이 연구에서는 프리캐스트 콘크리트용으로 공장에서 생산되며 그 동안 국내에서 많이 사용되어온 음이온계 계면활성제의 일종인 나프탈렌 설폰산염계(Poly-Naphthalene Sulfonate Type) 혼화제와 국내 J사에서 개발된 조강형 폴리카본산계(Polycarboxilic Type) 혼화제인 WF2000의 성능을 평가하였다. 실험결과에 의하면, WF2000은 PNS계보다 20% 줄어든 사용량에도 제품이 가지고 있는 높은 감수율과 고온에서 콘크리트 응결의 촉진효과 및 우수한 분산작용으로 인하여 작업성의 개선되었으며 PHC 파일의 조기강도와 장기강도 발현에 유리하였다. 그리고 감수력과 유지력의 조절이 가능하여 원재료의 변동 및 환경조건의 변화에 적절한 대응이 가능한 혼화제로 하절기의 생산성과 작업성 저하 그리고 성형성 불량의 문제 및 동절기의 응결지연으로 인한 조기강도의 저하에 대한 문제 해결 등에 유리하였다.
RC(Reinforced Concrete) 부재는 인장영역에서 보강재가 하중을 지지해야 하므로, 철근부식은 내구성 뿐 아니라 안전성에서도 매우 중요하다. 본 연구에서는 최근 개발된 FRP Hybrid Bar와 일반 철근을 매립한 RC 보부재를 제작하였으며, ICM(Impressed Current Method)를 적용하여 철근부식을 촉진시켰다. 기존의 이론식인 Faraday 법칙을 이용하여 부식량을 평가하였으며, 일반설계강도를 가진 콘크리트 보부재에 대하여 휨시험을 수행하였다. 일반 철근에서는 부식량이 4.9~7.8% 수준으로 평가되었으며 이에 따른 휨 저항능력은 -25.4~-50.8% 수준으로 감소하였다. FRP Hybrid Bar를 매립한 RC 보에서는 부식과 휨 저항 감소가 평가되지 않았는데, 이는 에폭시 도료로 코팅된 철근의 우수한 내부식성에 기인한다. 촉진 부식실험에서는 FRP Hybrid Bar의 우수한 내부식성 및 부착성능을 확인하였는데, 실용화를 위해서는 장기적인 침지를 통한 내구성 평가가 필요하다고 판단된다.
사회기반시설물을 관리주체의 자산으로 인식하여 관리자뿐만 아니라 사용자 측면에서의 만족도에 대한 고려를 바탕으로 효율적으로 관리하고자하는 노력이 진행 중이다. 사회기반시설물의 자산관리체계 지원을 위하여 교량 자산관리 방안을 수립하였다. 교량 자산관리와 관련된 국내외 현황분석을 수행하고 교량 자산관리 절차를 제안하였다. 제안된 절차의 주요 기능을 정의하고 각 기능에 대한 정식화를 수행하였다. 교량의 서비스수준을 설정하고 정략적 평가를 위한 성능척도를 정의하였으며, LOS를 정식화하고 교량별 중요도에 따른 가중치를 고려하여 보다 실제적인 LOS의 평가가 가능하도록 하였다. 교량의 자산관리를 위한 장기 전략수립과 단기 계획수립 방법을 제안하고, 효율성지수를 도입하여 우선순위 산정을 위한 지표로 제시하였다. 또한 예산의 수립과 배정 문제를 순위최적화 문제로 정식화하여 자산관리 정책과 목표에 따라 다양한 의사결정을 지원할 수 있는 체계를 구축하였다.
