• 헤리티지:역사와 과학
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• 제44권3호
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• pp.78-91
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• 2011

일본 우스키 석불군의 주요 구성암석은 용결응회암으로 암회색을 띠며 렌즈상 피아메가 발달되어 있고 부분적으로 암편을 함유하고 있다. 이 암석은 대체로 장석 및 불투명 광물 등으로 이루어진 기질에 석영과 장석 반정이 관찰되며 강용결에서 약 또는 미 용결까지 다양한 산출상태를 보인다. 또한 지하수에 의한 염류 석출, 동결 파쇄 등 다양한 풍화요인에 의해 강도가 저하된 상태이다. 이 암석의 용결 및 풍화상태에 따라 보존처리제의 표면처리 실험 결과, 흡수율은 발수제가 강화제에 비해 높은 감소를 보이며 강화제 중에서는 OH 100이 높은 감소율을 보인다. 초음파속도는 전체적으로 KSE 300과 OH 100이 비슷한 강도증가를 보이며 에코팁 표면경도는 모든 시료에서 KSE 300이 높은 경도증가를 나타냈다. 색변화는 강화제가 발수제에 비해 적었으며 발수제 SNL은 표면색의 변화가 현저하므로 주의가 요구된다. 동결-융해 실험 결과, 미처리 시료에 비해 KSE 300으로 처리한 시료가 균열 및 깨짐 등에 대한 풍화 저항성이 가장 높은 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제25권1호
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• pp.41-48
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• 2021

In cold regions, the integrity of the infrastructures built on weak soils can be extensively damaged by weathering actions due to the cyclic freezing and thawing. This damage can be mitigated by exploiting soil stabilization techniques. Generally, ordinary Portland cement (OPC) is the most commonly used binding material for investigating the chemo-hydromechanical behavior. However, due to the environmental issue of OPC producing a significant amount of carbon dioxide emission, calcium sulfoaluminate (CSA) cement can be used as one of the eco-sustainable alternatives. Although recently several studies have examined the strength development of CSA treated sand, no research has been concerned about CSA cement-stabilized sand affected by cyclic freeze and thaw. This study aims to conduct a comprehensive laboratory work to assess the effect of the cyclic freeze-thaw action on strength and durability of CSA cement-treated sand. For this purpose, unconfined compressive strength (UCS) and ultrasonic pulse velocity (UPV) tests were performed on the stabilized soil specimens cured for 7 and 14 days which are subjected to 0, 1, 3, 5, and 7 freeze-thaw cycles. The test results show that the strength and durability index of the samples decrease with the increase of the freeze-thaw cycles. The loss of the strength and durability considerably decreases for all soil samples subjected to the freeze-thaw cycles. Overall, the use of CSA as a stabilizer for sandy soils would be an eco-friendly option to achieve sufficient strength and durability against the freeze-thaw action in cold regions.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.386-394
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• 2022

본 연구에서는 강섬유 및 나일론섬유를 적용한 섬유보강 콘크리트의 역학적 성능 및 내동해성을 실험적으로 평가하였다. 콘크리트의 역학적 성능 및 내동해성에 대한 섬유보강재의 효과를 평가하기 위하여 100 % 1종 보통포틀랜드시멘트(OPC) 콘크리트 및 50 % 대체 고로슬래그미분말(SGC) 콘크리트를 제조하였으며, 소정의 재령에서 압축 및 인장강도, 초음파펄스속도, 표면전기저항을 각각 측정하였으며, ASTM C666에 준하여 콘크리트의 상대동탄성계수 및 질량비를 측정하여 동결융해 저항성을 평가하였다. 실험결과에 의하면, 섬유보강재는 콘크리트의 역학적 성능을 효과적으로 개선시켰으며, 이러한 경향은 강섬유 적용 SGC 콘크리트에서 두드러지게 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.697-714
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• 2023

2017년 말 뿌리일반산업단지 조성과정에서 발견된 진주 정촌면 백악기 공룡·익룡발자국 화석산지는 다양한 종류의 공룡과 익룡, 동물의 흔적화석이 높은 밀집도로 보존되어 고생물학적 가치가 높은 자연유산이다. 이 연구에서는 화석산지의 현장조사를 통해 절리, 균열, 박리, 박락, 세편화 등 물리적 풍화가 발생하여 있음을 확인하고, 손상을 저감하기 위한 보존과학적 기초 연구를 수행하였다. 이를 위해 발굴 후 확인된 8개의 층준 중 수각류 발자국 화석이 다량 산출된 Level 3 층준과 익룡 발자국 화석이 산출된 Level 4 층준의 암석을 수습하여 재질분석 및 강화제와 접착제의 효과 검증 평가를 수행하였다. 이 결과, Level 3 층준의 암석은 암회색 실트암, Level 4의 암석은 암회색 셰일로 구성되어 있었으며 이들은 방해석을 다량 함유한 가운데 석영, 사장석, 운모, 알칼리장석, 기타 점토광물로 이루어져 외부 환경 하에서 강우에 따른 손상 가능성이 높을 것으로 판단된다. 수습시료를 공시체로 제작하여 미처리, 강화제 처리, 팽윤저지제 처리, 접착제 처리의 네 그룹으로 나누어 인공풍화 실험을 수행한 결과, 강화제와 팽윤저지제는 처리 직후에는 효과를 보였으나 동결-융해 환경 하에서는 저지효과를 보이지 못하는 것으로 해석되었다. 접착제는 동결-융해 조건 하에서도 접착 효과가 유지되는 모습을 보였다. 향후 정촌면 화석산지의 보존을 위해서는 수분의 유입 차단을 위한 임시 방책외에도 기 손상 화석의 응급 보존처리 및 보호시설 건립 등 실질적인 대처방안이 마련되어야 할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1499-1508
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• 2013

