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고로슬래그와 극한미생물을 이용한 모래의 고결화 연구 (A Study on Cementation of Sand Using Blast Furnace Slag and Extreme Microorganism)

  • 박성식;최선규;남인현
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.93-101
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    • 2014
  • 본 논문에서는 자원 재활용을 위해 시멘트를 전혀 사용하지 않고 잠재 수경성을 지닌 고로슬래그와 알칼리 활성화제를 이용하여 모래를 고결시키는 연구를 수행하였다. 기존 수산화칼슘이나 수산화나트륨과 같은 화학적 알칼리 활성화제뿐 아니라 pH 10 이상에서 생존하는 극한미생물을 화학적 알칼리 활성화제에 혼합한 미생물 알칼리 활성화제를 개발하여 흙의 고결 가능성을 평가하였다. 낙동강모래에 고로슬래그의 함유량을 네 종류(4, 8, 12, 16%)로 달리하면서 화학적 또는 미생물 알칼리 활성화제를 혼합하여 공시체를 제작한 다음 7일 동안 대기중 양생시킨 후 일축압축시험을 실시하였다. 알칼리 활성화제의 종류에 관계없이 고로슬래그의 함유량이 4%에서 16%로 증가함에 따라 건조밀도가 증가하면서 일축압축강도는 평균 178kPa에서 2,435kPa까지 증가하였다. 화학적 알칼리 활성화제를 사용한 경우, 수산화칼슘이 포함된 공시체의 일축압축강도가 수산화나트륨을 사용한 경우보다 5-54% 정도 높게 나타났다. 한편 본 연구에서 개발한 미생물 알칼리 활성화제를 사용한 경우, 수산화칼슘 성분이 포함된 공시체의 경우에는 화학적 알칼리 활성화제보다 일축압축강도가 11-60% 감소하였으나, 수산화나트륨이 포함된 경우에는 일축압축강도가 19-121% 증가하였다. 고결된 공시체에서 C-S-H 화합물이 생성되었으며, SEM분석에서 고로슬래그 함유량이 증가할수록 수화물의 양도 증가하였다.

CSG 공법적용을 위한 배합설계기법 (Mix design of CSG method)

  • 김기영;전제성;조성은;이종욱
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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    • pp.293-301
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    • 2005
  • The CSG(Cemented Sand and Gravel) method is construction technique using as raw materials earth and gravel generated from a local construction site, mixing them with cement and rolling with vibration rollers. Recently, The use of this method for cofferdam and large dam is gradually increasing in Japan. The purpose of an CSG mix design is to develop project specific properties to meet the structure design requirements. But uniform mix design of CSG method has not yet been established. The experience of practitioners from the geotechnical and concrete disciplines has given rise to two genernal approaches to mix design for CSG. This paper reports the concept of how to set the mix design according to modified Proctor compaction test process and the test results on properties such as compaction, compressive strength and modulus of elasticity that obtained by unconfined compression test.

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내장형 실린더를 이용한 시멘트 고결토의 인장시험 방법에 관한 연구 (Study on the Direct Tensile Test for Cemented Soils Using a Built-In Cylinder)

  • 박성식;이준우
    • 대한토목학회논문집
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    • 제34권5호
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    • pp.1505-1516
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    • 2014
  • 본 연구에서는 시멘트 고결토 내에 실린더를 내장시킨 다음 유압으로 공시체 내부에서 인장력을 가하여 공시체를 직접 파괴시키는 직접인장시험 방법에 대한 연구를 수행하였다. 또한 기존 아령모양의 공시체를 이용한 직접인장시험과 대표적인 간접인장시험인 쪼갬인장시험을 실시하여 인장시험 방법에 따른 차이를 비교하였다. 인장시험용 공시체는 모래/시멘트비를 3:1 또는 1:1로 제작한 다음 7일 및 28일 동안 대기중 양생하였으며, 동일한 경우에 대해 10개의 공시체를 실험하여 평균값을 비교하였다. 한편 일축압축시험도 실시하여 일축압축강도와 인장강도의 비를 분석하였다. 내장형 실린더를 이용한 직접인장시험으로부터 얻은 인장강도는 아령모양 공시체를 이용한 직접인장시험으로부터 얻은 값보다 다소 높은 인장강도를 보였지만, 아령모양 공시체를 이용한 시험방법은 공시체 제작이 불편하고 시험 중 변곡부에서 파괴되는 경우가 자주 발생하였다. 탄성파괴를 일으키는 콘크리트나 암석에 적용하는 쪼갬인장시험방법으로 부터 얻은 인장강도는 표준편차가 가장 컸을 뿐 아니라, 시멘트 고결토와 같이 강도가 상대적으로 약해 탄소성파괴를 일으키는 재료에는 적용하기 어려웠다.

