• 제목/요약/키워드: 이온용출

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산성광산배수 (AMD) 처리 부산물 ochre의 특성과 활용 (Characteristics of By-product Ochre from Acid Mine Drainage (AMD) Treatment and Its Potential Use)

  • 정중환;김호진;김영남;남광수;김계훈
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.304-314
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    • 2010
  • 본 연구는 산성광산배수 (AMD)의 처리 과정에서 생성되는 부산물 ochre의 이화학성, 광물학적 특성 및 환경 분야 활용 가능성을 확인하기 위해 수행하였다. 이를 위하여 적극적 처리법인 물리 화학적 정화 처리시설에서 생성된 ochre-H와 수동적 처리법인 자연 정화 처리시설에서 생성된 ochre-D, ochre-S의 특성을 비교 분석하였다. Ochre-H는 광물 내 침철석 (goethite) 함량 및 철 성분 함량이 다른 시료에 비해 상대적으로 낮게 나타났지만, 소석회 내 칼슘 이온의 인 흡착 능력과 상대적으로 높은 흡착 표면적 등이 장점으로 작용할 수 있다. 또한 환경 생태계의 중금속 오염 가능성이 희박하고 물리 화학적 정화 처리시설에서 균일한 특성의 ochre를 대량 생산할 수 있으므로 실용적이며, 경제성이 높을 것으로 판단된다. Ochre-H의 인 흡착 특성은 Freundlich 흡착등온식모델에 적합하였다. 또한 ochre의 흡착 특성이 단분자층 흡착이 아닌 여러 분자층으로 흡착되어 매우 높은 흡착량을 가지기 때문에 인 출현곡선 (BTC)은 1이 아닌 0.3~0.4 상대농도 범위에서 평형에 도달하였다. 실제로 물 중 인 제거 능력을 평가한 실험에서 인 농도 외에 다른 오염원이 존재할 것으로 예상되는 수질 시료의 경우를 제외한 나머지 시료에서는 수질 및 수생태계 생활환경기준상의 인 농도 I 등급 기준치 이하로 검출되어 정화능력이 우수함을 확인하였다. 또한 정화 처리 과정 중 ochre내의 철 성분이 수질 내로 용출되는 양은 많지 않은 것으로 나타났다. 실험을 통하여 확인한 ochre의 높은 인 제거능력을 이용하여 부영양화 현상에 대한 정화제로 환경 분야에 적용하기 위해서는 오염원이 유입되는 하천 등의 위치를 정확히 파악한 후, 현장에 필터 형태의 pilot을 제작하여 설치하는 것이 중요하며, 또한 슬러지의 일종인 ochre 내 철 등으로 인한 수질오염의 발생 여부를 확인하여 유해하지 않음이 검증되어야 한다.

혐기성 소화액의 막분리를 위한 전기응집 전처리 연구 (Application of electro-coagulation for the pretreatment of membrane separation of anaerobic digestion effluents)

  • 김신영;장인성;김장규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권7호
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    • pp.4665-4674
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    • 2014
  • 본 연구에서는 분리막을 이용하여 혐기성소화액을 분리막으로 고/액 분리할 때 발생하는 막오염을 방지하기 위하여 전기응집을 전처리 공정으로 적용 가능한지 여부를 평가하였다. 전기응집 공정의 전극면적, 전류밀도 및 접촉시간에 따른 막오염 저감 효과를 분석하였다. 전극 침지 면적이 작은 경우 전계의 세기가 높아져 미생물 플록 및 셀의 파괴 현상으로 인한 용존 COD의 증가 현상이 관찰되었으나, 전극 침지 면적이 큰 경우에 용존 COD는 큰 변화를 보이지 않았다. 그러나 T-P는 전극에서 용출된 알루미늄 이온과 침전하여 전기응집 후 크게 감소하였다. 전류밀도가 증가함에 따라 막 투과 플럭스가 증가하여 결과적으로 막오염 저항값 (Rc+Rf)은 감소하였다. 혐기성 소화액의 입자 크기는 전기응집 후에 약간 증가하였으나 입자크기 증가가 막오염 저감의 직접적인 원인은 아닌 것으로 나타났다. 전기응집으로 발생한 $AlPO_4$와 같은 무기성 부유 물질이 분리막 표면에서 dynamic membrane으로 작용하여 막오염을 저감시킨 것으로 나타났다.