본 연구에서는 순수형 보강토교대의 상부구조로 적용되는 슬래브교에 대한 적용성을 검토하고 보강토 교대의 외적/내적 안정성에 대해 검토하였다. 상부구조인 슬래브교의 연장은 10.0 m ~ 20.0 m, 두께는 0.7 m ~ 0.9 m를 대상으로 하여 구조해석을 수행하여 보강토교대의 교량받침에 작용되는 사하중과 활하중에 의한 반력을 산정하였다. 슬래브교는 연장 20.0m까지 순수형 보강토교대의 허용 접지압 200 kPa을 만족하였다. 순수형 보강토교대의 외적 안정성은 보강토체의 기하형상에 지배되기 때문에 상부구조의 하중에 의한 안전율 변화는 작은 것으로 나타났다. 지지력에 대한 안전율은 기초지반의 강성은 상수이지만 활동력인 상부구조의 하중은 증가되므로 감소되었다. 그리고 상부구조로 인해 보강토옹벽 상단에 작용하는 접지압이 200 kPa을 초과할 경우, 순수형 보강토교대에서는 전면벽체에 작용하는 수평토압이 과도하게 증가되어, 최상단 보강재에서 내적안정성인 인발과 파단에서 허용안전율을 만족하지 못하였다. 순수형 보강토교대의 효율적 설계 및 성능 확보를 위해서는 보강토체 상단에 배치된 보강재의 인발저항력과 장기허용인장력을 증가시키는 것이 필요한 것으로 분석된다.
본 연구에서는 콘크리트 구조물의 누수 균열 보수에 사용되는 재료에 대한 품질관리 방안으로 선행연구에 이어 후속 연구로 "온도 안정성 시험방법"을 제안하였다. 제안된 시험방법을 이용하여 5계열의 15 종류, 총 45개의 시험편을 대상으로 성능 평가한 결과 온도 안정성 시험에서는 저온($-20^{\circ}C$), 고온($60^{\circ}C$)의 다소 가혹 조건의 온도에서 얼었다 녹았다가 반복되면서 흘러내림, 체적변화, 색의 변화 등 다양한 재료 변화가 나타났고, 이에 대한 누수 여부 판별을 위하여 투수 시험한 결과 약 29%인 13개의 시료는 누수 되지 않았고, 약 71%인 32개 시료에서 누수되는 결과가 확인되었다. 이러한 결과는 현재 콘크리트 구조물의 유지보수에 사용되는 누수보수재료에 대한 온도 환경이 고려된 품질관리 기준 설정에 대한 필요성을 충분히 인식 할 수 있었으며, 콘크리트 구조물의 장기 내구성 확보를 위한 본 시험 방법인 "온도 안정성 시험방법"에 대한 표준적인 시험방법으로서의 활용 가능성을 확인하였다.
우리나라 남서해안의 조차는 지역에 따라 3~8m까지 발생하며 이 지역의 풍력기초들은 조류의 다양한 흐름에 의한 세굴로 전체 구조물에 예상치 못한 진동에 의한 장기적인 불안정성이 야기될 수 있다. 본 연구에서는 흐름방향을 고려할 수 있도록 개선된 관수로식 수리저항성능 실험기를 이용하여 압밀압력과 흐름방향의 변화가 지반의 수리저항성능에 미치는 영향을 검토하였다. 실험결과 양방향 흐름에 노출된 시료의 세굴률이 일방향 흐름에서보다 크며, 한계전단응력은 감소하여 세굴에 더욱 취약해지는 것으로 나타났다. 또한 압밀압력이 증가함에 따라 세립질 토사의 한계전단응력과 같은 수리저항특성은 증가하여 세굴에 대한 저항성이 증가하나 조립토의 수리저항 성능은 크게 변화하지 않았다. 지반공학적 특성과 수리저항특성의 상관관계를 검토한 결과, 비배수전단강도는 한계전단응력과 비례관계이며 세립토 및 조립토의 흙 분류와 관계없이 하나의 상관관계로 효과적으로 한계전단응력을 예측할 수 있는 것으로 나타났으며 전단파 속도는 한계전단응력과 비례관계에 있으며 조립토와 세립토의 영역에 따라 비교적 명확히 구분되었다.
