국내 건축물에서는 노후한 철근콘크리트 구조물의 안전성이 중요한 문제로 대두되고 있다. 구조물 부분이나 전체의 무너짐으로 인해 경제적 손실을 초래할 수 있으며, 이는 주로 구성 재료의 내구성 결 함으로 인해 발생한다. 여러 노후화 인자 중 동결융해와 부식은 주요한 열화 요인으로 작용한다. 동결 지역의 구조물은 동결융해가 위험 요소로 작용할 수 있으며, 해양 구조물은 해수에 존재하는 염소이온 에 의해 부식될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 복합 열화 작용과 철근콘크리트 부재의 성 능 저하 관계를 이해하는 것이 필요하다. 본 연구는 동결융해와 부식의 복합적 피해가 RC 보의 거동 에 미치는 영향을 실험적으로 조사하였다. 7개의 RC 보를 제작하여 각각 다른 수준의 열화 조건을 부여한 후 휨 시험을 실시하였다.

우리는 콘크리트 세상 속에 살고 있다고 해도 과언이 아니다. 콘크리트 도로를 달리고 콘크리트 건 물 속에서 살고 있다. 그런데 최근 노후화된 구조물의 붕괴 사례들이 지속적으로 발생하고 있으며 이 에 대한 원인 규명과 재발 방지, 그리고 기술적 사전 예측 등이 필요하다. 특히 우리나라의 경우 4계 절의 영향을 받는 철근콘크리트 구조물은 시간이 흐름에 따라 다양한 열화로 인해 강도가 저하되고, 이로 인해 건축물의 심각한 손상 및 붕괴가 발생하게 된다. 전국적으로 기온이 영하로 내려가는 겨울 철에는 동결융해의 영향으로 인한 강도 저하로 노후화가 진행되며, 콘크리트의 공기율에 따라 동결융 해로 인한 노후화 정도가 달라지게 된다. 이는 콘크리트 공기율에 따라 내구성지수가 변화하여 동결융 해의 영향 정도가 변화하기 때문이다. 그러나 기존의 콘크리트에 관한 동결융해 영향 연구는 재료에 대한 연구가 많지만, 상대적으로 큰 철근콘크리트 부재 단위에 대한 연구는 부족하다. 따라서 본 연구 에서는 철근콘크리트 부재를 대상으로 기중 동결융해 시험 방법을 통해 콘크리트의 공기율이 증가함 에 따른 재료 단위의 영향과 철근콘크리트 부재의 휨 거동 특성에 대한 영향을 분석하고자 한다.본 연 구에서는 동결융해를 입은 콘크리트가 공기율이 증가함에 따라 동탄성계수와 내구성지수를 비교하고, 이에 따른 압축강도 실험을 통해 동결융해의 영향을 평가하였으며 철근콘크리트 부재의 휨 실험을 통 해 동결융해가 콘크리트 공기율에 대하여 거동 특성, 탄성 강성 및 항복까지의 에너지 흡수 능력에 미 치는 영향을 비교하여 분석하였다. 또한 ABAQUS 해석 프로그램을 사용하여 유한요소 모델을 제안하 고 휨 거동 성능을 실험값과 비교하여 분석하였다.

철근콘크리트 구조물의 동결융해, 염해, 부식 등의 열화 현상으로 인해 구조물의 노후화가 발생되고 있다. 노후화로 인해 성능이 저하된 구조물의 성능 복원을 위해 FRP를 활용한 보수보강이 수행되고 있다. 본 논문에서는 동결융해 작용을 받은 철근콘크리트 보에 카본판재와 카본섬유로 휨 보강하여 동결융해 및 보강에 따른 철근콘크리트 보의 휨 성능을 비교 분석한 실 험적 연구 결과를 제시하였다. 이를 위해 철근콘크리트 보를 제작하여 300회의 동결융해를 수행한 후 카본판재와 카본섬유로 휨보강을 하여 성능 실험을 수행하였다. 실험 결과, 동결융해로 철근콘크리트보의 항복강도는 11% 감소하였으며, 동결융해를 입 지 않은 철근콘크리트보의 항복강도 보강성능은 20%, 동결융해를 입은 후 보강된 철근콘크리트 보의 보강성능은 19%으로 나타 났다. 에너지소산능력을 분석한 결과 본 연구에서 수행한 CFRP 보강이 동결융해로 열화된 철근콘크리트 보의 휨 보강에 유리 한 것으로 나타났다.