우라늄 제거를 위한 실험실 규모 동전기 장치의 개선 방안 (Improvement of Pilot-scale Electrokinetic Remediation Technology for Uranium Removal)

  • 박혜민;김계남;김승수;김완석;박욱량;문제권
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.77-83
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    • 2013
  • 방사능 오염 토양 복원을 위해 실험실 규모의 동전기 복원장치를 제작하여 가동 하던 중 토양 내 존재하던 금속이온의 용출로 금속 산화물이 발생하여 음극의 전류 흐름을 차단하는 문제가 발생하였다. 전류의 차단으로 토양 내 우라늄 제거 능력이 상실되어 이러한 문제를 해결하는 해결 방안을 모색하여 개선된 동전기 복원 장치를 제작하였다. 개선된 실험실 규모 동전기 복원 장치를 이용하여 토양복원 실험을 25 일간 수행 하였을 때 우라늄 잔류 농도는 0.81 Bq/g으로 약 96.8%의 제거 효율을 보였으며, 초기 우라늄 농도 50 Bq/g 일 때 우라늄 규제 해제 농도인 1 Bq/g 이하로 제거 되기 까지는 34 일의 복원 기간이 필요하고, 초기 우라늄 농도 75 Bq/g, 100 Bq/g 일 때 각 42 일, 49 일이 필요한 것으로 나타났다.

개불의 체벽으로부터 i-type 라이소자임의 정제 (Isolation of an Invertebrate-type Lysozyme from the Body Wall of Spoon Worm, Urechis unicinctus)

  • 오혜영;박남규
    • 생명과학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.300-306
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    • 2018
  • 라이소자임은 선천성 면역 물질로 개불을 포함하는 여러 무척추동물의 병원균에 대한 방어에 주요하게 작용한다. 본 논문은 개불(Urechis unicinctus)의 체벽 조직 추출물로부터 무척추형 라이소자임의 정제와 그 특성에 관한 분석을 기술하고 있다. 체벽 추출물은 우선적으로 Sep-Pak C18 cartridge를 사용하여 부분적으로 분리되었으며, 분리된 분획 중 60% 메탄올에 용출된 분획이 Bacillus subtilis KCTC 1021에서 강한 항균활성을 나타내었다. 그 후 여러 단계의 역상과 이온교환 고속액체크로마토그래피(High Performance Liquid Chromatography, HPLC)를 사용하여 항균성 물질이 정제되었으며, 분자량은 약 14 kDa이었다. 이 단백질의 일차서열은 LC-MS/MS를 통해 분석되었으며, 얻은 부분적 아미노산 서열을 NCBI BLAST를 통하여 분석해 본 결과, 이 항균성 물질은 다른 동물들로부터 동정된 무척추동물형 라이소자임(invertebrate-type lysozyme)의 서열과 유사도를 가지고 있어, 체벽으로부터 정제된 개불 라이소자임(Urechis unicinctus invertebrate-type lysozyme from body wall, Uu-iLysb)으로 명명하였다. 개불 라이소자임의 활성을 확인하기 위하여 항균활성 및 라이소자임 효소 활성실험을 진행한 결과, 개불 라이소자임이 항균활성과 라이소자임 효소활성 모두 강하게 가지고 있는 것을 확인하였다.

유비철석 입자 혼합 토양내 상추(Lactuca sativa L.)의 비소이온 흡수와 축적 (Uptake and Accumulation of Arsenate on Lettuce (Lactuca sativa L.) Grown in Soils Mixed with Various Rates of Arsenopyrite Gravel)

  • 심호영;이교석;이동성;전대성;신지수;김수빈;조진웅;정덕영
    • 한국작물학회지
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    • 제59권4호
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    • pp.532-538
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    • 2014
  • 비소 함유 골재를 토양개량제로 사용하였을 경우 광미에 포함된 유효태 또는 광물로 존재하는 비소가 용출되어 식물생육에 미치는 영향을 조사하기 위해 실험 한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 중세사에서 자갈크기의 유비철석 입자시료에서는 비소가 약 $95.28mg\;kg^{-1}$ 정도 함유된 있으나 밭토양 시료에서는 비소가 없는 것으로 조사되었다. 2. 상추 재배토양에 함유된 양을 기준으로 생물학적 이용가능 비소와 그리고 상추로 전이된 비소의 양의 비율을 비교한 결과 토양으로부터 생물학적 이용 가능 비소 형태로 전환된 비소의 비율은 최저 2.20%에서 최대 3.31%로 조사되었다. 3. 상대적 생물학적 이용가능 비소와 상추내 비소 지수는 정의 상관관계를 보이고 있는 반면 이의 비소 지수가 증가함에 따라 상추의 엽장, 엽폭, 엽수, 생체중과 건물중 모두 반비례로 감소하는 것으로 조사되었다. 4. 입자직경이 토양보다 큰 모래 또는 자갈크기의 비소를 포함한 자갈이 혼합량이 증가됨에 따라 식물가용수분 함량이 감소될 뿐만 아니라 상추가 자라는 동안 비소를 포함된 유비철석입자부터 비소가 토양내로 용존되어 작물체내로 전이기 증가되어 상추 엽장, 엽폭 엽수, 생체중, 그리고 건물중에 영향을 준 것으로 판단한다.

