In the present study, the effects of electrodes type (copper, steel or CFRP) and design (plate or mesh) on electrical stability of conductive cement as exposed to various weathering conditions were investigated. To fabricate these composites, multiwalled carbon nanotube and carbon fiber were added to the cement composites by 0.6 and 0.4% by cement mass. Seven different types of electrodes were embedded to the samples, and their electrical stability was examined during the curing period. In addition, the fabricated samples were exposed to water ingress and cyclic heating conditions. Then, the compressive strength of the samples was evaluated to observe the interfacial bonding between the cement paste and electrodes. Based on the experimental results, it was found that the samples showed different electrical stability even their mix proportion was same. Thus, it can be concluded that the type and design of the electrodes are important in measuring the electrical properties of the conductive cement composites. Specifically, an improved electrical stability of electrodes is required when they are exposed to various weathering conditions.

In this study, an accelerated weathering test was performed to examine the variation of thermal insulation performance according to the service life. A widely used class 1 thermal screen (matt georgette + polyethylene (PE) foam + chemical cotton + felt + matt georgette) was selected as the target thermal screen. The ultraviolet irradiation that reached the target thermal screen specimen (60 x 60cm) was 5mW/cm2. Thus, the ultraviolet irradiance was set to 5mW/cm2, and the exposure periods of accelerated weathering conditions on the specimens were set to 0, 282, 847, and 1412h. The radiation exposure periods of the weathering conditions for 0, 282, 847, and 1412h indicate the amount of ultraviolet accumulation for 0, 1, 3, and 5years, respectively. In the accelerated weathering test, the target specimens that completed each exposure phase were subjected to the hotbox test to analyze their thermal insulation performances. Consequently, the thermal insulation performance of the multi-layer thermal screen was estimated to degrade rapidly after approximately two years. In the accelerated weathering condition, a quadratic function model was used to calculate the expected service life, since it adequately described the variation in thermal insulation of the thermal screen according to time. The results showed that when the thermal insulation performance degraded by 5, 10, 20, and 30%, the expected service lives were 2.5, 3.3, 4.5, and 5.5years, respectively.

The purpose of this study is to evaluate the structural safety of cultural altar since its bearing capacity has been questioned due to weathering damages and sectional defections. This evaluation process consists two stages; which the first is field investigation and the second is structural modeling and analysis. Based on field investigation, all of the structural members supporting the altar were carefully examined and all the findings were accounted for the development of the structural modeling using the Midas computer program. Using a 3D scanner, the weight of the Buddha statue was applied to the structural modeling. Then, according to the allowable stress design method of KBC2016, the structural safety was evaluated. Based on this result, replacements of several structural members were recommended to increase the structural safety and value of cultural property.

본 연구는 경상북도 구미시 천생산 지역에서 발달하는 타포니를 대상으로 암석의 풍화 과정 및 타포니의 형성 과 정을 분석하고 있다. 연구지역의 타포니 발달은 조립질 퇴적암인 역암과 역질사암에서 발생빈도가 높으며 타포니의 발생 은 역의 이탈 및 박리가 발생한 지점에서부터 시작되는 것으로 추정된다. 지형적으로 산지의 남사면 암석 노출지에서 타 포니의 집중적 발달이 관찰되는데, 이는 겨울철 기계적 풍화와 여름철 화학적 풍화의 진행이 상대적으로 높은 환경적 조 건에 따른 것으로 해석된다. 타포니가 발달한 암석 표면에서 측정한 함수율의 분포 특성은 타포니 발생 지점이 주변에 비해 높은 함수율을 명확히 보여주고 있어 암석 내의 수분은 어떤 기제로든 타포니 발생에 상당한 영향을 끼치는 것으로 판단된다. 타포니 내에서 확인되는 풍화 침전물 및 이차광물에 관한 분석은 후속 연구로 현재 진행 중에 있다.