PURPOSES : The aim of this study is to review freeze-and-thaw testing apparatuses, develop a freeze-and-thaw testing setup with a test protocol, test the freeze-and-thaw properties of soils collected from different parts of South Korea, and suggest an index for frost susceptibility criteria for soils found in South Korea. METHODS : Based on a literature review, a new freeze-thaw testing setup was developed. In addition, a test protocol was developed for freeze-thaw testing. Soils collected from different parts of South Korea and bedding sand used for block pavements were tested to determine whether the measurements from the newly developed test setup could capture important freeze-thaw characteristics of the soils. Finally, to develop local frost susceptibility criteria, a parameter including both the vertical deformation and thermal conductivity characteristics of the soils was suggested. RESULTS : The results from the laboratory experiments indicate that the newly developed freeze-and-thaw setup captures the required parameters to quantify the responses of soils subjected to cyclic freeze-and-thaw testing. In addition, a vertical deformation of up to 2.437 mm is measured. Moreover, seven soils out of the nine tested soils are classified as having a medium frost susceptibility, whereas the remaining two show low frost susceptibility. The bedding sand experiment also shows that there is a possibility of having a frost susceptible condition based on the moisture content. When submerged, the bedding sand is classified as having a medium frost susceptibility. CONCLUSIONS : The "HEART" freeze-thaw testing setup was able to capture the parameters required for evaluating the frost susceptibility of soils. This setup and testing procedure could be further used to test and prepare criteria for classifying the frost susceptibility of soils found in South Korea.

국내 철근콘크리트 구조물은 겨울철 영하의 날씨로 매년 동결융해가 반복된다. 동결융해의 영향으로 철근콘크리트 구조물에 여러 가지 문제가 발생한다. 동결융해에 의해 손상이 된 철근콘크리트 구조물을 보강하기 위하여 다양한 보강공법 중 CFRRP(탄소섬유강화플라스틱)보강공법을 사용하였다. CFRP는 고강도, 고탄성 경량 소재로 시공성이 우수하며 인장강도, 탄성계 수가 뛰어나다. 본 연구에서는 동결융해 환경에 노출된 철근콘크리트 보(FTB), CFRP 플레이트로 보강한 철근콘크리트 보(FPB), CFRP 플레이트로 보강한 후 동결융해 환경에 노출된 철근콘크리트 보(FFP)의 휨 성능 실험을 하였다. 실험결과 FTB는 최대강 도 도달 이후 강도가 급격하게 감소하였다. FPB는 최대강도 도달하기 전에 강도와 강성이 증가하지만 CFRP 플레이트의 조기 파괴 후에는 효과가 없음을 보여준다. 또한 FFP는 FPB보다 최대강도가 낮았다. 이는 동결융해에 의한 콘크리트 표면과 CFRP 플레이트 사이의 계면전단응력의 감소로 판단된다.

한본 연구에서는, 철근콘크리트 보 구조물의 동결융해에 따른 장기거동특성 및 최종 파괴형태를 비교 분석하고자 하였다. 철근콘크리트 보 시험체와 재료 시험체를 제작하여, 동결융해 챔버를 이용하여 동결과 융해를 반복적으로 수행하였다. 동결융해를 위하여 기존의 시험법을 참고하여 철근콘크리트 구조물에 대한 시험을 수행 하였다. 동결융해에 따른 콘크리트의 재 료특성 변화와 철근콘크리트 보 구조물의 거동특성 변화를 통하여 동결융해에 대한 영향을 평가하였다. 제안된 동결융해 시험법을 통하여 콘크리트 공시체의 압축강도가 약 19%감소하였다. 철근콘크리트 보 시험체의 경우, 콘크리트의 표면 강도가 동결 융해에 의하여 감소되어 사인장 균열이 발생하여, 재료적 강도 감소에 의한 구조물의 성능이 감소함을 확인하였다. 또한, 사인장 균열이 발생한 동결융해 시험체의 에너지 소산능력이 동결융해를 거치지 않은 시험체와 비교하여 적게 발생하였다.