무기계 산업폐기물을 자극제로 이용한 비소성 시멘트의 수화반응 (Hydration Reaction of Non-Sintering Cement Using Inorganic Industrial Waste as Activator)

  • 문경주;이철웅;소승영;소양섭
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.267-274
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    • 2006
  • 시멘트 산업은 석회석, 점토, 석탄 및 전기를 다량 소모할 뿐만 아니라 지구 온난화 및 산성비의 주요 원인인 $CO_2,\;SO_3$, and NOX 등의 온실가스를 다량 배출하는 산업이기 때문에 향후 온실가스 감축은 시멘트 업계의 가장 큰 현안으로 등장할 것으로 예견된다. 교토의정서의 준수와 시멘트 수요의 증가를 동시에 충족시키기 위해서는 이산화탄소의 배출이 적거나 거의 없는 시멘트의 개발이 필요하다. 본 연구는 고로슬래그미분말에 폐인산석고 및 폐석회를 황산염 및 알칼리 자극제로 이용하여 비소성 시멘트를 제조하고 X선 회절분석, 전자현미경 분석, 열분석 및 pH분석을 통해 비소성 시멘트의 수화반응을 조사하였다. 실험 결과 비소성 시멘트의 주요 생성광물은 고로슬래그 미분말의 유리질 피막이 파괴되면서 알칼리 자극 및 황산염 자극을 받아 고로슬래그 내부에서 용출되는 이온이 인산석고와 반응하여 ettingite를 생성시키고 고로슬래그 중의 남은 성분은 서서히 C-S-H(I)계의 겔상 수화물을 형성함으로서 강도를 발현하며 이때 인산석고는 단순 자극작용 뿐만 아니라 GBFS와 반응하는 결합재 역할도 동시에 수행한다.

분자체 모델을 이용한 수종의 수산화칼슘 제재의 이온 용출에 관한 연구 (A STUDY OF IONIC DISSOCIATION ON VARIOUS CALCIUM HYDROXIDE PASTES USING MOLECULAR SIEVING MODEL)

  • 이경선;박광균;유윤정;이승종
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제27권6호
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    • pp.632-643
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    • 2002
  • The purpose of this study was two-fold. First was to evaluate whether the molecular sieving model was appropriate for ionic dissociation experiment. Second was to compare the dissociation of calcium and hydroxyl ions from five types of calcium hydroxide pastes (Pure calcium hydroxide paste, DT temporary $dressing^{\circledR},{\;}Metapaste^{\circledR},{\;}Chidopex^{\circledR},{\;}Metapex^{\circledR}$) in three vehicles (aqueous, viscous and oily) and the antibacterial effect. Each calcium hydroxide pastes was placed into 0.65ml tube with cap and then 15% polyacrylamide gel was placed onto calcium hydroxide pastes. After the gel was hardened, the tubes were filled with tridistilled water (pH 7.14) and closed with cap. The tubes were stored in $37^{\circ}C$ 100% incubator The pH reading and the concentration of calcium ions were taken at 1, 4, 7. 10, and 14 days. The brain heart infusion agar plates with S. mutans and A. actinomycetemcomitans were used far antibacterial activity test. Middle of agar plate was filled with the calcium hydroxide pastes. The plates were incubated at $37^{\circ}C$ and observations were made to detect the zones of inhibition. These data were evaluated statistically by use of the analysis of variance and duncan test. The results were as follows. 1. In fresh mixing state, the pH of five types of calcium hydroxide pastes were measured between 12.5 and 12.8. 2. The pH was increased in all five types of calcium hydroxide pastes compared with control group. In 14 days, Pure calcium hydroxide paste (11.45) and DT temporary $dressing^{\circledR}$ (11.33) showed highest pH, followed by $Metapaste^{\circledR}$ (9.49), $Chidopex^{\circledR}$ (8.37) and $Metapex^{\circledR}$ (7.59) 3. Calcium was higher in all five types of calcium hydroxide pastes compared with control group. In 14 days, Pure calcium hydroxide paste (137.29 mg%) and DT temporary $dressing^{\circledR}$ (124.6 mg%) showed highest value, followed by $Metapaste^{\circledR}$ (116.74 mg%), $Chidopex^{\circledR}$ (111.84 mg%) and $Metapex^{\circledR}$ (60.22 mg%). 4. The zones of bacterial inhibition were seen around all five types of calcium hydroxide pastes. $Chidopex^{\circledR}{\;}and{\;}Metapex^{\circledR}$ groups which include iodoform were observed significantly larger zone of inhibition in A. actinomycetemcomitans compared with the other calcium hydroxide groups (p<0.05) However, $Metapex^{\circledR}$ showed the least antibacterial effect on S. mutans compared with other groups (p<0.05). The molecular sieving model was found to be acceptable in dissociation experiment of hydroxyl and calcium ions when compared with the previous tooth model study. But this model was not appropriate for the antibacterial test.

