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미생물의 생체광물형성작용을 이용한 자기치유 스마트 콘크리트 개발에 관한 기초연구
A Study on the Development of Self-Healing Smart Concrete Using Microbial Biomineralization 원문보기

콘크리트학회논문집 = Journal of the Korea Concrete Institute, v.21 no.4, 2009년, pp.501 - 511  

김화중 (경북대학교 건축토목공학부) ,  김성태 (경북대학교 건축토목공학부) ,  박성진 (경북대학교 미생물학과) ,  김사열 (경북대학교 미생물학과) ,  천우영 (경북대학교 건축토목공학부)

초록
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이 연구는 콘크리트구조물의 유지관리 및 보전활동의 절력화와 콘크리트구조물의 장기 수명화를 목적으로 번잡한 검사나 보수작업을 필요로 하지 않고, 콘크리트에 발생하는 미세한 균열에도 수시의 점검 등이 필요 없이 미생 물의 생체광물형성작용을 이용하여 콘크리트 그 자체에 자기치유 기능을 부여하는 것에 관한 내용이다. 이 논문은 콘 크리트에 자기치유 기능을 부여하는 것에 관한 연구 중 지금까지와는 완전히 다른 방법으로 미생물의 생체광물형성작 용(biomineralization)을 이용한 자기치유 콘크리트 개발에 관한 기초적 연구로서, Sporosarcina pasteurii가 탄산칼슘을 석 출시키는 biomineralization을 이용하여 미생물이 신진대사 작용을 할 때의 탄산칼슘 석출 반응에 의한 세포 외에 다른 화합물의 생성, 탄산염광물의 석출 및 모래표면을 고화시켜 모래의 입자를 접착하는 바인더로서의 이용을 검토 하였다. 그 결과 새로운 광물 형성 및 모래표면의 고화가 어느 정도 가능한 것이 확인되었으며, 또한 유기(미생물)·무기(CaC$O_3$) 복합 구조를 가진 calcite에 의해 균열의 보수도 어느 정도 가능한 것이 기초실험을 통해 확인할 수 있었다. 따라서 콘 크리트구조물에 이러한 미생물의 신진대사 작용에 따른 생체광물형성작용의 이용은 미생물과 같이 완성된 진정한 의미 의 자기치유 콘크리트가 될 것으로 사료되며, 이러한 미생물의 적용에 따른 효과는 보수 기능뿐만 아니라 환경 문제를 배려한 새로운 재료로서의 개발로 이어져 향후 더욱 더 중요한 연구주제의 하나가 될 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study was conducted to develop self-healing ability of concrete so that inspection could be available even in the event of minute cracks without complex works at any time for more economic concrete structure maintenance and longevity. A completely different method has been carried out in compar...

주제어

#콘크리트 균열   #미생물   #생체광물형성작용   #방해석(탄산칼슘)   #자기치유  

참고문헌 (11)

  1. Han, C. S., Lee, H. Y., and Roh. Y., “On Biologically Produced Nanomaterials,” Int. J. Nanotechnol., 3(2/3), 2006, pp. 236-252 

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  2. Roh, Y., Gao, H., Vali, H., Gao, W., Kennedy, D. W., Yang, Z., Gao, W., Dohnalkova, A. C., Stapleton, R. D., Moon, J. W., Phelps, T. J., Fredrickson, J. K., and Zhoe, J., “Metal Reduction and Iron Biomineralization by a Psychrotolerant Fe(III)-Reducing Bacterium, Shewanella sp. Strain PV-4,”Applied and Environmental Microbiology, Vol. 72, No. 5, 2006, pp. 3236-3244 

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  3. 渡部哲光, パイオミネラリゼ一ション - 生物が物を作ることの不思議, 東海大學出版會, 1997, pp. 1-8 

  4. Ramakrishnan, V., Panchalan, R. K., and Bang, S. S., “Improvement of Concrete Durability by Bacterial Mineral Precipitation,” Proceedings of ICF, 11, Torino, Italy, 2005, pp. 1-6 

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  11. 藤卷一志, 杉田修一, 庄谷征美, “EM(有用微生物群) を用いたコンクリトの一實驗,” 土木學會東北支部技術硏究發表會講演槪要(平成16年度), 2005, pp. 708-709 

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