본 연구에서는 CFRP 복합재료 플레이트로 외부 보강된 철근콘크리트 보 구조물의 장기 거동 특성과 CFRP 복합재료 플레이트의 부착거동을 실험을 통하여 검토하였다. 장기 사용성을 고려하기 위하여 동결융해 시험법을 사용하였으며 4절점 휨 실험을 통하여 평가하였다. CFRP 복합재료 플레이트로 보강 후 동결융해를 진행한 시험체(FFCB)와 동결융해 후 CFRP 복합재료 플레이트로 보강한 시험체(LFCB)의 4절점 휨 실험 결과를 비교 분석하였다. LFCB 시험체가 FFCB 시험체 보다 조기에 CFRP 복합재료 플레이트의 박리가 발생하였으며, 파괴형태가 다르게 발생하였다. FFCB의 경우 콘크리트 커버가 탈락되었으며, LFCB의 경우 콘크리트의 표면의 탈락이 발생하였다. 동결융해의 영향을 받은 콘크리트 재료의 성질이 약화된 결과로 판단된다. 동결융해 실험을 통하여 콘크리트 공시체의 압축강도가 약 19% 감소하였으며. 이에 따라 콘크리트 커버부의 인장강도도 감소한 것으로 판단된다. 콘크리트 구조물에 대한 보강의 경우사용기간 및 환경변수 등을 고려하여, 콘크리트 보강표면에 대한 정확한 상태평가가 필요할 것으로 판단된다.

We observed MMPs expression in all sperm groups, with pro-MMP showing lower expression than active MMPs. According to the results from each freezing extender, the sperm membrane integrity (HOST: Hypoosmotic Swelling Test) analysis in TCGGD (Tris 250 mM, Citric acid 88 mM, Glucose 47 mM, Glycerol 3%, Dimethylsulpoxide 3.5 M) is 59.8 ± 0.7, TCGSD (Tris 250 mM, Citric acid 88 mM, Glucose 47 mM, Sucrose 0.1 M, Dimethylsulpoxide 3.5 M) is 59.3 ± 0.5 were significantly higher (p < 0.05) among the experimental groups. And MMPs analysis result, we observed MMPs expression in all sperm groups, with pro-MMP showing lower expression than active MMPs. The expression of active MMP-2 was the highest in sperms frozen in TCGSD and TCGD (Tris 250 mM, Citric acid 88 mM, Glucose 47 mM, Dimethylsulpoxide 3.5 M), Meanwhile, sperms from the TCGGD and TCGED (Tris 250 mM, Citric acid 88 mM, Glucose 47 mM, Ethylene glycol 3%, Dimethylsulpoxide 3.5 M) group showed lower level of active MMP-2 expression. Together, these results indicate that adding glycerol or sucrose to the sperm freezing buffer would not only suppress MMPs expression but also minimize DNA fragmentation, providing a mean to improve the success rate in the in vitro manipulation of rabbit sperms. Therefore, these results suggest that TCGGD or TCGSD extender method for freezing-thawing of rabbit sperm increased the viability after thawing.