작물의 산성비 내성 간역검정법 (A Simple Test for Evaluating Acid Rain Tolerance in Crops)

  • 이석순;김태주;김복진
    • 한국작물학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.77-85
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    • 1995
  • 벼, 옥수수, 보리, 밀, 콩, 팥, 배추, 무, 상추, 시금치, 고추, 토마토 등 12개 작물의 최근 성숙엽의 절편을 pH 3.0, 4.0, 5.0, 5.6의 인공산성비 용액에 1, 2, 3, 4시간 침지하여 침지용액의 pH 및 EC 변화와 침지 잎 절편의 변색정도를 조사하였다. 또 이 결과와 인공산성비에 대한 내성과의 상관관계와 침지용액의 pH 및 EC 변화와 잎에서 용출된 양이온과의 상관관계를 요약하면 다음과 같다 1. 잎 침지용액의 pH가 안정되고, 작물간 차이가 현저한 것은 pH 4.0 인공산성비 용액에 I~4시간 침지하였을 때이며, 침지용액의 pH는 용액의 Ca및 Mg 함량과 정의 상관이 있었으나 K 및 Na 함량과는 상관이 없었다. 2. 잎 침지용액의 EC가 안정되고, 작물간 차이가 현저한 것은 pH 5.0인공산성비 용액에 1∼4시간 침지하였을 때이며, 침지용액의 EC는 용액의 K, Ca, Mg 함량과 정의 상관이 있었으나 Na 함량과는 상관이 없었다. 3. 침지용 인공산성비의 pH가 3.0 이상일 때는 침지 후 4시간까지 엽색이 변하지 않았으며, pH 2.0에서는 작물과 침지시 간에 따라 엽색이 변하는 정도가 달랐다. 4. 포장에서 인공산성비에 의한 잎 피해정도와 잎 절편 침지용액의 pH와는 정의 상관이 있었으나 EC 및 잎 절편의 색깔 변화와는 상관이 없었다.

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대청호에서 CE-QUAL-W2 부영양화 모델의 검증 (Verification of CE-QUAL-W2 Eutrophication Model in Daecheong Reservoir)