석조문화재의 풍화훼손도를 평가하기 위해 초음파속도를 이용하는 방법은 현장적용 및 풍화도 평가가 용이하여 널리 사용되고 있다. 이 방법은 풍화가 진행되면 초음파 속도가 감소하는 특성을 이용해 신선암과 풍화암의 초음파속도 차이를 이용하여 풍화등급을 산정한다. 그러나 풍화등급 산정에서 신선암의 초음파속도를 암석의 산출지역과 관계없이 고정값(5,000 m/s)으로 사용하기 때문에 우리나라와 같이 동일한 암종에서도 다양한 속도가 나타나는 경우 많은 문제가 발생되고 있다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 석조문화재를 구성하는 대표 암종에 대하여 20종의 시편과 60개의 코어시료를 획득해 신선암의 초음파속도를 측정하여 데이터베이스(DB)를 구축하고 이를 보고하였다. 이 결과, 동일한 암종인 화강암 내에서도 초음파속도가 3,118에서 5,380 m/s까지 다양하게 나타나며 이를 무시하고 고정값을 사용할 경우 풍화등급 산정에 많은 오차를 발생시킬 수 있음을 확인하였다. 다음으로 측정 오차에 대한 보정을 위해, 현장측정에서 사용하는 두 가지 방법(직접법과 간접법)에 의해 속도를 측정하고 지역별 암종에 따른 보정계수를 산출하였는데 그 범위는 1.31에서 1.76까지 다양하게 나타났다. 그 외 측정온도, 장비운영자에 따른 초음파속도의 차이를 확인한 결과 그 차이가 오차범위 내에 있어 풍화도 평가에 미치는 영향은 크지 않은 것으로 나타났다. 마지막으로 본 연구에서 얻어진 초음파속도 DB와 측정보정계수를 실제 석조문화재인 봉황리 마애불상군에 적용한 결과, 풍화지수는 0.3으로 기존의 방법보다 0.1 정도 낮게 평가되었으며 풍화등급 또한 기존의 방법이 "상당히 풍화"로 판별하는 것에 비해 "중간정도의 풍화"로 차이가 나타났다. 동일한 문화재를 대상으로 한 다른 연구결과에서 중간정도의 풍화등급을 제시하고 있어 본 연구의 결과가 보다 정확한 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구에서 제시한 방법은 보다 정확한 풍화지수의 산정과 그에 따른 보존대책을 수립하는데 기여할 것으로 기대된다.

신선한 흑운모 및 인위적으로 풍화시킨 흑운모에 대한 우라늄 수착 실험을 실시하였다. 실험 이후, 원심분리하여 상등액은 유도결합플라즈마분광분석(ICP-MS)으로 우라늄 농도를 분석하였고, 고체시료는 X-선 회절분석(XRD) 및 주사전자현미경(SEM) 분석을 실시하였다. 3 mm 이하의 흑운모 시료를 7개월간 실험실에서 풍화시킨 후, 신선한 흑운모와 동일한 조건으로 pH 변화에 따른 우라늄 수착량을 구하였다. 낮은 pH(pH 3)에서는 흑운모에 대한 우라늄의 수착이 크지 않았지만, pH가 증가함에 따라 점차 우라늄 수착이 증가하는 경향을 보였다. 풍화된 흑운모의 우라늄 수착량은 신선한 흑운모에 비해 작았고 높은 pH(pH 11)에서는 그 차이가 더 심하였다. 풍화된 흑운모의 낮은 우라늄 수착특성은 광물 표면의 변화 및 주위 용존이온들의 화학적 거동에 의한 것으로 보인다. 풍화된 흑운모 시료에는 광물 표면에서 선호되는 흡착자리가 파괴되거나 용해되고 더불어 용존 이온들의 콜로이드화에 의해 우라늄-광물 표면 수착반응이 감소되는 것으로 보인다.

한국원자력연구소 내 부지에 건설된 지하처분연구시설(KURT, KAERI Underground Research Tunnel)에 대한 기초적인 광물 풍화 및 지화학적 특성을 살펴보았다. 분석 대상 시료는 건설 과정중에 노출된 암석에 대해서 화학적 풍화에 따른 암석의 미시적인 변화를 현미경 및 화학성분 분석 등을 통해 관찰하였다. 풍화가 진행된 화강암의 경우 암석을 구성하고 있는 광물들 주변에 미세하고 작은 균열들이 발달하였다. 특히, 장석 광물의 풍화가 특징적으로 관찰되었고 광물 용해에 따른 Ca 성분의 선택적 용출 현상이 심하였다. 또한, 를 함유한 흑운모의 용해에 의한 성분의 용출에 의해 주변 광물의 미세균열에 이차생성물로 철산화물 침전이 두드러졌다. 광물내부로 부터 발생된 미세균열은 풍화가 진행되면서 점차 그 규모가 커지고 grain boundary를 따라 매우 먼 거리까지 확장되는 특성을 보여 주었다. 신선한 암석 이 풍화됨에 따라 암석 내에 존재하거나 용출된 화학 성분들은 이러한 미세 균열들을 통해 새로운 이차광물 생성에 관여하거나 그들과 상호 반응하면서 이동하는 것으로 추정된다.

Poly(oxypropylene-oxyethylene glycol) block copolymer(PBC) oil dispersant, which has low toxicity, high biodegradability, and an excellent dispersion efficiency to crude oils and weathered W/O emulsion was prepared by blending PBC, poly(oxyethylene) oleate, and sorbitan monooleate. The dispersing efficiency was measured by swirling flask method. The PBC oil dispersant had an excellent dispersing efficiency to weathered oil products formed as stable W/O emulsion, and the low toxicity, such as 4000 ppm to Oryzias Latipes(24 hr, TLM), Brine Shrimp Artemia(24 hr, TLM).