최근에 국내에는 다양한 원인에 의한 구조물의 안정성을 우려하는 사회적인 관심이 생겼으며 이에 따른 구조물의 보수·보강에 다양한 연구가 진행되고 있다. 우리나라는 4계절이 뚜렷하며 특히 겨울과 봄에는 일교차가 심하게 발생하는 특징이 있다. 이러한 날씨는 철근콘크리트 구조물에게 동결융해작용을 발생시켜 성능저하의 원인이 되며 구조물의 안정성을 위협할 수 있다. 현재 구조물 보수·보강 방법으로는 탄소섬유나 유리섬유로 FRP(Fiber Reinforced Polymer)를 활용하여 Plate나 Sheet 형태의 부착 보강하는 방법이 일반화 되어있다. 하지만 다소 고가이며 유리섬유는 인체에 유해하다는 연구결과가 있다. 때문에 본 연구에서는 친환경적이고 내열성이 우수한 현무암섬유(Basalt Fiber)를 활용하여 동결융해 작용에 의한 콘크리트의 성능저하를 조건으로 BFRP-콘크리트의 부착성능 및 파괴패턴을 비교 분석하였다. 동결융해시험에 따른 부착강도평가는 동일한 섬유와 수지가 함침된 BFRP를 활용하여 동결융해Cycle(0, 100, 200, 300)과 콘크리트 압축강도(24MPa, 30MPa)를 변수로 부착성능을 평가하였으 며 Case1(선 부착 후 동결융해)과 Case2(선 동결융해 후 부착)로 나누어 진행하였다. Case1과 2 모두 콘크리트 파괴의 형태를 보 였으며 Case2의 경우 Case1에 비하여 부착강도가 감소됨을 나타내었고 동결융해 Cycle이 진행될수록 콘크리트 계면의 성능은 저하되고 부착강도는 평균 약 25%정도 감소하는 것을 확인하였다.

생체 유래 동해보호제인 난황 및 우유는 세균 및 바이러스에 의한 오염과 감염으로 동결융해 후 정액 성상(보존성)에 부정적 요소로 작용하여 왔다. 이에 본 연구는 렛트(rat)에 있어서 동결보존액이 융해 후 정액 성상에 미치는 영향을 조사하였다. 공시된 렛트는 18 주령 이상의 성숙된 수컷 6 마리였다. 정액채취는 렛트를 먼저 할로탄 흡입마취한 후 양측 정소의 중앙부를 1~2cm 절개하여 정소상체의 미부를 적출한 후 Androhep 희석액이 담긴 배양접시(⌀35mm)에 옮겨서 세절하여 정자를 채취하였다. 정액의 동결과정은 이장희(1993)의 방법에 준하여 실시하였다. 동결보존액으로는 기본적으로 Androhep 희석액을 사용하였으며, 동결보존액이 융해 후 정액 성상에 미치는 영향을 조사하기 위하여 2 개체의 정액을 혼합하여 난황, 두유 및 코코넛 밀크가 각각 20%씩 포함된 1 차 동결보존액으로 1 차 희석 후 정자 농도를 4x107spermatozoa/ml 로 조정하였으며 1 시간에 걸쳐 4℃까지 냉각시켰다. 냉각된 정액은 1 시간에 걸쳐 8%의 glycerol 이 포함된 2 차 동결보존액의 10%, 20%, 30%, 및 40%씩 점등하여 1:1 로 희석시켰다. 최종 희석된 정액은 별도의 glycerol 평형 시간 없이 0.5ml straw 에 충진 시켜 포장하였다. 최종 포장된 정액은 액체질소 표면 5cm 위에서 10 분간 정치시켜 예비 동결시킨 후 침지하여 동결시켰다. 동결과정 중 정자의 활력은 현미경 상의 혈구계산판을 이용하여 100 분율로 평가하였다. 2 개체로부터 채취하여 합쳐진 정액에 대해서 동결보존액의 주요 조성분인 난황, 두유 및 코코넛 밀크에 따른 동결융해 후 정자 활력은 각각 10%, 0% 및 0%로 난황이 다소 높게 나타났다. 이들 주요 조성분의 오염도 수준은 난황, 두유 및 코코넛 순으로 나타났다. 동결과정 중 활력 변화는 채취 직후 합친 상태의 활력은 평균 75% 였으며 냉각 후 2 차 희석이 완료되었을 때에는 40%, 예비동결 후에는 20% 수준, 동결 후 1 일 경과 후의 융해 후 정자 활력은 매우 저조하였다. 이상의 결과에서 동해보호제로서 식물성 동해보호제로써 두유와 코코넛 밀크의 이용 가능성이 없는 것으로 나타났다. 다만 동결 처리 과정 중 정자 활력의 급격한 손실은 정소상체 미부 정자의 미성숙 상태에 의한 내동성 부족으로 사료되었다.

