• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제22권11호
• /
• pp.1568-1574
• /
• 2012

Microbiological calcium carbonate precipitation (MCCP) has been investigated for its ability to improve the durability of cement mortar. However, very few strains have been applied to crack remediation and strengthening of cementitious materials. In this study, we report the biodeposition of Bacillus subtilis 168 and its ability to enhance the durability of cement material. B. subtilis 168 was applied to the surface of cement specimens. The results showed a new layer of deposited organic-inorganic composites on the surface of the cement paste. In addition, the water permeability of the cement paste treated with B. subtilis 168 was lower than that of non-treated specimens. Furthermore, artificial cracks in the cement paste were completely remediated by the biodeposition of B. subtilis 168. The compressive strength of cement mortar treated with B. subtilis 168 increased by about 19.5% when compared with samples completed with only B4 medium. Taken together, these findings suggest that the biodeposition of B. subtilis 168 could be used as a sealing and coating agent to improve the strength and water resistance of concrete. This is the first paper to report the application of Bacillus subtilis 168 for its ability to improve the durability of cement mortar through calcium carbonate precipitation.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제22권7호
• /
• pp.1015-1020
• /
• 2012

Antifungal cement mortar or microbiological calcium carbonate precipitation on cement surface has been investigated as functional concrete research. However, these research concepts have never been fused with each other. In this study, we introduced the antifungal calcite-forming bacteria (CFB) Bacillus aryabhattai KNUC205, isolated from an urban tunnel (Daegu, South Korea). The major fungal deteriogens in urban tunnel, Cladosporium sphaerospermum KNUC253, was used as a sensitive fungal strain. B. aryabhattai KNUC205 showed $CaCO_3$ precipitation on B4 medium. Cracked cement mortar pastes were made and neutralized by modified methods. Subsequently, the mixture of B. aryabhattai KNUC205, conidiospore of C. sphaerospermum KNUC253, and B4 agar was applied to cement cracks and incubated at $18^{\circ}C$ for 16 days. B. aryabhattai KNUC205 showed fungal growth inhibition against C. sphaerospermum. Furthermore, B. aryabhattai KNUC205 showed crack remediation ability and water permeability reduction of cement mortar pastes. Taken together, these results suggest that the $CaCO_3$ precipitation and antifungal properties of B. aryabhattai KNUC205 could be used as an effective sealing or coating material that can also prevent deteriorative fungal growth. This study is the first application and evaluation research that incorporates calcite formation with antifungal capabilities of microorganisms for an environment-friendly and more effective protection of cement materials. In this research, the conception of microbial construction materials was expanded.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권4호
• /
• pp.791-799
• /
• 2015

본 연구는 수중 구조물의 수명과 조류의 성장이 관계가 있다는 연구결과에 근거하여 조류의 이상증식 억제가 구조물에 영향을 미칠 수 있다는 것에 초점을 맞추었다. 따라서 본 연구는 조류의 활용을 극대화시키면서 조류로 인한 문제점을 억제할 수 있도록 조류의 생장을 억제할 수 있는 기능성 모르타르 개발을 목적으로 하였다. 조류의 생장을 억제하기 위한 방법으로 금속 ion(Hg+, Ag+, Cu2+, Au+ 등)은 조류의 생장을 억제하는 물질로 오래전부터 사용되어져왔다. 이에 착안하여 수중에 용출되었을 때 유효한 금속 ion의 상태로 장시간에 걸쳐 안정한 수용성 유리를 사용하여 조류의 생장을 억제할 수 있는 기능성 모르타르 시편을 제작하였다. 제작된 모르타르 시편은 시편의 억제 기능성을 평가하기 위해 해수와 담수에 생장하는 일반적인 조류를 배양시킬 수 있는 배지를 각각 제작한 다음 개발된 모르타르 시편을 투입한 후 일정기간이 지난 뒤 배지에 잔류하는 조류의 양을 측정함으로써 개발된 모르타르 기능성을 판단하였다. 조류의 양을 측정하기 위하여 사용된 분석은 용존 유기탄소(dissolved organic carbon)의 양과 엽록소(chlorophyll)의 양을 측정하는 두 가지 분석 결과를 이용하였으며 분석을 통해 나온 결과는 개발된 시편의 조류 억제 기능성에 대하여 정성적인 평가를 하였다. 즉, 용존 유기탄소의 양이 증가하고 엽록소의 양이 감소하면 조류에 대한 생장 억제성이 있는 것으로 판단하였다. 두 가지 분석 결과, 해수와 담수 모두 조류 생장 억제용 모르타르는 억제 기능성이 나타나고 있었다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제16권5호
• /
• pp.13-18
• /
• 2007

폐콘크리트를 재활용하기 위하여 파쇄과정과 입도조절과정을 거쳐서 생산된 재생골재에는 모르타르나 시멘트페이스트가 많이 부착되어 있어 밀도가 낮고 흡수율이 높아 구조용 골재로 사용할 수 없는 실정이다. 그러나 생산된 재생골재 내에는 많은 양의 콘크리트용 재생골재가 포함되어 있으며 이들을 비중선별방법 중 중액선별을 통해 선별하여 콘크리트용 1종 재생골재를 약 45%정도를 생산할 수 있었다.