고결모래의 강도특성에 대한 영향요인 분석 (Analysis of Influencing Factors on Strength Characteristics of Cemented Sand)

  • 이문주;최성근;추현욱;조용순;이우진
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권12호
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    • pp.75-82
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    • 2007
  • 본 연구에서는 고결시 상재구속압(${\sigma_{sit}}'$), 상대밀도, 그리고 입자특성이 고결모래의 점착력과 고결결합 파괴구속압(${p_i}'_{(BP)}$)에 미치는 영향을 검토하기 위하여 400kPa 까지의 구속압으로 압밀된 고결모래에 대한 배수전단시험을 실시하였다. 시험결과 동일 상대밀도와 석고함유율로 고결된 모래의 점착력과 ${p_i}'_{(BP)}$${\sigma_{sit}}'$에 관계없이 동일하게 결정되어, ${\sigma_{sit}}'$이 고결모래의 강도특성에 미치는 영향은 상대적으로 적은 것으로 나타났다. 반면, 상대밀도나 고결정도가 증가할수록 고결모래의 점착력과 ${p_i}'_{(BP)}$는 증가하였으며, 상대밀도가 점착력에 미치는 영향보다 ${p_i}'_{(BP)}$에 미치는 영향이 더 큰 것으로 나타났다. 또한 입자특성이 다른 세 종류의 모래시료에 대한 결과를 분석한 결과, 시료 입경이 작을수록 입자사이의 접촉점이 증가하여 점착력과 ${p_i}'_{(BP)}$가 크게 결정되었다.

제주연안 퇴적층의 고결 평가 (Evaluation of Cementation Effect of Jeju Coastal Sediments)

  • 이문주;김재정;심재범;임채근;이우진
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제25권11호
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    • pp.105-115
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    • 2009
  • 본 연구에서는 제주특별자치도 강정항 인근 해역에서 채취한 해사의 기본특성을 분석하고, 실내 챔버시험으로부터 미고결 제주해사의 콘선단저항-상대밀도-연직구속압의 관계를 결정하였다. 또한 현장 표준관입시험, 콘관입시험, Suspension-PS 검층을 수행하여 제주인근 해역 퇴적층의 고결가능성을 평가하였다. 시험결과, 제주해사는 입자의 각진 정도가 크고 입자표면과 내부에 공극이 발달하여 최대, 최소간극비가 큰 탄산염 모래의 특성을 가지고 있었으며, 큰 압축성을 가진 규산염 모래와 유사한 콘선단저항 분포를 나타내었다. 그러나 미고결 제주해사의 $q_c-D_R-{\sigma}_v'$ 관계는 제주인근 해역 퇴적층의 상대밀도를 과대평가하였다. 관입시험(CPT, SPT) 결과와 Suspension-PS 시험에 의한 미소변형전단탄성계수를 비교한 결과, 제주인근 해역의 퇴적층은 고결 가능성이 매우 높은 것으로 확인되었다.

시험시공 및 현장시험을 통한 C.S.G 공법의 적용성 검토 (Application study of C.S.G method by the test construction and field test)

  • 김기영;박한규;조성은;전제성
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.61-68
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    • 2006
  • Cemented Sand and Gravel(CSG) is a material made by simple mixing of rock-based raw materials such as excavated soil and riverbed gravel together with cement and water. The use of CSG methodl for cofferdam and large dam is gradually increasing in Japan because a quarry and aggregate plants can be diminished. Also, the CSG method can reduce dam construction cost, construction duration and destruction of environment. In this paper, field test and test construction of CSG method was conducted on Hwabuk Dam. The mechanical properties of CSG, such as compressive strength, extention strength and field permeability test were investigated. From the results of the experimental study, application study of CSG method was discussed.

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CSG 재료의 강도특성에 관한 연구 (Strength Characteristics of CSG material)

  • 박한규;김기영;조성은;전제성
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.619-626
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    • 2005
  • This work aims at studing the stress-strain-strength behavior of an CSG(cemented sand and gravel) materials. An analysis of the mechanical behavior of the CSG is performed from the interpretation of results by unconfined compression test, large triaxial compression test in which the influence of both the degree of cementation and age. For CSG, It was concluded that the characterristics of compression are direct measurment of the degree of cementation and age. In addition, hyperbolic model is adopted to express the relation between elastic moduli and cementation, age, confined stress in small strain. The results of the test show that clear correlation with each other

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삭제된 법랑질의 표면거칠기에 따른 도재 라미네이트의 전단결합강도에 관한 연구 (A STUDY ON THE SHEAR BOND STRENGTH OF THE PORCELAIN LAMINATE ACCORDING TO SURFACE ROUGHNESS OF THE CUT ENAMEL)

