한 8개의 괴상맥으로 구성된 중열수 석영맥광상이다. 이 광상의 광화작용은 여러번의 단열작용에 의해 형성된 두시기의 석영+방해석시기(광화I시기)와 방해석시기(광화II시기)로 구성된다. 광화I시기의 열수작용에 의한 변질작용은 견운모화, 녹니석화, 탄산염화, 황철석화, 규화, 및 점토화작용등이 관찰되며 견운모대는 석영맥과 접촉한 부분에서 녹니석대는 석영맥으로부터 멀어짐에 따라 관찰된다. 견운모대의 모암변질광물은 대부분이 견운모 및 석영이며 일부 일라이트, 탄산염광물, 녹니석으로 구성된다. 녹니석대의 모암변질광물은 주로 녹니석, 석영과 소량 견운모, 탄산염광물 및 녹염석으로 구성된다. 견운모의 Fe/(Fe+Mg) 값은 0.45${\sim}$0.50(0.48$\pm$0.02)이며 백운모-펜자이트족에 해당되고 녹니석의 Fe/(Fe+Mg) 값은 0.74${\sim}$0.81(0.77$\pm$0.03)이고 대부분 브런스비자이트에 해당된다. 견운모와 녹니석에 대한 $Al_{IV}$-FE/(FE+Mg)의 다이어그램은 변질시 같은 광종의 견운모와 녹니석의 형성온도를 나타내는 지시자로써 유용하다. 이것은 계산된 녹니석 단종의 활동도가 $a3(Fe_5Al_2Si_3O_{10}(OH)_6$=0.0275${\sim}$0.0413, $a2(Mg_5Al_2Si_3O_{10}(OH)_6$=1.18E-10${\sim}$7.79E-7, $a1(Mg_6Si_4O_{10}(OH)_6$=4.92E-10${\sim}$9.29E-7로서 삼광광상의 녹니석은 iron-rich 녹니석으로 비교적 고온 (T>450$^{\circ}C$에서 모암과 평형상태에서 온도가 감소함에 따라 형성되었음을 알 수 있다. 모암변질시 ${\alpha}Na^+$, ${\alpha}K^+$, ${\alpha}Ca^{2+}$ 및 ${\alpha}Mg^{2+}$는 각각 ${\alpha}Na^+$=0.0476($400^{\circ}C$), 0.0863($350^{\circ}C$), ${\alpha}K^+$=0.0154($400^{\circ}C$), 0.0231($350^{\circ}C$), ${\alpha}Ca^{2+}$=2.42E-11($400^{\circ}C$), 7.07E-10($350^{\circ}C$), ${\alpha}Mg^{2+}$=1.59E-12($400^{\circ}C$), 1.77E-11($350^{\circ}C$)이며 열수용액의 pH는 5.4${\sim}$6.4($400^{\circ}C$), 5.3${\sim}$5.7($350^{\circ}C$)로서 모암변질시 열수용액는 약산성이었음을 알 수 있다. 모암변질시 이득원소(부화원소)는 $TiO_2$, $Fe_2O_3(T)$,CaO, MnO, MgO, As, Ag, Cu, Zn, Ni, Co, W, V, Br, Cs, Rb, Sc, Bi, Nb, Sb, Se, Sn 및 Lu 등이며 특히 대부분의 광상에서 Ag, As, Zn, Sc, Sb, S,$CO_2$ 등의 원소가 현저하게 증가하므로 중열수 및 천열수 금-은광상의 탐사에 지시원소로서 활용될 수 있을 것이다.

