• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권12호
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• pp.1982-1992
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• 2019

The alkaliphilic, calcium carbonate precipitating Bacillus sp. strain AK13 can be utilized in concrete for self-repairing. A statistical experimental design was used to develop an economical medium for its mass cultivation and sporulation. Two types of screening experiment were first conducted to identify substrates that promote the growth of the AK13 strain: the first followed a one-factor-at-a-time factorial design and the second a two-level full factorial design. Based on these screening experiments, barley malt powder and mixed grain powder were identified as the substrates that most effectively promoted the growth of the AK13 strain from a range of 21 agricultural products and by-products. A quadratic statistical model was then constructed using a central composite design and the concentration of the two substrates was optimized. The estimated growth and sporulation of Bacillus sp. strain AK13 in the proposed medium were 3.08 ± 0.38 × 10⁸ and 1.25 ± 0.12 × 10⁸ CFU/ml, respectively, which meant that the proposed low-cost medium was approximately 45 times more effective than the commercial medium in terms of the number of cultivatable bacteria per unit price. The spores were then powdered via a spray-drying process to produce a spore powder with a spore count of 2.0 ± 0.7 × 10⁹ CFU/g. The AK13 spore powder was mixed with cement paste, yeast extract, calcium lactate, and water. The yeast extract and calcium lactate generated the highest CFU/ml for AK13 at a 0.4:0.4 ratio compared to 0.4:0.25 (the original ratio of the B4 medium) and 0.4:0.8. Twenty-eight days after the spores were mixed into the mortar, the number of vegetative cells and spores of the AK13 strain had reached 10⁶ CFU/g within the mortar. Cracks in the mortar under 0.29 mm were healed in 14 days. Calcium carbonate precipitation was observed on the crack surface. The mortar containing the spore powder was thus concluded to be effective in terms of healing micro-cracks.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권6호
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• pp.319-326
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• 2017

본 연구에서는, IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle: 석탄가스화 복합발전)에서 배출되는 용융 슬래그로 부터 지오폴리머를 제조하여 알칼리 활성화제의 몰농도, W/S 비(water/ solid ratio), 재령일에 따른 비중과 압축강도 등 물리적 특성을 분석함과 동시에 발포제인 Si 슬러지를 첨가하여 경량화 소재로서의 가능성을 고찰하였다. 특히 경량 지오폴리머의 강도 특성향상을 위하여 복합 활성화제 및 pre-curing 공정을 적용하였다. 단일 활성화제를 사용한 경량 지오폴리머의 압축 강도는 9.5 MPa이었으나, 복합 활성화제로 제조할 경우 2~5배 정도의 압축강도 증진 효과를 나타내었다. 더군다나, pre-curing을 실시한 경량 지오폴리머의 경우, pre-curing하지 않은 시편들에 비해 18~48 % 가량 높은 압축강도 값을 보였다. 본 연구에서 복합 활성화제와 pre-curing 공정의 도입으로 얻어진 경량 지오폴리머의 최고 압축강도는 40 MPa(3일 재령하여 밀도가 $1.83g/cm^3$인 시편)로서 시멘트 콘크리트에 필적하였다. XRD 결정상 분석과 SEM을 이용한 미세구조 분석을 통하여 지오폴리머 표면에서 C-S-H 겔(sodium silicate hydrate gel)의 모상에 꽃봉오리 모양의 zeolite 결정상이 균일하게 분포된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권1호
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• pp.53-60
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• 2024