• 교육시설 논문지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.35-43
• /
• 2013

Some results of experimental investigation conducted to assess the effect of cement composite strength and ductility on the shear behavior and crack-damage mitigation of stud connections between existing reinforced concrete frame in school buildings and seismic strengthening elements from cyclically direct shear tests are described. The cement composite strengths include 50 for medium strength and 70 MPa for high strength. Two types of cement composites, strain-hardening cement composite (SHCC) and non-shrinkage mortar, are used for stud shear connection specimens. The special SHCCs are reinforced with hybrid 0.2% polyethylene (PE) and 1.3% polyvinyl alcohol (PVA) fibers at the volume fraction and exhibits tensile strain capacity ranging from 0.2 to 0.5%. Test result indicates that SHCC improves the seismic performance and crack-damage mitigation of stud shear connections compared with stud connections with non-shrinkage mortar. However, the performance enhancement in SHCC stud connections with transverse and longitudinal reinforcements is less notable for those without additional reinforcement.

• 자원리싸이클링
• /
• 제15권2호
• /
• pp.24-31
• /
• 2006

폐콘크리트 파쇄시 발생하는 재생잔골재의 품질을 검토하였으며, 재생잔골재를 활용한 모르타르의 압축강도, 휨강도 및 흡수율을 검토하였다. 또한, 프리캐스트 콘크리트 제품용 골재로서의 적용성에 대하여 평가하였다. 재생잔골재의 밀도 및 흡수율은 각각 $2.31\;g/cm^3$ 및 8.07%로 KS F 2573의 2종에 해당되는 품질이었다. 혼합시멘트 MRS1, MRS2 및 MRS3 사용 모르타르의 재령 28일 압축강도는 물-시멘트비 35%, 양생온도 $40^{\circ}C$의 조건에서 각각 15.8, 27.4 및 48.7MPa로 최대값을 발현하였다. 모르타르의 최대휨강도는 혼합시멘트 MRS1 및 MRS2 사용시 물-시멘트비 35.0%, 양생온도 $40^{\circ}C$, 혼합시멘트 MRS3사용시 물-시멘트비 37.5%, 양생온도 $40^{\circ}C$의 조건에서 발현하였다. 혼합시멘트 MRS1, MRS2 및 MRS3를 사용한 모르타르의 흡수율의 범위는 각각 $8.3{\sim}7.3%,\;6.5{\sim}8.5%$ 및 $3.5{\sim}6%$의 범위로 나타났다. 그러므로 혼합시멘트와 재생잔골재의 비율을 적절히 조절함으로써 MRS1는 저강도용, MRS2는 보통강도용, MRS3는 고강도용으로 다양한 프리캐스트 콘크리트 제품에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경복원기술학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.57-68
• /
• 2010

The purpose of this study is to analyze the characteristics of environment-friendliness of waterproof materials based on comprehensive experiments on waterproofness in terms of coefficients of permeability, harmfulness of waterproof materials and fish toxicity of Oryzias latipes mortality to verify eco-toxicity of each method of construction and waterproof material, which are to be applied by taking eco-toxicity into account when building ecological flows in upper areas on natural and artificial grounds. As a result, the following conclusions have been reached in this study: 1. In regard of the harmfulness analyzed, each material showed a different result of analytical value in each lab tank. Compared to input water, pH, COD, SS, T-P, and T-N values increased a little, but DO value decreased. The value of turbidity analyzed independent of the water quality standard of aquatic ecosystem set forth by the Ministry of Environment increased a little compared to the value in input water. 2. In the experiment of fish toxicity, compacted quicklime, cement fluid waterproof material, cement mortar waterproof material and bentonite powder were found to have 100% of fish mortality, respectively, and membrane waterproof material showed 83.3% of mortality, indicating strong fish toxicity. Improved asphalt sheet (63.3%) and synthetic rubber sheet (53.3%) were analyzed to have medium fish toxicity, while bentonite sheet (6.7%), Hwang-toh (6.7%) and clay (3.3%) showed relatively lower mortality and fish toxicity. 3. Regarding the analysis on waterproofness in terms of the coefficient of permeability of each waterproof material, improved asphalt sheet, synthetic rubber sheet, membrane waterproof material, cement fluid and mortar waterproof material and bentonite sheet were found impervious in case no leakage takes place in construction. Bentonite powder was found practically impervious based on the analytical results from the experiment done in compliance with weight ratios. So were the clay and Hwang-toh from the experimental results. To sum up such results as found in the experiment mentioned so far, the values of harmfulness and waterproofness analyzed were different in each lab tank, but there was absolutely little correlation with the mortality gained from the experiment on fish toxicity. In the experiment of fish toxicity, environment-friendly waterproof materials were analyzed, and it was found that clay, Hwang-toh and bentonite sheet are highly environment-friendly. In contrast, synthetic rubber and improved asphalt sheets were found to have medium-level environment-friendliness. Also, membrane water-proof materials, compacted quicklime, cement fluid and mortar waterproof material and bentonite powder were analyzed to have low environment-friendliness.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.10-19
• /
• 2013

