• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권7호
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• pp.1331-1335
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• 2017

In this study, the feasibility of introducing calcite-forming bacteria into concrete pavements to improve their mechanical performance was investigated. Lysinibacillus sphaericus WJ-8, which was isolated in a previous study and is capable of exhibiting high urease activity and calcite production, was used. When analyzed via scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction, WJ-8 showed a significant amount of calcite precipitation. The compressive strength of cement mortar mixed with WJ-8 cells and nutrient medium (urea with calcium lactate) increased by 10% compared with that of the controls. Energy dispersive x-ray spectroscopy analyses confirmed that the increase in strength was due to the calcite formed by the WJ-8 cells.

• Computers and Concrete
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• 제30권6호
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• pp.409-419
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• 2022

The purpose of this study is to examine the effectiveness of biological repairing mortars on restoring the structural performance of a sewage culvert deteriorated by sulfate attack. The biological mortars were developed for protecting concrete structures exposed to sulfate attack based on the block membrane action of the bacterial glycocalyx. The diffusion coefficient of sulfate ions in the biological mortars was determined from the natural diffusion cell tests. The effect of sulfate-attack-induced concrete deterioration on the structural performance of culverts was examined by using the moment-curvature relationship predicted based on the nonlinear section lamina approach considering the sulfuric-acid-induced degradation of the structure. Typical analytical assessments showed that biological mortars were quite effective in increasing the sulfate-resistant service life of sewage culverts.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.253-254
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• 2022

In this study, catechol-functionalized chitosan (Cat-Chit), a well-known bioinspired polymer that imitates the basic structures and functions of living organisms and biological materials in nature, was synthesized and combined with cement mortar in various proportions. The compressive strength, tensile strength, drying shrinkage, accelerated carbonation depth, and chloride-ion penetrability of these mixes were then evaluated. In the ultraviolet-visible spectra, a maximum absorption peak appeared at 280 nm, corresponding to catechol conjugation. The sample containing 7.5% Cat-Chit polymer in water (CPW) exhibited the highest compressive strength, and its 28-day compressive strength was ~20.2% higher than that of a control sample with no added polymer. The tensile strength of the samples containing 5% or more CPW was ~2.3-11.5% higher than that of the control sample. Additionally, all the Cat-Chit polymer mixtures exhibited lower carbonation depths than compared to the control sample. The total charge passing through the samples decreased as the amount of CPW increased. Thus, incorporating this polymer effectively improved the mechanical properties, carbonation resistance, and chloride-ion penetration resistance of cement mortar.

• Conservation and Restoration of Cultural Heritage
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• 제1권1호
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• pp.29-37
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• 2012

The West Stone Pagoda at Gameunsaji Temple Site constructed in the 7th century is mainly composed of dark grey dacitic tuff bearing small numerous dioritic xenoliths. These xenoliths resulted in small holes due to differential weathering process from the host rocks. Physical strength of the pagoda was decreased due to weathering and damage caused by petrological, biological and coastal environmental factors. The southeastern part of the pagoda was extremely deteriorated that the rock surface showed exfoliation, fracture, open cavity, granular decomposition of minerals and salt crystallization by seawater spray from the eastern coast. The stone blocks were intersected by numerous cracks and contaminated by subsequent material such as cement mortar and iron plates. Also, the pagoda was colonized by algae, fungi, lichen and bryophytes on the roof rock surface and the gaps between the blocks. As a result of ultrasonic test, the rock materials fell under Highly Weathered Grade (HW) or Completely Weathered Grade (CW). Thus, conservational intervention is essentially required to prevent further weakening of the rock materials.

• 보존과학연구
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• 통권29호
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• pp.255-278
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• 2008

Considering the physical quality of the wall body in this study we tried to select a replenishing that is proper for filling the cracked part of the painting wall layer and apply the natural adhesives that have traditionally been used, investigating whether it is possible to substitute those for the chemical adhesive which is used at present time. The result of this study showed the red algae adhesive was, in a weathering environment, as safe as the synthetic resin originated from the polyvinyl acetate which is used generally on the present spot, and it was concluded that although the starch adhesive displayed its superiority in enhancing the strength of the earth mortar and its work disposition, it seemed proper for it to be used as a filling adhesive for the first or midterm layer because it showed a surface hardening phenomenon. And also the glue and fish glue were judged they were not qualified as a filling adhesive due to mold occurring in a environment of high moisture that is a biological problem, showing at same time a weak physical feature in a weathering environment. Therefore it would be possible to use the red algae adhesive or starch one substituting them for the original one sold on the present market, if among natural adhesives the weak points of the them were to be corrected.

• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.423-429
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• 2013

본 연구의 목표는 폐자원인 굴패각과 석탄회, 굴착잔토를 이용하여 경제성 있는 무다짐용 유동성 뒷채움재를 개발하는데 있다. 굴패각을 생석회(CaO)로 전환하는데 고온($800^{\circ}C$ 이상)의 에너지가 필요하였지만, 생석회와 석탄회의 포즐란 반응에 의해 생성된 고화물 공시체의 일축압축강도는 높지 않았다. 생석회와 고령토 또는 고로슬래그의 반응 생성물 공시체의 압축 강도를 측정하였다. 실험결과로부터 포즐란 반응을 통한 고화물 생성은 경제성이 없는 것으로 판명되었다. 굴패각($CaCO_3$)과 석탄회를 잔골재 개념으로 그 사용 가능성을 검토하였다. 굴패각과 시멘트 혼합물이 석탄회와 시멘트 혼합물보다 높은 강도를 나타내었다. 굴패각에 포함된 염분으로 인하여 콘크리트에 혼입되는 굴패각 양을 제한하는 것을 고려한다면, 시멘트, 굴패각, 석탄회 혼합물이 좋은 뒷채움재로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. 추가적으로 흙을 첨가하는 경우 고화물의 일축압축강도가 감소하였지만 최적화된 혼합비에서 뒷채움재 기준(일축압축강도와 유동성)을 모두 만족하는 결과를 나타내었다. 본 연구결과는 시멘트, 굴패각, 석탄회, 굴착잔토의 배합비를 최적화함으로써 경제성 있는 뒷채움재를 개발할 수 있다는 것을 보여준다.

• 보존과학회지
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• 제26권4호
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• pp.349-360
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• 2010

영천 신월동삼층석탑(보물 제465호)은 주로 담회색의 정동질 알칼리화강암으로 구성되어 있다. 주요 구성광물은 흑운모, 석영, 각섬석, 정장석 및 사장석이다. 이 탑은 기단부의 팔부중상을 중심으로 황갈색 및 흑색 변색이 심하며, 옥개석은 조각된 부분을 중심으로 탈락된 암편 등을 시멘트 몰탈로 보수한 흔적이 많다. 이 석탑의 전면에 걸쳐 적외선열화상분석을 실시한 결과, 미세균열과 박리 및 박락 현상은 심하지 않은 것으로 나타났다. 표면 변색 부위에 대한 휴대용 XRF 측정 결과, 변색 지점을 중심으로 Fe(평균 5,599ppm)와 S(평균 3,270ppm) 농도가 높게 나타났다. 또한 흑색 오염물로 피복된 부위는 Mn 함량(평균 2,155ppm)이 높게 검출되었다. 이는 암석 성분의 유리에 의한 무기오염물과 생물체의 고사에 의한 유기오염물이 공존하는 것이다. 전체적인 물리적 풍화는 북면(42.6%)과 남면(40.5%)에서 높게 나타나며 서면(30.6%)와 동면(34.0%)은 비슷한 훼손 양상을 보였다. 또한 변색 및 생물학적 풍화는 각각 북면(31.8%)과 동면(11.8%)이 가장 심하였다. 따라서 이 석탑은 생물 오염에 대한 세정과 약화된 재질에 대한 보존처리 및 지속적인 모니터링이 필요한 것으로 나타났다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권1호
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• pp.49-60
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• 2002