생체 유래 동해보호제인 난황 및 우유는 세균 및 바이러스에 의한 오염과 감염으로 동결융해 후 정액 성상(보존성)에 부정적 요소로 작용하여 왔다. 이에 본 연구는 반려견에 있어서 우수한 품종의 보존과 증식을 위하여 동결보존액이 융해 후 정액 성상에 미치는 영향을 조사하였다. 공시된 반려견은 경기도 김포에 위치한 애견 번식농장에서 보유 중인 포메라니언, 시츄 및 요크셔테리어 품종 각각 2 마리씩이었다. 정액채취는 맛사지법으로 실시하였으며 채취 직후 Androhep 희석액으로 35℃ 전후의 같은 온도로 1:1 로 희석시킨 다음 서울호서전문학교 브리딩전공 실습실로 2 시간이내에 옮겨졌다. 옮겨온 직후 개체별 정액성상을 평가하였으며 동결정액 제조방법은 지달영(2004)의 방법에 준하여 실시하였다. 동결보존액으로는 기본적으로 Androhep 희석액을 사용하였으며, 동결보존액이 융해 후 정액 성상에 미치는 영향을 조사하기 위하여 품종별 2 개체의 정액을 혼합하여 난황, 우유 및 코코넛 밀크가 각각 20%씩 포함된 1 차 동결보존액으로 1 차 희석 후 정자 농도를 4x107spermatozoa/ml 로 조정하였으며 1 시간에 걸쳐 4℃까지 냉각시켰다. 냉각된 정액은 1 시간에 걸쳐 8%의 glycerol 이 포함된 2 차 동결보존액의 10%, 20%, 30%, 및 40%씩 점등하여 1:1 로 희석시켰다. 최종 희석된 정액은 별도의 glycerol 평형 시간 없이 0.5ml straw 에 충진 시켜 포장하였다. 최종 포장된 정액은 액체질소 표면 5cm 위에서 10 분간 정치시켜 예비동결시킨 후 침지하여 동결시켰다. 동결과정 중 정자의 활력은 현미경 상의 혈구계산판을 이용하여 100 분율로 평가하였다. 반려견의 품종에 따른 채취 직후의 정자 활력은 시츄, 포메라니언 및 요크셔테리어 가 각각 87.5%, 40%, 및 60%로 시추의 정자 활력이 다른 품종 보다 높았다. 동결보존액의 주요 조성분인 난황, 우유 및 코코넛 밀크에 따른 동결융해 후 정자 활력은 각각 60%, 40% 및 20%로 난황이 가장 우수하였으나. 이들 주요 조성분의 오염도 수준은 난황, 우유 및 코코넛 순으로 나타났다. 식물성 동해보호제로 코코넛은 동결융해 후 활력이 가장 낮게 나타났으나 생체 유래 물질인 난황 및 우유보다는 오염의 정도가 매우 낮게 나타났다. 이상의 결과에서 동해보호제로서 식물성 코코넛 밀크가 반려견 정액의 동결 융해 후 정자 생존성(활력)에 있어서는 생체 유래물질인 난황, 우유보다 낮았으나 오염(세균 및 바이러스 등)을 줄일 수 있는 새로운 방향을 제시한 것으로 나타났다. 코코넛 밀크를 준비하는데 불편함이 많았던 관계로 대체할 수 있는 다른 식물성 동해보호제가 탐색되어야 할 것으로 사료되었다.

HYB(FRP Hybrid Bar) is composite structural material that combines reinforced bar and FRP. HYB has high elastic modulus and after-yield-hardening properties, despite its corrosion resistance and light weight. HYB under development has relatively stable corrosion durability. This study performs fundamental experiments for the long period UV exposed HYB, and carries out pull-out test for the freezing-thawing exposed specimens of ordinary reinforced bar, HYB, and UV exposed HYB. The effect of UV exposure and freezing-thawing did not affect the tensile property and strength of HYB. However, the bond strength reduction on the environment of accelerated corrosion should be considered in further study.