본 연구는 수소 경제 사회에서 누출·농축 수소에 대한 안전성 확보를 위해 Pd/TiO2 촉매를 허니컴 형태로 코팅하여 그 성능을 평가하였다. 열원에 노출되지 않는 액상환원법을 기반으로 촉매를 제조하였으며, 2~4 nm의 매우 작은 활성입자로 존재함을 H2-chemisorption 분석을 통해 확인하였다. 또한 환원반응온도가 증가할수록 metal dispersion 감소 및 활성입자 크기가 증가함을 확인하였으며, 활성금속 입자 크기와 수소 산화 성능은 비례관계에 있음에 따라 수소 산화 성능 감소결과와 일치함을 확인하였다. 제조된 촉매를 실 공정에 적용할 수 있도록 허니컴 형태의 지지체에 코팅하였을 때, AS-40 바인더를 20 wt%이상 코팅하였을 때 저농도 수소 조건에서 90% 이상의 산화 성능을 관찰하였다. 이는 촉매의 부착강도를 증진시키고 촉매 탈리를 방지하여 장기적인 촉매 활성을 기대할 수 있음을 SEM 분석을 통해 확인하였다. 본 연구를 통해 가스화 등과 같은 유기물 자원화를 통해 수소 생산 및 수소 인프라 구축 사회에서 안전성을 확보할 수 있는 기초연구로, 추후 예측하지 못한 안전사고를 대응할 수 있는 시스템으로써 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
항원제시세포(APC)와 보조T세포 간의 협력작용에 의하여 활성화된 작동세포(NK세포, CTL, K세포, 대식세포, 과립구 등)의 종양세포, 이식장기 및 세포내기생세균에 감염된 각종 세포에 대한 세포독성작용은 생체방어를 위한 중요한 세포성면역기전이다. 지난 몇 년간 세포성면역기전에 관한 많은 연구에도 불구하고 T림파구매개성 세포독성작용의 면역생물학적기전은 확실히 밝혀있지 않다. 지금까지 알려진 중요한 연구내용을 요약하면 다음과 같다. 1. 세포독성작용을 나타내는 작동세포로는 NK세포, CTL, K세포, 대식세포/단핵구 및 과립구가 있다. 2. T세포의 세포표면항원분자군(CD)으로는 $CD_{2},\;CD_{3},\;CD_{4}[Ly_{3}T_{4}],\;CD_{5}[=Ly_{1}],\;CD_{7},\;CD_{8}[Ly_{2,3}]$가 있으며 $CD_{4}$는 보조Ttpvhdml 특이마커이고 $CD_{8}$는 세포독성 T세포 및 억압T세포의 특이마커이다. 주요 T세포수용체(TCR)는 $CD_{4}$ 또는 $CD_{8}$ 분자와 가까이 연합된 이향체($TCR-{\alpha}{\beta}/TCR-{\gamma}{\delta}$이며 보조 T세포 $CD_{4}$(마우스 $L_{3}T_{4}$)는 수용체와 연합되어 있는반면 억압 T세포 $CD_{8}(Ly+_{2,3})$는 항원수용체와 연합되어 있다. 3. T세포는 Ti-$CD_{3}$(항원/MHC) 복합체를 통한 '항원가교'에 의한 자극(항원인식)과 $CD_{2}$를 통한 비특이경로에 의하여 활성화(분화증식)된다. 비특이경로를 통한 활성경로에서 T세포($CD_{4}$ 및 $CD_{8}$)가 활성화되기 위하여는 보조T세포가 생산하는 IL-2을 요구하며 IL-2의 자극으로 분화증식된 $CD_{8}$는 세포독성능을 나타내지만 $CD_{4}^{+}$는 여전히 세포독성능을 나타내지 못한다. 4. 보조T세포는 class II MHC분자와 연합된 항원을 식별하는 반면 세포독성T세포는 class I MHC 분자와 연합된 항원을 식별한다. 5. 림파구 매개성 세포독성은 접촉(conjugati-on), 탈분극(depolarization), 용해계획(progra-mming), 용해(lysis) 및 재순환(recycling)의 단계를 거쳐 진행된다. 6. 