최근, 프리캐스트를 통한 모듈화에 대한 관심으로 인해 교량 및 빌딩 뿐만 아니라, 원전구조물, LNG 가스탱크, 중소형 강합성 구조물 등 특수구조물에도 프리캐스트 모듈화에 대한 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 프리캐스트 제작의 시공 및 작업성, 원활한 자재의 조달할 수 있는 방법으로 페로시멘트 (ferrocement)를 바탕으로 한 스틸메쉬로 보강된 모르타르 프리캐스트 패널을 제작하였다. 모르타르는 고강도 및 고유동성을 지니도록 실리카퓸과 고로슬래그의 배합율에 대한 변수연구를 통해 최적의 배합을 선정하였으며, $1,200{\times}600{\times}150mm$의 패널을 제작하여 스틸메쉬로 보강한 모르타르 시편과 일반 철근콘크리트 시편을 보강비 2%와 4%로 각각 제작하였다. 제작된 스틸메쉬로 보강한 모르타르의 프리캐스트 모듈화의 적용 가능성을 판단하기 위하여 기본적인 재료물성실험과 자유건조수축실험을 수행하였으며, 선하중으로 하중을 재하하여 3점 휨 시험으로 스틸메쉬로 보강한 모르타르의 구조성능을 검토하였다. 실험결과를 통해, 스틸메쉬로 보강된 모르타르 프리캐스트 패널은 높은 휨성능 및 연성효과가 있으나, 4%로 보강된 스틸메쉬 모르타르 프리캐스트 패널은 전단보강에 대한 고려가 필요하다고 판단되며, 이에 대한 조치가 이루어진다면 프리캐스트 모듈화 부재로 적용이 가능하다고 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.102-106
• /
• 2007

선박 제조에 사용되고 있는 FRP(Fiber-reinforced plastic)를 재활용하기 위한 노력이 지속되고 있는 가운데 보다 친환경적이며 가치를 재창출할 수 있는 방법들이 연구되고 있다. 본 연구진들은 선박용 FRP에 쓰이는 유리섬유의 구조가 그 짜임새의 형태에 따라 로빙층과 매트층으로 구분된다는 사실에 착안하여 FRP를 분쇄하지 않고 층을 분리할 수 있었다. 그 중 로빙층을 적절한 크기로 잘라 장섬유(약 50 mm, 이후 'F섬유')를 만들었다. F섬유의 인장강도 증가와 화학적 내식성 증가는 잔재하는 수지(전체 섬유의 무게비 25% 정도)의 영향인 것으로 보인다. 본 연구에서는 F 섬유의 재활용의 한 방법으로 섬유강화 모르타르를 제조한 결과 2%(v/v)의 F섬유를 포함한 모르타르는 28일 양생 후 휨 강도가 34.6% 증가함을 보였다. 수입 합성섬유 P-54를 사용한 모르타르와 유사한 정도의 휨 강도를 얻을 수 있었다. 이는 F섬유가 골재로 사용이 가능하며 수입품을 대체할 수 있음을 의미한다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.305-313
• /
• 2001

본 연구에서는 콘크리트 열전도율의 영향인자에 대하여 TLPP원리를 응용한 QTM-D3 장비를 이용하여 실험을 실시하였고, 이들 실험결과를 이용하여 콘크리트의 열전도율을 예측하는 모델식을 제안하였다. 본 연구를 통하여 얻은 결론은 다음과 같다. 콘크리트, 모르타르 및 페이스트의 열전도율에 미치는 주요 영향인자를 구명하기 위해 본 연구에서 선택된 실험변수는 재령, 골재 함유량, 시멘트 함유량, 결합재 종류, 잔골재율, 시편의 온도 및 함수상태로 총 7가지이다. 이중에서 골재 함유량과 함수상태가 콘크리트 열전도율의 주요 영향인자임을 알 수 있었다. 그리고 시멘트 사용량이 많은 페이스트나 모르타르의 경우 시멘트 함유량이나 결합재 종류에 의해서도 열전도율이 영향을 받고 있다. 그러나 재령은 콘크리트의 열전도율에 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 콘크리트 열전도율에 주요 영향인자인 골재 함유량, 잔골재율, 시편의 온도 및 함수상태를 이용하여 콘크리트의 열전도율을 계산할 수 있는 모델식을 제안하였다.