수산 시설물의 내구성을 평가하기 위한 기초 단계로 부력재 또는 프레임용 재질로 많이 사용되고 있는 국산 고밀도 PE 및 고강도 PVC와 노루웨이 고밀도 PE에 대하여 인공 광원을 조사한 후 시간의 경과에 따른 시료의 물성과 그 표면 및 파면의 형태적 변화를 비교·분석하였다. 실험에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 자외선 조사 시간이 경과됨에 따라 세 시료 모두 인장 응력과 탄성률은 미처리된 초기의 그것보다 크게 감소하였으나, 파단 신장률의 경우 처음에는 증가하다가 다시 감소하는 불규칙적인 경향을 나타내었다. 2) 잔여 응력 RS(kg/mm 상(2))와 자외선 폭로 기간 Y(Year)와의 상관 관계는 다음과 같이 나타났다. KHDPE : RS=2.6769-0.0003Y(r 상(2)=0.63) Hi-PVC : RS=5.3470-0.0003Y(r 상(2)=0.91) NHDPE : RS=2.4929-0.0004Y(r 상(2)=0.97) 3) 전자 현미경 촬영 결과, 자외선의 영향으로 시료의 표면에 물방울 형상이 나타났으며, 자외선 조사 시간이 경과됨에 따라 분자 구조의 분해로 인하여 작은 구멍이 확인되었다.

수산시설용 그물감 재료로 많이 사용되고 있는 PE 및 나일론과 신소재섬유로 구성된 Hi-PE 그물실의 내후성 기구를 파악하기 위하여 그물실에 인공광원을 조사한 후 시간의 경과에 따른 그물실 표면의 형태적 변화와 밀도 및 광각X선 회절 측정을 실시하였으며, 이들 결과를 인장시험에 의한 기계적 물성 특성과 비교「고찰하였다. 실험의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 그물실 표면의 형태적 변화는 염색 처리된 PE와 나일론 그물실의 경우에는 표면에 안료가 석출되었을 뿐 균열은 나타나지 않았으나, 미처리된 Hi-PE 그물실의 경우 자외선 etching에 따른 균열의 현저한 증가를 확인할 수 있었다. 2. 그물실의 분자 충진 밀도의 경우, 염색된 PE 및 나일론 그물실의 경우에는 노출시간이 증가함에 따라 큰 변화는 없었으나, Hi-PE 그물실의 경우에는 분자사슬의 재배열과 chain scission 등의 영향에 의해 밀도가 증가하였다. 3. 세 그물실 모두 회절 피크의 2θ에는 큰 변화가 없는 것으로 보아 결정구조의 근본적인 변화는 없다고 생각할 수 있다. 4. 잔여 강도는 염색처리된 PE 및 나일론 그물실에서 각각 90.8%와 75.3%로 높게 나타났으나, 미처리된 Hi-PE 그물실에서는 68.3%로 가장 작았으며, 이는 전자현미경에 의해 촬영된 그물실 표면의 형태적 변화와도 잘 일치하고 있다.

Polyoxyethylene monooleate was prepared by addition of ethylene oxide to oleic acid. And also, polyoxyethylene monooleate type oil dispersant was prepared by blending polyoxyethylene monooleate, n-paraffine, sorbitan monooleate, sorbitan monopalmitate, and palm oil. Dispersion efficiency test was carried out by vertical shaking flask and swirling flask methods. Low toxic oil dispersant was prepared with polyoxyethylene monooleate, which has high biodegradability and excellent dispersion efficiency on crude oils and weathered W/O emulsions with high viscosity, and its dispersion efficiency was measured to various crude oils and weathered oils.

한반도는 황사의 이동 경로에 있으나, 풍화와 침식이 활발한 산악 지형에서 황사의 퇴적을 확인하기는 어렵다. 이 연구에서는 설악산 알칼리장석화강암 토양의 세립실트(< 20 μm)에 점토광물 특성, 광물조성, 미세 조직 분석을 실시하여 산악지역 토양 내 황사퇴적물의 존재 상태를 조사하였다. 이 지역 토양 세립실트는 기 반암 유래 쇄설성 입자, 황사퇴적물, 그리고 이들의 풍화물로 구성되어 있다. 토양 내 황사기원 광물로 2:1 층상규산염, 녹니석, 각섬석, 녹염석, 함칼슘사장석이 확인되었다. 기반암인 알칼리장석화강암은 석영과 알칼 리장석으로 구성되며, 알칼리장석 중 앨바이트가 부분적으로 풍화되어 소량의 깁사이트와 고령토 광물이 생 성되었다. 산성토양환경에서 일라이트-스멕타이트 계열 2:1 층상규산염의 팽윤성 층간에 다핵 Al 양이온 종들 이 교환 및 고정되어 히드록시-Al삽입점토광물이 생성되었다. 2:1 층상규산염 총량을 기준으로 평가하면 조사 한 토양 세립실트 내 황사의 양은 70% 정도로 추정된다.

To ensure the safety of weathering steel structures, it is important to evaluate the time-dependent corrosion behavior. Thus, progress and effect of corrosion damage on weathering steel members should be evaluated, but predicted corrosion depth do not go far enough until now, which is affected by the corrosion environment. In this study, the corrosion resistant of weathering steel was examined to quantifiably investigate and compare the corrosion depth of carbon and weathering steel.