표적세포살해매체로는 perforin / PFP / cy-tolysin, lymphopores, lymphotoxins, protone, cytolytic enzymes가 알려졌으며 세포독성작용은 이들 이외에도 여러 가지 매체를 통한 복합작용으로 추정된다. 7. CTL 매개성 표적세포의 주요 대사변화는 actomyocin ATPase의 증가, phosphocreatine과 ATPase의 소모, ATP 의존성 $Na^{+}/K^{+}$ 펌프작용의 중지, ATP 의존성 $Ca^{2+}$ 유출감소 및 세포내 축적이 관찰된다. 8. $Ca^{2+}$의 축적으로 세포막 교질 침투손상을 주어 수분의 유입을 증가시킴으로써 수포형성, 핵붕괴, 사립체팽화 및 정상세포 구조상실(Zeiosis)이 있다. 결론적으로 CTL 매개성 세포독성작용은 PFP, LT, TNF, 유사 TNF / LT 및 기타 매체를 통한 복합작용이며 세포살해기전은 지속적 대사소모와 정형적 세포구조(핵 및 세포질)의 파괴에 의한 것이다.
플라이애시가 시멘트의 대체재로 사용되면서 플라이애시는 콘크리트의 특성변화에 중요한 역할을 하고 있다. 본 연구에서는 보통 콘크리트와 플라이애시를 혼입한 콘크리트의 철근부식에 대한 저항성을 평가하였다. 부식속도가 가장 빠른 간만대 환경을 모사한 최적 건습반복시험방법을 찾고 해양환경폭로시험장의 간만대에 장기간 노출된 시편의 철근부식모니터링 시험결과와의 비교를 통해 FA 혼입에 따른 OPC 대비 부식 지연비를 도출하였다. 반전지전위법에 의한 부식 모니터링 결과 인공해수에 3일간 침지 후 4일간 건조의 반복 조건보다는 염수를 시편 상부에 침지시켜 염수 및 산소의 공급이 계속되는 염수 ponding 시험법이 부식을 촉진시키는 것으로 나타났다. 모든 시험법에서 OPC에 비해 FA의 철근 부식이 지연되었다. FA의 철근부식 지연비율은 재령이 증가할수록 증가하였으며 OPC 대비 최대 27%까지 철근부식이 지연되었다. 그 결과 플라이애시 콘크리트는 재령이 증가할수록 철근부식 저항성능이 향상됨을 알 수 있었다.
최근 국내 기술로 기존의 PS 강연선보다 인장강도가 크게 증가한 2400 MPa급 고강도 강연선이 세계 최초로 개발되었다. KS D 7002는 2011년 고강도 강연선을 반영하는 개정을 통하여 고강도 강연선의 실용화를 뒷받침하였다. 그러나 고강도 강연선의 역학적 특성과 구조물 적용시 실제 성능에 대한 논의와 검증이 아직 미비한 실정이고 고강도 강연선의 적용을 위한 설계기준의 개정 여부 역시 자세한 검토가 이루어지지 않았다. 고강도 강연선의 실용화를 위해서는 이러한 성능 검증과 설계기준 검토가 우선 수행될 필요가 있다. 이 연구에서는 휨성능 검증 실험에 앞서 단면해석을 통해 휨거동을 예측하였으며 해석 결과를 바탕으로 국내외 설계기준을 비교 검토하였다. 또한 고강도 강연선의 적용에 따른 현 설계기준의 개정 필요성을 논의하였다. 휨거동 측면에서 집중적으로 논의된 부분은 강연선의 응력 추정이었으며 이와 관련하여 강연선의 항복점 정의방법, 고강도 강연선의 장기 손실, 부재 파괴시 강연선 응력 추정식, 부재 연성파괴를 보장하기 위한 인장지배변형률 한계를 논의하였다. 논의 결과 일부 개정 필요성이 제기되었으며 이에 대한 추가의 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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