초록 ▼

연구의 목적 및 내용
- 친환경적인 사질토 지반 개량을 위하여 Microbially Calcium Carbonate Precipitation (MICP)를 이용하였다.
- MICP에 적합한 미생물을 선정하기 위해 석회암 동굴과 석회질 모래에서 채취한 시료에서 검출된 미생물의 우레아제 활성도를 측정하였다. 그 중 표준균주(Sporosarcina pasteurii)보다 우레아제 활성도가 높게 측정된 미생물을 연구에 이용하였다.
- MICP에 적합한 조건을 찾기 위해 urea-CaCl2 배지에 선정한 미생물을 주입하고 각

연구의 목적 및 내용
- 친환경적인 사질토 지반 개량을 위하여 Microbially Calcium Carbonate Precipitation (MICP)를 이용하였다.
- MICP에 적합한 미생물을 선정하기 위해 석회암 동굴과 석회질 모래에서 채취한 시료에서 검출된 미생물의 우레아제 활성도를 측정하였다. 그 중 표준균주(Sporosarcina pasteurii)보다 우레아제 활성도가 높게 측정된 미생물을 연구에 이용하였다.
- MICP에 적합한 조건을 찾기 위해 urea-CaCl2 배지에 선정한 미생물을 주입하고 각각 다른 조건에서 탄산칼슘을 침전시켰다. urea-CaCl₂ 배지의 pH는 각각 6, 7, 8, 9, 10으로 조성하였으며, 탄산칼슘이 침전되는 동안의 온도는 20℃, 30℃, 40℃, 50℃로 설정하였다. 탄산칼슘을 2, 3, 4일 동안 침전시켰으며, 침전된 탄산칼슘량은 염산을 이용하여 측정하였다.
- MICP 처리한 사질토의 투수성을 확인하여 지반개량 효과를 확인하기 위해 상대밀도 60%, 80%인 사질토에 MICP 처리를 하고 정수위 투수시험을 수행하였다. urea-CaCl2 배지와 미생물의 주입 횟수, 사질토의 상대밀도, 미생물 종류에 따른 투수계수를 측정하였다. 또한 MICP 처리한 사질토에 침전된 탄산칼슘량을 염산을 이용하여 측정하고 비교하였으며, 추가적으로 SEM과 EDS를 이용하여 사질토에 침전된 탄산칼슘을 확인하였다.

연구결과
- 추출한 미생물 중 우레아제 활성도가 표준균주보다 높게 측정된 미생물은 4 종으로 Staphylococcus saprophyticus subsp. saprophyticus, Sporosarcina globispora, Bacillus lentus strain NCIMB8773, Sporosarcina sp. 이다.
- MICP에 적합한 조건은 각 조건에서 침전된 탄산칼슘량을 측정하여 비교하였으며, 그 결과 배지의 pH는 7, 배양 온도는 30℃일 때가 MICP에 적합한 것으로 나타났다.
- MICP 처리에 따른 사질토의 투수성 감소 정도는 사질토의 상대밀도가 80%일 때 크게 나타났다. urea-CaCl2 배지와 미생물의 주입 횟수에 따라 투수계수는 감소폭이 줄어들면서 수렴하는 것으로 나타났다. Sporosarcina sp.를 이용하여 MICP 처리한 경우의 투수성 감소효과가 가장 좋은 것으로 나타났으며, 사질토의 상대밀도가 80%일 때 투수계수가 90.2%까지 감소하였다.
- MICP 처리한 사질토에 침전된 탄산칼슘량을 측정한 결과, 상대밀도가 80%이고 Sporosarcina sp.를 이용하였을 때 침전량이 많은 것으로 측정되었다. 사질토에 침전된 탄산칼슘은 SEM과 EDS를 이용하여 확인하였다.

연구결과의 활용계획
- 본 연구는 국내지반에서 추출한 미생물 중 표준균주보다 성능이 우수한 미생물을 선별하여 실험에 활용하였고, 투수시험과 칼슘침전량 측정등을 통해 우수한 성능을 검증할 수 있었으며 향후 연구과제에서 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
- MICP를 활용한 지반 물성값 개선에 대한 연구결과는 응용연구로 연결될 수 있을 것으로 기대된다.
- 본 연구를 통해 수행한 실험결과 MICP에 의한 지반강도 증가는 실현하기 어려운 것으로 판단되어 후속연구자가 참고할 수 있는 연구결과를 제공하고 있다고 판단된다.

(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose&contents
- Microbially Calcium Carbonate Precipitation (MICP) was used to improve ground eco-friendly.
- Microbes were extracted from limestone cave and calcareous sand, and the urease activity of the extracted microbes was measured to determine microbes with high calcite precipitati

Purpose&contents
- Microbially Calcium Carbonate Precipitation (MICP) was used to improve ground eco-friendly.
- Microbes were extracted from limestone cave and calcareous sand, and the urease activity of the extracted microbes was measured to determine microbes with high calcite precipitation.
- In order to determine optimal condition for MICP, the selected microbes were injected into urea-CaCl₂ medium and were cultivated at several different conditions. The used hydrogen exponent was 6, 7, 8, 9, and 10; the temperature was 20°C, 30°C, 40°C, and 50°C; the incubating duration was 2, 3 and 4 days. The amount of calcium carbonate was measured using the hydrochloric acid.
- Permeability tests were conducted to investigate the permeability reduction of MICP treated sand. Calcium carbonate precipitates in the sand whose relative density is 60% and 80%, respectively. Permeability of the sand was measured for different injection number of urea-CaCl₂ medium and microbes. The amount of calcium carbonate, which precipitated in MICP treated sand, was measured using the hydrochloric acid. In addition, SEM and EDS were used to verify the calcium carbonate precipitated in the sand.

Result
- Four microbes (S. saprophyticus, S. globispora, B. lentus, Sporosarcina sp.) showed higher urease activity than S. pasteurii.
- The optimal condition for MICP was determined to be pH 7 of urea-CaCl₂ medium, and the temperature of 30°C. There is little difference in the amount of calcium carbonate precipitates between 3 and 4 days.
- The permeability reduction was greater for the relative density of 80% than 60%. The permeability of MICP treated sand using Sporosarcina sp. decreased by up to 90.2% at the relative density of 80%, which was the maximum reduction in this study.
- The amount of calcium carbonate precipitation shows similar trend with the permeability test results. Also the crystalline substances were observed in the MICP treated sand using SEM, and the components was verified to be calcium carbonated using EDS.

Expected Contribution
- This study employed isolates from Korean soils and confirmed better performance through permeability testing and calcite precipitation measurements. The isolates could be used in the future research.
- The research results of improving material properties of soils using MICP could be used for application level.
- This study allows the future researchers to understand the difficulty in using MICP for strength improvement.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 20
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 61
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 61
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 61
• 7. 참고문헌 ... 62
• 8. 연구성과 ... 65
• 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 65
• 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 65
• 11. 기타사항 ... 65
• 끝페이지 ... 65