  • 박봉석;조영곤
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제19권1호
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    • pp.159-168
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    • 1994
  • The purpose of this study was to evaluate the shear bond strength of the porcelain laminate specimens according to the surface roughness of the cut enamel of human anterior teeth. Flat enamel surfaces were prepared in 30 extracted human anterior teeth with diamond disc which were divided into two groups. Group 1 Coarse enamel surface group prepared with LVS-3 bur. Group 2 Fine enamel surface group prepared with superfine diamond bur. 30 teeth specimens of two group were stored in normal saline during 24 hours. 30 disk - type porcelain laminate specimens with diameter 4mm and thickness 1mm were made and sand - blasted on internal surface which were to cemented on enamel surface. Porcelain laminate specimens were cemented on enamel surface with Choice Veneer System (Bisco Dental, U.S.A) according to manufacture's instructions. All teeth specimens of two groups were manipulated with same method and stored In normal saline before testing. An Universal Testing machine (Model No.UTM-4206,Instron, U.S.A) was used to apply shear loads in the vertical directed, and the force required for separation was recorded with a cross head speed of 3mm/min and 500kg in full scale. The results were as follow ; 1. The mean shear bond strength of coarse surface group was 36.30kg and that of fine surface group was 44.39 kg, but there was no significant difference in breaking strength of two groups(p>0.05).

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동결융해시험에 의한 "CSG" 재료의 장기강도 및 내구 특성 (Long-Term Compressive Strength and Durability Properties of "CSG" Materials by Freezing-Thawing Test)

  • 김광일;김기영;문홍득;권혁춘
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제17권12호
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    • pp.35-43
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    • 2016
  • 시공기술의 발전과 더불어 댐 제방 건설과 환경문제가 크게 대두되고 있는 실정이다. 최근 여러 국가에서 댐 제방 건설시 골재, 시공성, 기초지반에 대한 요구가 상대적으로 높지 않은 CSG(Cemented Sand and Gravel)재료를 활발히 연구, 적용하고 있다. CSG 재료는 시공현장 하상골재, 현장에서 발생하는 암버럭 등을 인위적으로 입도조정하지 않고 최대골재 치수만을 선별하여 소량의 시멘트와 혼합하여 강도증가 및 급속시공이 가능하다. CSG 재료는 인위적인 석산개발 등에 의한 환경파괴를 최소화함으로써 환경부하저감 및 공사비 등의 측면에서 비교적 경제적이며 친환경적이다. CSG 재료의 외부환경은 일반콘크리트가 접하는 수화열환경과는 달리 건습반복, 동결융해 등의 환경에 노출되게 된다. 그러므로 댐 제방구조물의 중요성을 감안하여 CSG 재료의 내구성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 CSG 재료의 내구성에 대하여 고찰하고자 현장채취 CSG 코어재료에 대하여 동결융해 시험을 실시하였다. 시험결과, CSG 재료의 내구성 지수는 시멘트함량 $0.4{\sim}0.6kN/m^3$의 경우 30~40, $0.8{\sim}1.0kN/m^3$의 경우 40 이상으로 나타났다. 일축압축강도는 $0.4{\sim}0.6kN/m^3$에서 동결융해 전의 30~50%, $0.8~1.0kN/m^3$에서 동결융해 전의 40~70%로 감소하는 것으로 나타났다. 결과적으로 시멘트함량 $0.8kN/m^3$이상의 경우 강도 및 내구성 측면에서 비교적 타당한 것으로 판단된다.

초음파를 이용한 저질판독 시스템에 관한 연구 (A Study on System of Subbottom Searched Using Ultra Sonic)

  • 김재갑;김원중;황두진
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2001년도 춘계종합학술대회
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    • pp.383-387
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    • 2001
  • 본 논문은 여러 형태의 해저 침전물인 뻘, 모래, 자갈, 패류 등을 초음파를 이용하여 구별하는 것인데, 이는 해저목표물에 대한 신호패턴 데이터베이스를 구축한 후, 기존 어군탐지기로부터 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이 신호를 컴퓨터에서 가공하여 정확한 목표물 인식이 가능하도록 하는 판독시스템을 개발하는 것이다. 지금까지 연구한 결과를 바탕으로 많은 실험을 거친 후(수조 및 현장 실험 등) 침전물의 데이터를 정밀 분석하면 해저목표물을 알아낼 수 있다. 수중에서 어종별로 어체에서 반사되는 초음파 특성과, 해저면에서 뻘과 딱딱한 패류 껍질, 모래 자판 등에서 반사되는 초음파 특성 등을 분석한 값을 데이터베이스화하여 저장해 두고, 실제 측정시 해저 목표물로부터 반사 되어오는 값과 비교하여 침전물과 어·패류의 서식 상태 현황을 파악하는데, 이런 어·패류 판독용 초음파 탐지기는 된 연구를 통하여 개발 할 수 있다. 중점적으로 추후 연구해야 할 분야는 초음파의 특성을 더욱더 세밀히 샘플링 하는 것과 초음파가 해저 목표물의 여러 형태에 따라 산란 특성을 가지고 있는데 이들에 대한 문제점을 연구하는 것이다.

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