• 자원환경지질
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• 제36권6호
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• pp.391-405
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• 2003

대봉 금-은광상은 선캠브리아기 경기육괴의 호상 또는 화강편마암내에 발달된 단열대(NE, NW)를 따라 충진한 중열수 괴상석영맥광상이다. 광석광물의 산출조직과 공생관계에 의하면, 이 광상의 광화작용은 여러번의 단열작용에 의해 형성된 괴상백색석영맥(광화I시기)과 투명석영시기(광화II시기)로 구성된다. 광화I기는 3회의 substages로 구분된다. 각 substage의 광석광물은 다음과 같다: 1) 광화I시기 조기=자철석, 자류철석, 유비철석, 황철석, 섬아연석, 황동석, 2) 광화I시기 중기=자류철석, 유비철석, 황철석, 백철석, 섬아연석, 황동석, 방연석, 에렉트럼과 3) 광화I시기 말기=황철석, 섬아연석, 황동석, 방연석, 에렉트림, 휘은석. 광화II시기의 광석광물로는 황철석, 섬아연석, 황동석, 방연석 및 에렉트럼이 관찰된다. 유체포유물의 체계적 연구에 의하면, 물리-화학적 상태가 상반되는 유체가 관찰된다: 1) 광화 I시기 조기와 중기 광석광물 정출과 관련된 $H_2O-CO_2-CH_4-NaCl{\pm}N_2$ 유체(조기=균일화온도: 203∼388^{\circ}C$, 압력: 1082∼2092 bar, 염농도: 0.6∼13.4wt.%, 중기=균일화온도: 215∼280^{\circ}C$, 염농도: 0.2∼2.8wt.%), 2) 광화I시기 말기와 광화II시기 광석광물과 관련된 $H_2O-NaCl{\pm}CO_2$ 유체(광화I시기 말기=균일화온도: 205∼2$88^{\circ}C$, 압력: 670bar, 염농도: 4.5∼6.7wt.%, 광화II시기=균일화온도: 201∼358^{\circ}C$, 염농도: 0.4∼4.2wt.%)이다. 광화I시기 조기의 $H_2O-CO_2-CH_4-NaCl{\pm}N_2$계 유체는 유체압력의 차이에 의해 CO_2$ 상분리가 일어났으며 광화작용이 진행됨에 따라 $H_2O-NaCl{\pm}CO_2$계 유체로 진화되었다. 또한 여기에 기원이 다른 $H_2O$-NaCl계 유체의 유입에 의해 혼입 및 희석작용으로 염농도의 감소가 있었다고 생각된다. 광화II시기 좀더 가열된 $H_2O-NaCl{\pm}CO_2$ 계 유체는 불혼합, 희석 및 냉각작용이 있었던 것으로 생각된다. 열수용액의 {\gamma}^{34}$S__{H2S}$ 값은 3.5∼7.9{\textperthansand}$로서 황은 주로 화성기원이지만 부분적으로 모암내의 황에서도 기원되었다고 생각된다. 광화유체의 산소({\gamma}^{18}O_{H2O}$)와 수소({\gamma}$D)안정동위원소값이 광화I시기에는 각각 11∼9.${\textperthansand}$, -92∼-86${\textperthansand}$, 광화 II시기에는 각각 0.3${\textperthansand}$(${\gamma}^{18}O_{H2O}$),-93${\textperthansand}$({\gamma}$D)이며, 리본-호상구조를 보이는 것으로 보아 대봉광상의 광화유체에 대한 기원과 진화과정을 두 가지로 생각할 수 있다. 1) 마그마유체로부터 광화작용이 진행됨에 따라 계속적인 순환수의 혼입이 있었으며 2) 조기 마그마${\pm}$변성유체에서 유체압력의 차에 의해 $CO_2$ 상분리와 더불어 계속적인 ${\gamma}$D가 높은 순환수의 혼입이 있었던 것으로 해석할 수 있다.있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제28권2호