  • 차윤철;정세웅;이흥수;오동근;고익환
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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    • pp.1698-1702
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    • 2009
  • 효과적인 저수지 수질관리를 위해서는 신뢰도 높은 수리 및 수질모델이 필요하며, 이러한 모델의 성능은 다양한 수문사상에 대하여 적용함으로써 검증할 수 있다. CE-QUAL-W2 모델(이후 W2)은 횡방향 평균 2차원 수리 수질 해석 모델로써 수체의 길이에 비해 폭이 상대적으로 좁고 수심이 깊은 우리나라 대부분의 저수지 지형에 적합한 모델이다. 본 연구의 목적은 기존 연구에서 가뭄년인 2001년과 평수년인 2004년 수문사상에 대하여 보정한 대청호 W2 부영양화모델을 최근 평수년인 2006년과 가뭄년인 2008년을 대상으로 검증하는데 있다. 모델의 검증은 물수지, 수온성층 구조 변화, 부영양화 해석에 중점을 두었으며, 실측자료와 모의결과의 적합성 비교 평가는 결정계수값$(R^2)$, AME(absolute mean error)와 RMSE(root mean square error)를 이용하였다. 저수지 물수지의 적합성을 검증하기 위하여 모의수위와 실측수위를 비교한 결과, $R^2$값이 2006년과 2008년에 각각 0.9945, 0.9972로 나타나 신뢰도가 높은 것으로 확인되었다. 계절별 성층구조 변화 모의 성능을 검증하기 위해 회남수역과 댐 앞 지점에서 수심별 수온의 모의값과 실측값을 비교하였다. 2006년의 경우 모델은 홍수기 동안 안정적으로 수온 성층현상을 모의하였으나, 댐 앞 지점에서 수온 약층이 형성된 구간에서 실측값과 다소 편차를 보였으며, 오차크기는 AME가 $0.561\sim2.088^{\circ}C$, RMSE는 $0.797\sim2.762^{\circ}C$범위였다. 반면, 가뭄년인 2008년에는 전 기간에 걸쳐 모두 안정적으로 저수지 수온 성층현상을 모의하였으며, 오차크기는 AME $0.413\sim1.162^{\circ}C$, RMSE $0.546\sim1.415^{\circ}C$ 범위였다. 조류의 생산성이 높은 표층에서 T-N, T-P 및 Chl-a 농도 모의결과를 장계교, 대정리, 회남대교, 댐 앞, 추동취수탑 및 문의취수탑에서 시계열로 실측값과 비교 검증한 결과, T-N과 T-P는 2006년과 2008년 모두 모든 비교 지점에서 모의값과 실측값의 시계열 변동이 매우 잘 일치하였으며, 홍수기 이외 기간에는 큰 변동 폭을 보이지 않았다. 그러나 기존 연구에서 확인된 바와 같이 7월 이후부터 T-P 모의값이 실측값을 과대 산정하는 경향을 보였는데, 그 원인은 산소 결핍상태에서 저니층에서 용출되는 철(Fe) 또는 망간(Mn)과 같은 이온 성분이 인과 흡착하여 침전되는 기작이 모의과정에 적절히 반영되지 않은 것이 원인으로 판단된다. 조류(Chl-a)농도의 경우, 2006년과 2008년에 모든 지점에서 모델은 조류의 발생과 시계열 변화를 적절히 모의하였으나, 2008년 1월부터 8월까지 댐 앞과 추동 및 문의취수탑에서는 모의값이 실측값을 과대 산정하는 경향을 보였다. 이는 해마다 그리고 계절별로 우점하는 조류 종이 상이한 반면, 모델에서는 이에 대한 매개변수를 적절히 고려하지 못한 것이 원인으로 판단된다.

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시멘트 혼입 폴리머와 에폭시수지를 복합한 수처리 콘크리트구조물용 방수방식재료의 성능평가에 관한 연구 (A study on the Properties of Composite Systems Using Polymer-Modified Mortar and Epoxy Resins for Waterproofing and Anti-Corrosion of Concrete Structures)

  • 배기선;장성주;오상근
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.3-10
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    • 2005
  • 콘크리트 구조물은 다양한 요인으로 인하여 골재노출, 탈락, 표면박리, 균열발생, 철근노출 및 부식, 강도저하, 염소이온침투, 공극률 증가, 팽창 및 수축 등과 같은 여러가지 열화현상이 나타나는 문제점을 가지고 있다. 특히 상$\cdot$하수도 시설을 포함한 수처리 구조물의 경우에는 일반적인 콘크리트 구조물보다 더욱 가혹한 환경에 노출되어있기 때문에 콘크리트의 열화는 더욱 심하다고 볼 수 있다. 본 연구는 시멘트 혼입 폴리머와 에폭시수지를 복합한 내균열성 방수$\cdot$방식재를 이용한 콘크리트구조물용 방수$\cdot$방식공법을 개발하여 실용화하는데 목적이 있다. 콘크리트구조물용 방수$\cdot$방식공법의 평가를 위하여 흡수 및 투수성, 부착성, 인장강도, 내잔갈림성, 내충격성, 냉온반복성능, 내화학성능, 음용수 용출성 등 방수$\cdot$방식재에 요구되는 성능을 평가하였다. 그 결과 KS의 규격에서 규정하는 성능기준을 모두 만족하는 것으로 나타났으며, 특히 부착성능이 우수한 것으로 확인되었다. 또한 본 탄성층을 보완한 방수$\cdot$방식공법의 적용에 의해서 최대 1.49mm까지의 균열에 대하여 저항성이 있는 것으로 평가되어 내균열성 측면에서 높은 성능을 확보하고 있는 것으로 평가되었다.