콘크리트의 압축강도는 다양한 영향인자가 있으며, 노출환경에 따라 변화한다. 동일한 배합을 가진 콘크리트라도 노출환경에 따라 콘크리트 특성은 변화하며, 특히 해수의 영향을 받는 지역은 간만대, 비말대, 해수중과 같이 세가지 영역으로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 7년 동안 습윤양생된 OPC 콘크리트를 대상으로 강도 변화를 분석하였으며, 기존의 이론식(KDS, CEB, ACI, JSCE)과의 비교를 수행하였다. 또한 7년동안 비말대, 간만대, 해수중에 장기 폭로된 시편을 대상으로 강도 특성 및 탄산화 특성을 평가하였다. 콘크리트의 배합은 3수준의 물-시멘트비(0.37, 0.42, 0.47)를 가지고 있으며, 환경조사를 수행하여 침지대, 간만대, 비말대 3 수준의 해양환경을 고려하였다. 7년동안 습윤양생된 시편의 경우 기존의 제안식들에 비하여 높은 강도를 가지고 있었으며, 옥외 폭로된 시편(간만대, 비말대, 해수중)의 강도는 습윤양생한 시편의 강도보다 낮게 평가되었다. 또한 물-시멘트비가 증가할수록 뚜렷한 강도저하가 발생하였으며, 해수중에서 가장 낮은 강도가 평가되었다. 기존의 강도 제안식에서는 물-시멘트비에 따른 변화를 고려하지 못하므로 기존 이론식에 적용할 수 있는 실험상수를 회귀분석을 통하여 도출하였다. 탄산화 평가결과, 물-시멘트비의 증가에 따라 높은 탄산화 깊이가 평가되었으며, 비말대, 침지대, 간만대 순서로 탄산화 진행이 발생하였는데, 침지대 및 간만대에서도 황산염 및 용존 이산화탄소 영향으로 상당한 중성화 깊이가 발생하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권5호
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• pp.20-29
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• 2024

염화물 확산계수는 해양환경에 위치한 콘크리트 교량의 내구성 평가를 위한 중요한 지표 중 하나이다. 본 논문에서는 기존 연구에서 고려하지 않았던 해양 노출 환경(대기중, 비말대, 간만대)과 공용 중인 콘크리트 교량의 데이터를 활용해 염화물 확산계수 예측 모델을 개발하였다. 이를 위해 교량 하부구조에서 취득한 염화물 프로파일 데이터를 활용하였고 데이터 전처리 후 기계학습 모델인 RF, GBM, KNN을 하이퍼파라미터 튜닝을 통해 최적화 하였다. 콘크리트 물성치를 포함한 6개 변수(W/B, 시멘트 종류, 굵은골재 부피 비율, 공용연수, 강도, 노출 환경) 모델과 노출 환경을 고려하지 않은 5개 변수 모델, 정밀안전진단에서 취득 가능한 3개 변수(공용연수, 강도, 노출 환경) 모델을 개발하여 성능을 비교·검토 하였다. 그 결과 해양 환경에 위치한 콘크리트 교량의 경우 노출 환경을 고려함에 따라 염화물 확산계수 예측 모델의 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였으며, 또한 정밀안전진단 데이터만으로도 염화물 확산계수를 효과적으로 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제6권3호
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• pp.53-59
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• 2001

