• Geomechanics and Engineering
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• 제32권1호
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• pp.85-96
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• 2023

Microbially induced carbonate precipitation (MICP) is extensively discussed as a promising topic for ground stabilization. The practical effect of stabilizing the expansive soil is presented in this paper with a logical process from the bacterial activity to the treatment technology. Temperature, pH, shaking frequency, and inoculation amount are discussed to evaluate the bacterial activity. The physic-mechanic properties are also evaluated to discuss the effect of the MICP process on expansive soil. Results indicate that the MICP method achieves the mitigation of expansion. The treated soil has a low proportion of fine particles (< 5 ㎛), the plasticity index significantly decreases, and strength values improve much. MICP process has a significant cementation effect on the soil matrix. Moreover, the infiltration model test presents the coating effect on the topsoil. According to the relation between the CaCO₃ content and the treatment effect, the topsoil has better treatment than the deeper soil.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권3호
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• pp.281-289
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• 2022

Bio-CaCO₃ is a blowout environment-friendly materials for soil improvement and sealing of rock fissures. To evaluate the chemical characteristics, shape, size and productivity of soybean urease induced CaCO₃ precipitates (SUICP), experimental studies were conducted via EDS, XRD, FT-IR, TGA, BET, and SEM. Also, the conversion rate of SUICP reaction at different time were determined and analyzed. The Bio-CaCO₃ product obtained by SUICP is comprehensively judged as calcite based on the results of EDS, XRD and FT-IR. The SUICP calcite precipitates are detected as spherical or ellipsoidal particles 3-6 ㎛ in diameter with nanoscale pores on their surface, and this morphology is novel. The median secondary particle size d₅₀ is 39-88 ㎛, indicating the agglomeration of the primary calcite particles. The Bio-calcite decomposes at 650-780℃, representing a medium thermal stability. The conversion rate of SUICP reaction can reach 80% in 24h, which is much more efficient than microbially induced CaCO₃ precipitation. These results reveal the knowledges of SUICP, and further direct its engineering applications. Moreover, we show an economic channel to obtain porous spherical calcite.

• 생명과학회지
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• 제25권2호
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• pp.237-242
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• 2015

탄산칼슘 형성세균에 의한 건축물 균열보수 및 그들의 내구성 증진은 기존 화학제에 비해 친환경적이며, 영구적이라는 측면에서 그들의 응용에 대한 연구는 중요한 위치를 차지하고 있다. 그러나 균열복구 기전이 세균의 대사에 의한 calcite crystal 형성과정에서 기인되는 것으로, 대사과정 중 산 형성으로 시멘트 기반 콘크리트 건축물에 대한 위해 가능성 논란이 지속 제기되었다. 따라서 본 연구는 시멘트 모르타르에 대한 생물학적 부식능이 있는 방제대상 미생물을 결정하고 시멘트 콘크리트 건축물에의 안전한 적용을 위한 다기능성 탄산칼슘 형성세균을 평가하기 위해 수행되었다. 이를 위해 첫째, 건축물에서 분리된 균사형 진균, 효모, 세균 균주들을 대상으로 chalky test를 실시하여 $CaCO_3$에 대한 가용화능을 평가하였다. 그 결과 건축물에서 분리된 세균 균주의 경우 가용화 능이 없는 것으로 평가되었으며, C. sphaerospermum KNUC253 및 P. prolifica KNUC263 균주가 $CaCO_3$에 대한 가용화 활성을 보여, 시멘트 기반 건축물 표면에서 방제되어야 균주로 판단된다. 둘째, 독도 토양 및 건축물에서 분리되어 시멘트 표면 진균생장 억제효과, 시멘트 표면균열을 수복 및 수분 침투력 감소효과가 보고된 특허등록 균주 A. nicotianae KNUC2100, B. thuringiensis KNUC2103, S. maltophilia KNUC2100 및 B. aryabhatti KNUC205들이 $CaCO_3$을 가용화하지 않음을 볼 때 산 형성으로 인한 시멘트 모르타르 주성분인 $CaCO_3$에 대한 위해는 없을 것으로 평가된다. 이에 더하여 그들 중 B. aryabhatti KNUC205, A. nicotianae KNUC2100의 경우 건축소재 열화가능성의 판단근거로 널리 활용되고 있는 bio-degradative assay에서 다양한 고분자물질 구성요소에 대해 활성을 나타내지 않아 다양한 건축환경에 대해 활용 가능성을 보여주었다.