본 논문에서는 프레임율의 저하없이 개선된 해상도를 얻을 수 있는 동시 다중 송신집속 기법을 제안한다. 제안한 기법은 짧은 펄스를 사용하여 한 영역에 고정 송신 집속하는 기존의 방법과는 달리 여러 송신 집속점에 서로 독립적으로 집속된 쳐프 신호들을 동시에 송신한다. 수신된 신호는 정합 과정을 통하여 송신 집속 위치에 따라 각 쳐프 신호로 분리되고 짧은 펄스로 압축된다. 이렇게 압축되고 분리된 신호들은 각각 수신 동적 집속된 후 거리에 따라 집속 위치별로 선택되고 하나의 신호로 결합되어 개선된 측방향 해상도의 영상을 구성한다. 송신시 동시에 여러 위치에 초음파를 집속하고 수신시 이를 분리하기 위해서 사용된 터프 신호들은 주파수 대역에서 분할되어 서로 직교 특성을 갖도록 설계되었는데 변환자의 제한된 대역폭내에 많은 수의 의미있는 쳐프 신호를 설계하기 위해서 인접한 두 쳐프 신호의 주파수 대역 겹침을 허용하였다. 이때 대역 겹침으로 발생한 상호상관값의 상승을 억제하기 위해 인접한 두 쳐프 신호의 주파수 변화 방향을 엇갈리게 하는 밥법을 제안하였다. 특히 대역분할로 설계된 쳐프 신호중 낮은 주파수 성분의 신호를 변환자로부터 가까운 지역에 집속하고 높은 주파수 성분의 쳐프 신호를 먼 지역에 집속함으로써 깊이에 따라 영상의 해상도의 질을 일정하게 유지시켰다 더욱이 상관기를 이용한 정합 과정에서 신호가 압축되기 때문에 펄스 압축 기법에서 얻는 SNR를 증가시키는 이점이 있다 이때 상관기를 통한 압축 과정에서 쳐프 신호의 첨두값이 쳐프 신호의 길이에 따라 증가하기 때문에 깊이에 따를 높은 주파수 성분의 감쇄에도 불구하고 이렇게 높은 주파수 성분의 터프 신호를 깊은 지역에 사용할 수 있었다. 제안한 동시 다중 송신집속 기반의 시스템을 상관기의 위치에 따라 이상적인 구조와 현실적인 구조로 나타냈으며, 모사 실험을 통하여 기존의 펄스 집속 기법과 비교하여 그 성능을 검증하였다.hrough the medium. By digitizing the analog receiver outputs, and recording the signals for spectral analysis, surface wave velocities can be identified. Modifications to the SASW method includes the reduction of boundary reflections as adopted on the surface waves before the point where the reflected compression waves reach the receivers. In this study, the correlation between the surface wave velocity and the compressive strength of cement mortar is developed using one 36"x36"x4"(91.44$\times$91.44$\times$91.44 cm) cement mortar slab of 2,000 psi (140 kgf/$\textrm{cm}^2$) and two 36"x36"x4"(91.44$\times$91.44$\times$91.44 cm) cement mortar slabs of 3,000 psi (210 kgf/$\textrm{cm}^2$). public transportation, and availability of locally grown food were the important factors for deciding the place compared to those who had higher education. The price was the factor which

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권3호
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• pp.404-416
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• 2020

Bacteria that are resistant to high temperatures and alkaline environments are essential for the biological repair of damaged concrete. Alkaliphilic and halotolerant Bacillus sp. AK13 was isolated from the rhizosphere of Miscanthus sacchariflorus. Unlike other tested Bacillus species, the AK13 strain grows at pH 13 and withstands 11% (w/v) NaCl. Growth of the AK13 strain at elevated pH without urea promoted calcium carbonate (CaCO₃) formation. Irregular vaterite-like CaCO₃ minerals that were tightly attached to cells were observed using field-emission scanning electron microscopy. Energy-dispersive X-ray spectrometry, confocal laser scanning microscopy, and X-ray diffraction analyses confirmed the presence of CaCO₃ around the cell. Isotope ration mass spectrometry analysis confirmed that the majority of CO₃^2- ions in the CaCO₃ were produced by cellular respiration rather than being derived from atmospheric carbon dioxide. The minerals produced from calcium acetate-added growth medium formed smaller crystals than those formed in calcium lactate-added medium. Strain AK13 appears to heal cracks on mortar specimens when applied as a pelletized spore powder. Alkaliphilic Bacillus sp. AK13 is a promising candidate for self-healing agents in concrete.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.165-171
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• 2016

본 연구에서는 에코 프리캐스트 콘크리트 제품 개발을 위한 기초 연구로서 박테리아를 흡착한 팽창질석 기반의 친생태 모르타르를 개발하였으며, 압축강도 발현 및 생태환경영향 평가를 실시하였다. 경화된 모르타르의 극건조 환경 및 강알칼리성 환경에서 생장이 가능하며, 식물생장성 증대 효과를 갖는 Bacillus alcalophilus와 Rhodoblastus acidophilus를 분리 및 배양하였다. 배양이 완료된 박테리아는 생장처 제공을 위한 재료로서 선택된 팽창질석에 흡착하였으며, 이를 배합시 골재의 체적 대비 혼입하여 모르타르를 제작하였다. 평가 결과 친생태 모르타르는 COD 및 T-N 수질정화능력 및 식물생장증대에 효과를 보였다. 모르타르의 압축강도 발현 및 비용적 측면을 고려했을 때, 박테리아 기반 팽창질석의 최적 치환율은 최대 10% 이하가 추천될 수 있었다.