비위생 매립지를 정비하는 방법은 여러 가지 공법이 있으나, 지중에 투수성이 매우 낮은 물질을 설치하여 폐기물과 오염된 지하수를 가두고 외부지역의 지하수가 유입되는 것을 차단하는 목적으로 심층혼합차수공법 형태의 연직 차수벽이 많이 설치된다. 국내에서 일반적으로 많이 사용되고 있는 심층혼합 차수공법의 차수재료는 특수시멘트 계열의 고화재를 많이 사용하고 있으며, 이때 고화재 투입량은 차수재의 법적 설치기준인 투수계수가 1.0x$10^{7}$cm/sec 이하이어야 하므로 현장토의 여건에 따라 달라지게 된다. 본 연구에서는 흙의 통일분류법상 SW-SC로 분류된 현장토를 대상으로 고화재를 활용한 혼합 차수벽 형성에서의 적정 고화재 투입량 및 최적 함수비를 결정하고 고화재를 개량할 수 있는 물질로서 비산재와 석회를 선정하여 적절한 혼합비로 고화재에 첨가함으로써 혼합 차수재의 기능 향상에 대한 방안을 검토하였다. 연구결과, 심층 혼합 차수공법에서 차수재의 고화재 적정 배합비율은 투수계수 실험을 통하여 13%가 적절한 것으로 나타났으며, 이 때 시공성을 용이하게 하기 위한 배합수비는 고화재 : 물의 비가 1 : 1.5가 적절한 것으로 나타났다. 이와 같이 도출된 기본적인 배합비를 기준으로 비산재와 석회를 첨가한 혼합 차수재의 강도와 투수능을 평가한 결과, 고화재(시멘트) 대신 첨가재(비산재:석회 = 70:30)를 20~40% 정도 첨가하여 사용한다면 고화재만을 사용하는 경우보다 더 낮은 투수능을 보임을 알 수 있었다. 혼합 차수재의 중금속 고정능 평가에서는 고화재(시멘트)만을 혼합할 때와 상응하는 중금속 고정능력이 있었으며, 환경적 위해성 평가를 위한 중금속 용출 실험에서도 용출농도는 규제치 이하임을 알 수 있었다.의 값이 모두 광릉이 높고 남산이 낮은(mesh size 1.7mm>광릉 mesh size 0.4 mm>남산 mesh size 1.7 mm) 일관된 경향을 나타냈다. 이는 날개응애 군집의 종 다양성은 광릉지역이 남산지역에 비해 더 높다는 결론을 도출할 수 있는 것이었다. 낙엽주머니내 출현종의 우점종과 출현빈도 분석결과, 각 조사구의 우점종들은 전체 밀도의 70%이상을 차지하고 있어 비중이 매우 높은 것들로 나타났고, 최고 우점종은 mesh size 1.7mm의 남산과 광릉 조사구에서 Tricho-galumna nipponica로 동일했고, 광릉 mesh size 0.4 mm에서는 이 종보다 크기가 작은 Ramusella sengbuschi가 최고 우점종이었다. 그리고 낙엽주머니내에 밀도와 출현빈도가 높아 낙엽분해에 직,간접적으로 크게 관여하는 날개응애 종들로는 Tricogalumna nipponica, Epidamaeus coreanus, Scheloribates latipes, Ceratozetes japonicus, Ramusella sengbuschi, Eohypochthonius crassisetiger, Cultroribula lata 등을 선발할 수 있었다.X>$_4$$^{2－}$ 및 HCO$_3$$^{-}$ 각각의 관계에 의하면. 남부지역과 서북부지역 얘서 모두 염수의 영향을 받고 있는 것으로 나타난다.worm by topical aprication. 3. There is an increase of cocoon yield in both chemical treatments. It was resulted from increase of weight of

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제7권4호
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• pp.31-39
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• 2002

본 연구는 소하천형 호수의 수질개선 및 친환경적 생태공원조성을 위한 퇴적저니 처리방안을 수립하기 위하여 기존에 실시된 기본계획의 타당성 및 퇴적저니의 오염도 등을 검토하고 이를 토대로 최적의 퇴적저니 처리.처분계획을 수립하는데 목적이 있다. 퇴적저니의 정확한 오염도 분석을 위하여 총 9개 지점에 대해 저니층별로 23개소에 대한 퇴적저니를 채취하여 오염도를 분석한 결과 Cu의 경우 4개 시료가 지정폐기물 기준(3mg/L)을 초과하였다. 거의 전 지점의 시료가 농경지에 대한 Cu의 토양오염우려기준(50 mg/kg)을 초과한 것으로 조사되었다 그외 Pb및 Hg은 모두 기준이하로 분석되었다. 퇴적저니의 적정 처리방안을 수립하기 위하여 유기물 및 영양염류 오염도에 따른 퇴적저니의 준설필요성 여부를 국내 팔당호 및 한강하류 적용기준과 일본 동경만 및 요코하마만 적용기준에 의거 검토하고, 또한 중금속 오염도에 따른 퇴적저니의 처리여부를 일본, 미국 및 캐나다 기준을 적용하여 검토한 결과, 유기물 및 영양염류에 대한 오염도는 심각한 수준은 아니었으며, 유해물질에 의한 오염도는 일본기준에는 대부분 만족하나 저서생물에 미치는 악영향을 기준으로 설정된 미국 및 캐나다 기준에 대해서는 모두 중간오염 또는 심한오염에 해당하는 것으로 판정되었다. 그래서 퇴적저니 처리방안을 검토하기 위하여 선진국에서 많이 사용되고 있는 퇴적저니 정화방안중 중금속 안정화에 효과적인 고형화/안정화 방안을 검토한 결과 저니내의 Cu의 용출농도를 줄일 수 있었다. 또한 혼합된 시멘트 고화체는 높은 압축강도를 나타내어 건설용 토사나 제방성토용으로 사용 가능할 것으로 생각되었다. 나타내는 결과이다. 특별히 토양내 흡착력이 약하고 지하수내에 쉽게 용해될 수 있으며 독성 및 발암성물질로 알려진 사염화탄소와 같은 염소계 유기화합물의 제거에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 사료된다.3}$C(PDB)값은 -6.2~0.0$\textperthousand$범위이며, 그 기원은 대수층인 지층내 탄산염암 또는 탄산염 광물의 용해에서 유래한 무기기원 탄소로 해석된다.다.으로 변화하였으며 치료 전에 반응하지 않던 항원에 새롭게 반응하는 항체가 나타나는 경우는 드물었다.ms of chlorophyll-a concentration estimation, however, the accuracy stays very similar compared to that of the CZCS-type algorithm. This is considered to be due to the nature of in-water algorithm which relies on spectral ratio of water-leaving radiances.ethanol의 혈중농도(血中濃度)가 높을수록 더 심(甚)한 혈압강하작용(血壓降下作用)을 나타내며, ethanol 로 인(因)한 이뇨작용(利尿作用)도 ethanol 량(量)이 증가(增加)함에 따라 뇨량(尿量)도 증가(增加)함을 보여 주었다.ults showed that the overall quality of Sullungtang significantly decreased as the parity increased for Hanwoo cows. The Sullungtang extracted