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• pp.135-144
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• 1995

겨울 동안에 일어나는 동결(凍結)과 해빙(解氷)과정에서 토양(土壤)내 용질의 이동(移動)양상을 구명하기 위하여 실내시험과 포장시험을 수행하였다. 실내 시험은 직경 5cm, 두께 0.2cm, 길이 1cm인 아크릴관을 30cm 길이로 연결하여 단열재로 싸 토주(土柱)를 제작하였다 상부 5cm 까지는 $KNO_3$를 20mmol/kg 수준으로 처리하여 수분함량(水分含量)을 조절하였다. 상부는 $-6{\sim}-8^{\circ}C$로 유지된 냉동실(冷凍室)에 그리고 하면은 $0.5{\sim}3.5^{\circ}C$로 유지된 냉장실(冷藏室)에 연결하여 토양(土壤)의 깊이 5cm까지 동결(凍結)시킨 후 꺼내어 1cm씩 절단한 뒤 $NO_3^-$, $NH_4^+$ 및 $K^+$의 함량(含量)을 분석하였다. 포장시험은 해발표고 840m인 대관령(大關嶺) 고령지시험장 포장과 해발고도 74m인 춘천(春川) 강원도농촌진흥원 포장에 직경 20cm, 길이 1m되는 토주(土柱)를 12월에 묻고 20cm까지 $KNO_3$를 50mmol/kg 수준으로 처리하여 동결(凍結)이 진행되는 기간과 해빙(解氷)된 후에 토양(土壤)시료를 채취하여 분석하였다. 실내 시험결과 동결(凍結)이 진행되면서 $NO_3^-$가 표면 부근으로 상승(上昇)하는 것이 확인 되었으며, 이는 동결(凍結)진행에 따른 수분(水分) 이동(移動)의 결과로 판단되었다. $K^+$도 표면 부근으로 상승(上昇)하였는데, 그 양은 $NO_3^-$의 1/5~1/10이었다. 포장시험결과 동결(凍結)진행에 따라서 실내시험과 비슷하게 표토로 상승(上昇)하는 것이 확인되었으며, 봄에 해동되면서 많은 양의 질소(窒素)가 손실(損失)되었다. 처리부위 20cm 이하로 용설(溶說)된 양은 처리된 질소(窒素)의 17~24%이었으며, 50cm 이하로 내려가지는 않았다. 용탈(溶脫)된 양을 제외한 토양단면(土壤斷面)에서 순 손실(損失)량은 8.7~39.5%로, 온도(溫度)가 낮고 눈이 많은 대관령(大關嶺)에서 손실량(損失量)이 춘천(春川)에서보다 많았으며, 투수속도가 느린 식양토(埴壤土)에서 미사질양토(微砂質壤土)보다 많았다. 이 같은 사실로 미루어 보아 겨울 동결(凍結)기간 중 질소(窒素)의 손실(損失)은 탈질(脫窒)과 용탈(溶脫) 이외에 해빙기(解氷期)에 표면에서부터 녹은 물의 지표유실에 따를 세탈(洗脫)에 의한 부분이 많은 것으로 판단되었다.

• 한국기후변화학회지
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• 제2권4호
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• pp.283-295
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• 2011

기후변화에 대응하기 위한 온실가스 감축활동이 국 내외적으로 활발히 이루어지고 있다. 우리나라의 온실가스 감축에 있어서 건물부문의 온실가스 감축은 매우 중요한 부분이다. 2007년 기준 온실가스 총 배출량 610 백만톤 $CO_2e$ 중 건물이 차지하는 비중은 약 23%이며, 감축잠재량은 산업 부문에 이어 두 번째로 큰 수준이다. 본 연구는 향후 건물부문의 온실가스 감축 대책으로 추진될 "탄소제로건물" 건립에 필요한 기반자료를 제공하고자, 국내 최초로 지어진 업무용 "탄소제로 건물"인 국립환경과학원 기후변화연구동에 적용된 주요 기술, 에너지 부하 및 절감 에너지양, 경제성 평가를 수행하였다. 