남극 암석의 동결-융해 풍화현상에 관한 연구를 위하여 테라노바 만 지역의 편마암을 대상으로 풍화등급에 따라 약한풍화(SW) 및 보통풍화(MW)로 분류하여 암석의 공학적인 특성 변화를 실험하였다. 동결-융해시험은 $-20{\pm}2^{\circ}C{\sim}20{\pm}2^{\circ}C$의 온도 조건에서 수행되었으며, 암석 시험편은 진공챔버에서 포화된 상태에서 5시간 동결과 5시간 융해 과정을 1 cycle의 동결-융해로 설정하였다. 본 논문에서는 전체 200 cycle의 동결-융해 과정을 진행하면서 20 cycle 마다 공극률, 흡수율, 초음파 속도 및 쇼어경도를 측정하였으며, 50 cycle 마다 일축압축시험을 수행하였다. SW 등급의 편마암은 동결-융해 1 cycle 마다 0.07 MPa 정도 일축압축강도가 감소하였으며, MW 등급의 암석은 0.2 MPa 정도 일축압축 강도가 감소하였다. 동결-융해가 200 cycle 진행되는 동안 SW 등급 암석의 흡수율은 0.23%에서 0.39%로 증가하였으며, P파 속도는 4,054 m/s에서 3,227 m/s로, S파 속도는 2,519 m/s에서 2,079 m/s로 감소하였다. 이와 유사하게 MW 등급 암석의 흡수율은 0.65%에서 1.6%로 증가하였으며, P파 속도는 3,207 m/s에서 2,133 m/s로, S파 속도는 2,028 m/s에서 1,357 m/s로 감소하였다. 동결-융해시험 결과, 남극 테라노바 만 지역의 SW 등급 편마암은 동결-융해가 200~300 cycle 반복될 경우 MW 등급 암석에 가깝게 풍화되는 것으로 밝혀졌다.

• 보존과학회지
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• 제27권4호
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• pp.381-393
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• 2011

이 연구에서는 태안 동문리 마애삼존불입상의 재질특성을 바탕으로 표면 손상도를 진단하고 풍화환경을 고찰하였다. 태안 동문리 마애삼존불입상은 조립질 흑운모화강암으로 석영, 알칼리장석, 사장석, 흑운모 및 백운모로 구성되어 있다. 이 삼존불은 표면요철, 박락, 적갈색, 암갈색, 암회색, 황갈색 변색이 발생하였으며 이중 표면변색이 높은 훼손율(46.6%)을 나타냈다. 또한 초음파 탐사결과, 구성암석이 전반적으로 심한 풍화단계(0.59, HW)를 나타내어 암석 재질이 약화된 상태를 나타냈다. 삼존불의 보호각은 내부 습도환경(일평균: 86.6%)을 외부에 비해 고습도 환경으로 유지시키는 것으로 나타났다. 또한 겨울철에는 영하권 기온분포로 동결융해에 따른 풍화작용이 발생될 가능성을 나타냈다. 이 같은 수분문제를 완화시키기 위해 최근 폐쇄형에서 개방 형태로 변화시켰으나 근본적인 수분문제는 남아있는 상태이다. 수분 문제는 북측 도로변을 따라 흐르는 지표수가 지속적으로 유입되어 발생하는 것으로 이에 대한 환경적 제어방안이 필요할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제56권1호
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• pp.103-114
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• 2023

공주제일교회 기독교박물관은 1931년에 초축되었으며 한국전쟁으로 상당 부분 파손되었으나 벽체와 굴뚝 등이 보존되었다. 이 건물은 1956년 예배당을 재건하며 신축이 아닌 파손된 부분의 보수를 통해 원형을 유지하고 있다는 점에서 건축학적으로 높은 가치가 있다. 스테인드글라스는 1979년에 설치하였으며, 덩어리유리를 사용하는 달드베르(Dalle de Verre) 방식으로 큰 의미가 있다. 그러나 일부 스테인드글라스에서는 다양한 균열과 쪼개짐이 나타나고 색유리를 지지하는 줄눈에는 수직 및 수평균열이 확인되는 등 부분적인 손상을 입었다. 스테인드글라스의 구조재로는 철제 틀과 이를 충전한 시멘트 모르타르가 사용되었으며, 부분적으로 풍화작용에 따라 철제의 부식과 모르타르의 균열 및 입상분해가 나타난다. 줄눈재에서는 Ca과 S의 함량이 높아 석고를 혼화재로 사용하였음을 지시하며, 석고는 능형으로 성장하며 다발모양을 이루고 있는 것으로 보아 재결정작용을 거친 것으로 판단된다. 줄눈재의 초음파속도 모델링 결과, 입구 좌우창의 속도는 800~1,600㎧ 범위로 상대적으로 취약하며, 제단의 좌창 우측 하단과 중앙창 좌측 상단도 1,000~1,800㎧로 나타나 상대적으로 낮은 물성을 보였다. 또한 줄눈재와 표면오염물에서는 석회 모르타르의 중성화에서 생성되는 석고화합물이 검출되었다. 이와 같은 염류는 동결 및 융해작용에 따라 줄눈재의 손상을 일으킬 수 있어 적절한 예방보존이 필요하다. 스테인드글라스와 줄눈재에는 다양한 손상유형이 복합적으로 나타나고 있어 임상실험을 통해 맞춤형 보존처리를 검토해야 할 것이다.