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.9-16
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• 2012

비소는 음이온적인 거동을 가지고 Eh-pH의 조건에 따라 특성이 변화하여 비소로 오염된 토양을 정화하기 위한 방법이 확립되어있지 못한 실정이다. 최근 입경분리 식 토양세척을 통하여 비소를 미세토 내로 농축시켜 반출, 처리하는 방법이 많이 이용되고 있으나, 이 때 발생된 미세토는 지정폐기물로 간주, 처리되어야 한다, 따라서 본 연구에서는 토양세척 후 발생되는 탈수미세토 내 비소를 불용화하고, 이를 매립지 차수재로 재이용하는 방안을 연구하고자 한다. 비소를 불용화하기 위한 최적의 조건으로 50% 이상의 함수율과 탈수미세토의 건조중량을 기준으로 8%에 해당하는 FeS가 요구되었고 건조된 탈수미세토 10g 당 0.2ml의 $H_2O_2$가 적절한 것으로 평가되었으며, 안정적인 반응을 위하여 24시간 이상의 반응시간이 요구되었다. 또한 매립지 차수재로서의 재활용을 위한 실험에서 100% 탈수미세토 기준, 시멘트 3%와 벤토나이트 13%의 배합비로 혼합하여 28일 동안 재령한 공시체가 강도와 투수계수 값이 매립지 차수층의 법적기준을 만족하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.85-91
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• 2024

시멘트계열 재료를 이용한 지반보강 시 처리지반의 안정적 이용을 위하여 해당 재료의 양생과정 평가가 요구된다. 본 연구에서는 전자기적 물성 기반 시멘트 그라우트의 양생과정 평가를 위하여 시계열반사계(TDR) 측정시스템을 적용하였다. 시멘트 그라우트의 높은 전도성으로 인한 프로브 내 전극간 전기적 연결을 방지하기 위하여 코팅 프로브를 제작하였으며, 코팅 프로브로부터 실제 비유전율 평가를 위한 보정실험이 수행되었다. 코팅 프로브가 적용된 TDR 측정시스템으로부터 시멘트 그라우트의 양생과정을 평가하고자 지연제가 첨가된 물시멘트비 45%의 초속경시멘트 그라우트가 준비되었으며, 몰드 내 타설 직후 예비측정 및 배합 후 3~288시간 경과 시점에서 TDR 신호를 수집, 비유전율을 평가하였다. 실험 결과, 타설 직후의 시멘트 그라우트는 100 이상의 높은 비유전율 상태를 나타내었으나 양생시간이 경과함에 따라 급격한 감소 경향을 보였으며, 양생 144시간 시점부터의 비유전율은 약 13.8로 수렴하여 해당 시간을 양생 완료시점으로 판단하였다. 본 연구에서 이용된 코팅 프로브 TDR 측정시스템은 전도성 재료에 대한 적용성과 더불어 전자기적 물성 기반 시멘트계열 지반보강재 양생과정 모니터링에 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.136-143
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• 2016