본 건물에 적용된 기술은 총 66가지로, 건물에너지 부하절감기술(30), 건물에너지 효율기술(18), 신 재생에너지 기술(13), 친환경 요소기술(5)이 적용되었다. 연간 총 에너지 부하($123.8kWh/m^2$)는 단열 강화와 고효율 설비 적용 등의 패시브 기술을 통해 40%($49kWh/m^2$) 절감하였으며, 잔여 에너지 부하인 60%($74.8kWh/m^2$)는 태양광, 태양열, 지열을 이용한 액티브 기술로 절감하였다. 건축비용은 일반건물 대비 약 1.4배 더 소요되었으나 액티브 기술을 제외하고 패시브 기술만 적용하게 되면 일반건물의 건축비용과 큰 차이를 보이지 않는 것으로 분석되었다. 건물에서 감축될 수 있는 온실가스양은 연간 $100ton{\cdot}CO_2e$ 수준이며, 에너지 자립으로 인한 연간 에너지 절감 비용은 약 102백만원, 온실가스와 대기오염물질 감축에 따른 부수적 수익은 연간 약 2.2 백만원 수준인 것으로 분석되었다. 또한, Life Cycle Cost (LCC) 분석 결과, 일반건물 대비 초과건축 비용에 대한 손익분기점은 20.6년으로 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제40권6호
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• pp.713-726
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• 2007

대봉광상은 선캠브리아기 경기육괴의 호상편마암 또는 화강편마암내에 발달된 단층($N10{\sim}20^{\circ}W,\;40{\sim}60^{\circ}SW$)을 따라 충진한 중열수 함금-은 괴상 석영맥광상이다. 이 광상의 광화작용은 여러번의 단열작용에 의해 형성된 괴상 백색 석영맥(광화I시기)과 투명 석영맥(광화II시기)으로 구성된다. 광화I시기의 열수작용에 의한 변질작용은 견운모화, 녹니석화, 탄산염화, 황철석화, 규화 및 점토화작용 등이 관찰되며, 견운모대는 석영맥과 접촉한 부분에서, 녹니석대는 석영맥으로부터 멀어짐에 따라 관찰된다. 견운모대의 모암변질광물은 대부분이 견운모 및 석영이며, 일부 일라이트, 탄산염광물, 녹염석으로 구성된다. 녹니석대의 모암변질광물은 주로 녹니석, 석영과 소량 견운모, 탄산염광물 및 녹염석으로 구성된다. 견운모의 Fe/(Fe+Mg) 값은 $0.36{\sim}0.59(0.51{\pm}0.10)$이며, 백운모-페차이트족에 해당되고 녹니석의 Fe/(Fe+Mg) 값은 $0.66{\sim}0.73(0.70{\pm}0.02)$이고 대부분 브룬스비자이트에 해당된다. 견운모와 녹니석에 대한 $Al_{IV}-Fe/(Fe+Mg)$의 다이어그램은 변질 시 같은 광종의 견운모와 녹니석의 형성온도를 나타내는 지시자로서 유용하다. 이것은 계산된 녹니석 단종의 활동도가 $a3(Fe_5Al_2Si_3O_{10}(OH){_6}:0.00964{\sim}0.0291,\;a2(Mg_5Al_2Si_3O_{10}(OH){_6}:9.99E-07{\sim}1.87E-05,\;a1(Mg_6Si_4O_{10}(OH){_6}:5.61E-07{\sim}1.79E-05$로서 대봉광상의 녹니석은 철이 풍부한 녹니석으로 비교적 고온($T>450^{\circ}C$)에서 모암과 평형상태에서 온도가 감소함에 따라 형성되었음을 알 수 있다. 모암변질시 $log\;{\alpha}K^+/{\alpha}H^+,\;log\;{\alpha}Na^+/{\alpha}H^+,\;log\;{\alpha}Ca^{2+}/{\alpha}^2H^+$ 값은 각각 $4.6(400^{\circ}C),\;4.1(350^{\circ}C),\;4.0(400^{\circ}C),\;4.2(350^{\circ}C),\;1.8(400^{\circ}C),\;4.5(350^{\circ}C)$이고 pH는 각각 $5.4{\sim}6.5(400^{\circ}C),\;5.1{\sim}5.5(350^{\circ}C)$로서 모암변질시 열수용액은 약산성이었음을 알 수 있다. 