염해에 의한 철근콘크리트 구조물의 내구수명을 평가하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 가장 확실한 방법은 염해환경에 노출된 시편에 대한 철근 부식시험을 시행하는 것이다. 그러나 이러한 방법은 장기간이 소요된다는 단점이 있으며 이를 보완한 촉진부식시험 결과는 장기시험과의 상관성이 규명되지 않아 적용에 한계가 따른다. 따라서 본 연구에서는 부식촉진시험과 장기폭로시험간의 상관성을 분석하는 것을 연구의 목표로 한다. 부식속도가 가장 빠른 간만대 환경을 모사한 최적 건습반복시험방법을 찾고 해양환경폭로시험장의 간만대에 장기간 노출된 시편의 철근부식모니터링 시험결과와의 비교를 통해 촉진부식시험과 장기폭로시험간의 상관계수를 도출하였다. 또한 재료의 배합별 특성을 파악하기 위해 물,결합재비 60%를 기준으로 플라이애시를 20% 치환한 배합과 고로슬래그 미분말을 30% 치환한 배합을 비교하였으며, 물-결합재비가 35%인 고강도 배합에 대해서도 시험을 실시하였다. 반전지전위법에 의한 부식 모니터링 결과 일정기간의 건조와 습윤의 반복 조건보다는 염수를 시편 상부에 침지시켜 염수 및 산소의 공급이 계속되는 염수 ponding 시험법이 24~36% 정도 부식을 촉진시키는 것으로 나타났다. 각 배합별로는 모든 시험법에서 OPC60, FA, BS, OPC35 순으로 부식이 발생하였다. 간만대의 장기폭로시험과의 상관성 분석 결과 건습반복 부식촉진시험의 경우 4.23~5.52의 상관계수를 가지고 있었으며, 염수 ponding 시험법의 경우 6.54~7.82의 상관계수를 나타내었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.13-22
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• 2008

다공성 시스템 내부 동결체의 생성과 성장은 온도경사와 화학적 에너지뿐만 아니라 열 물리학적 영향과 이동 물질에 의해서도 영향을 받는다. 더욱이 융해 화학물질의 확산율은 반복적인 동경융해 환경 하에서 매우 높은 값을 나타낸다. 결과적으로 콘크리트구조물의 열화는 해양환경과, 높은 고도 및 북쪽 지방에서 특히 크게 발생된다. 그러나 균열 성장과 누적된 손상에 의한 열화를 동반한 동결융해의 특성은 실험을 통해서 추정하기가 곤란하다. 이러한 손상을 예측하기 위해서 응답면기법 (RSM)을 이용한 회귀분석법을 사용하였다. 콘크리트구조물에서 반복되는 동결융해로 인한 열화의 주요 변수인 물-시멘트비, 연행공기, 동결융해의 반복 횟수 등은 응답면기법의 한계상태방정식을 구성하는데 중요한 입력 변수로 사용되었다. 누적변형률, 상대동탄성계수, 또는 등가 소성변형과 같은 주요한 열화 변수에 대한 회귀방정식은 열화된 구조물의 성능을 평가할 수 있다. 300번의 동결융해 반복 후의 상대동탄성계수와 잔류변형의 결과는 실험 결과와 매우 유사한 경향을 나타내었다. 응답면기법의 결과는 설계 시 한계값에 대한 초과 확률을 예측하는데 사용되어질 수 있다. 그러므로 개발된 예측 기법을 활용하여 반복적인 동결융해에 의해서 누적 손상을 받는 콘크리트구조물의 생애주기 관리에 사용될 수 있다.