모암변질시 이득원소(부화원소)는 $K_2O,\;P_2O_5,\;Na2O$, Ba, Sr Cr, Sc, V, Pb, Zn, Be, Ag, As, Ta, Sb이며 특히 Sr, V, Pb, Zn, As, Sb등의 원소는 현저하게 증가하므로 중열수 및 천열수 금-은광상의 탐사에 지시원소로서 활용될 수 있을 것이다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제51권3호
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• pp.4-31
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• 2018

홍주읍성의 초축 연대는 명확히 알 수 없으나 문종 1년 축조 이후 수십 차례에 걸친 보수와 정비를 거쳤으며, 일제강점기에 일부 성벽이 훼철되면서 오늘날의 형태를 갖게 되었다. 홍성은 지구조적으로 지진의 발생 가능성이 높은 지역이다. 역사지진 기록이 남아 있으며, 1978년과 1979년에 각각 규모 5.0과 4.0의 지진이 발생하여 성벽 일부가 붕괴된 바가 있다. 2010년에는 집중강우에 의해 성벽이 붕괴되기도 하였다. 홍주읍성 성벽은 구간에 따라 다양한 구성암종, 치석형태, 축조방식, 채움재료 등이 적용되었다. 또한 보수과정에서 기존의 성벽을 훼철하지 않고 재사용 가능한 부분을 그대로 사용하여 시대에 따른 특성이 성벽에 수직적으로 반영되어 나타난다. 따라서 홍주읍성의 유형분류는 성벽의 수직적 분포를 기준으로 나누었으며, 축성유형의 수직적 개수에 따라 유형 I, 유형 II, 유형 III으로 구분하였다. 성벽에 사용된 암석은 주로 조립질화강암이나 성벽유형에 따라 암종의 차이가 명확하다. 성벽 하부는 자연석 내지 할석을 사용하여 다양한 암종이 혼재되어 나타나나, 중앙부의 치석한 암석은 대부분 조립질 화강암이다. 보수석재는 담홍색화강암이나 수구지와 조양문의 구성 암종은 성벽과 상이하다. 홍주읍성의 대표적인 손상유형은 배부름, 성돌의 돌출, 기초부 성돌의 유실, 부재의 이격, 균열 및 단열, 기초불안정 및 구조적 변형이다. 성벽에 발생하는 거동의 양과 방향을 확인하기 위해 수동 간이계측 및 광파측정을 수행하였다. 수동계측 결과, 성벽의 구조적 변형이 진행되는 구간을 분류할 수 있다. 광파측정 자료와 비교한 결과, 두 모니터링 방법은 상호 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 따라서 장기적인 보존관리 방안으로 두 계측방법은 상호 보완적으로 활용할 수 있으며, 홍주읍성의 안정화를 위해 계측시스템은 유지, 관리 및 개선되어야 할 것이다. 남문지 일대의 계측결과를 종합할 때, 붕괴된 성벽 또한 강우에 의한 거동변화가 지속적으로 진행되었을 것이다. 오랜 기간 변위가 누적된 상태에서 집중강우에 의해 발생한 이상거동에 따라 임계점을 초과하여 붕괴에 이르렀을 개연성이 충분하다. 홍주읍성 성벽의 효율적 관리를 위해 연구결과를 토대로 0등급부터 5등급까지 총 6단계의 관리등급을 제안하였다. 이 관리등급을 적용한 결과, 1등급 501.9m (61.10%), 2등급 29.5m (3.77%), 3등급 10.4m (1.33%), 4등급 241.2m (30.80%)로 나타났다. 4등급 구간은 홍화문 서쪽과 치성의 동쪽에 밀집된 양상으로 나타나며, 상시 모니터링 수행을 통해 위험상황에 대비해야 한다. 6단계로 분류한 관리등급은 전체적인 안정성 검토를 통해 수리와 보수가 수행된다면 다시 0등급으로 회귀하는 윤회적 시스템이다. 이를 위해서는 주기적인 정밀 모니터링을 통한 관리등급의 평가가 필요하다.