R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202121CTAP-C152069-03 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 초속경 스프레이드 고점도-고인성 시멘트계 복합체를 활용한 조적조 건축물의 내진보강기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2019-04-19 ~ 2021-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 류두열 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
12명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 331,000,000 원 기업 : 110,400,000 원 계 : 441,400,000 원 |
총연구비 | 정부 : 600,000,000 원 기업 : 232,900,000 원 계 : 832,900,000 원 |
|||
| 연구기관명 | 한양대학교산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
○ 우리나라도 더 이상 지진 안전지대가 아님에도 불구하고 건축물 내진율은 20.4%에 불과하며, 그 중에서도 조적조 건축물은 2.0%로 내진보강이 시급한 상황임 ○ 서울시에 규모 7.0 대형지진 발생시 건축물 피해 추정액 427조로 국내 건설업계의 4년간 수주액에 육박, 규모 6.5의 지진발생시에도 272조원의 피해발생 예측 ○ 대규모 지진 발생시 건설업체의 모든 역량을 국가재건사업에 투입해도 재난복구까지 수년에서 수십년 소요됨. 재난피해 최소화를 위한 선제적 지진방재대책 요구됨 ○ 다양한 내진보강관련 기술들이 있지만, 강진에 대한 내진성능 확보뿐만 아니라 공사기간, 시공비 등의 많은 문제로 수요자의 요구를 충족시키지 못함 ○ 국내 대부분 1~2층 건물은 횡력에 약한 조적조 건물이며 구조상 전 세계적으로도 독특한 구조 지님. 하지만 이러한 국내 실정을 반영한 조적조의 내진성능평가 기술은 아직 정립되지 않음 ○ 선진국 대비 국내업계의 기술수준은 열위한 상태이나 지진발생 위험에 대한 경각심 증대로 내진기술에 대한 건설업계의 관심이 점차 증가하고 있음 ○ 전 세계 인구증가와 도시화로 지진발생 피해 대규모화. 내진기술은 고부가가치 창출 미래기술로 부각 ○ 국내 건설업체들이 글로벌 건설시장에서 기술경쟁력을 확보하고 시장을 선점하기 위해서는 내진기술개발에 대한 투자를 확대하고 첨단 내진기술 역량을 강화해야 함 ○ 본 연구에서는 분사형 고점도-고인성 시멘트 복합체 개발을 통해 시공이 용이하며 경제적인 조적조 건축물 내진보강기술 개발을 목표로 함 ○ 본 연구개발 기술은 현(現) 최고 수준으로 인식되고 있는 UHPC 및 ECC 대비 에너지 흡수능력을 2배로 향상시킨 세계 최고의 고인성 수준을 가지며, 세계 최초 리바운드율 10% 이하인 분사방식의 고점도-고인성 섬유보강 시멘트 복합체임 ○ 내진성능 확보를 위해 섬유 혼입 시멘트 복합체의 적용이 고려될 수 있으나 기존 섬유보강 콘크리트는 분사형으로 사용되지 않기 때문에 섬유혼입율, 유동성, 점성, 인성 등 다양한 재료성능 향상 필요 ○ 구조적인 측면에서 내진, 전단, 부착 등 다양한 성능 확보를 통해 조적조의 내진성능을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 콘크리트 구조 등 타 구조형식에도 적용 가능할 것으로 판단 ○ 시공적인 측면에서 타 보강기술에 비해 시공 공간이 크게 요구되지 않으며, 공사기간, 시공비 등에서 우수한 경쟁력을 지닌 기술의 개발 [최종목표] ○ 최종목표: 초속경 스프레이드 고점도-고인성 시멘트계 복합체를 활용한 조적조 건축물의 내진보강기술 개발 ○ 세부 목표 ● Task 1: 내진 보강용 초속경 분사형 고점도-고인성 섬유보강 시멘트 복합체 개발 ● Task 2: 고점도-고인성 섬유보강 시멘트 복합체용 고성능 화학 혼화제 개발 ● Task 3: 국내 실정을 고려한 조적조의 전단성능 및 내진성능평가 기술 개발 ● Task 4: 변형률(10-6-10-1/s) 속도효과를 고려한 재료 모델 개발 ● Task 5: 고점도-고인성 시멘트 복합체의 뿜칠형 보강을 위한 분사장비 구축 ● Task 6: 분사형 고점도-고인성 시멘트 복합체 적용 조적조의 내진성능 기준 및 보강공법 제안 [연구내용 및 범위] ○ Task 1: ● 인장강도 8 ㎫, 변형성능 4% 이상 초속경 고성능 시멘트 복합체 최적 배합 개발 ● 시멘트 40%이상 산업부산물 대체 및 타설 후 4시간 내 인장성능 70% 발현(초속경) ● 지진하중에 대한 효과적인 조적조 외부 보강 기법 개발 ○ Task 2: ● 고점도 no-slump, 섬유 분산성, 부착강도 향상을 위한 고성능 화학혼화제 개발 ○ Task 3: ● 조적조의 전단 및 내진성능을 분석하기 위한 평가기술 ● 고점도-고인성 시멘트 복합체가 적용된 조적조의 전단 및 내진성능 실험 분석 ○ Task 4: ● Static-Seismic(10-6-10-1/s)속도 범위 하 역학적(압축, 인장, 전단) 성능 정량화 ● 고점도-고인성 섬유보강 시멘트 복합체의 정·동적 재료 모델 개발 ○ Task 5: ● 개발된 고점도-고인성 시멘트 복합체를 조적조에 뿜칠 시공하기 위한 장비 개발 ● 리바운드율 10% 이하, 부착강도 2 ㎫ 이상, 막힘현상 방지 기능 ○ Task 6: ● 지진규모 9.1 이상의 내진성능 확보 ● 내진 보강 조적조의 성능평가 및 최적 보강 두께 제시 ● 조적조의 내진보강 공법 가이드라인 제시 * 1차년도 ● 이론적 배경 및 선행 연구 조사 ● 초속경 스프레이드 고점도-고인성 섬유보강 시멘트 복합체(US-HVDCC) 개발 ● 이론적 배경 및 선행 연구 조사 ● 조적조의 전단/내진성능평가 기술 개발 ● 이론적 배경 및 선행 연구 조사 ● US-HVDCC용 혼화제 개발 * 2차년도 ● US-HVDCC의 뿜칠 후 성능 향상 ● 10-6~10-1/s 속도 하 동적증가계수-변형률 속도 모델 개발 ● 변형률 속도에 따른 응력-변형률 모델 개발 ● US-HVDCC용 분사장비 개발 ● US-HVDCC 보강 조적조의 구조성능 기준 수립 및 보강공법 개발 ● US-HVDCC 보강 조적조의 수치해석 모델 수립 ● 개발된 고성능 화학 혼화제 성능검토및보완 ● US-HVDCC와 조적조의 부착성능 향상을 위한 특수 첨가제 개발 * 3차년도 ● US-HVDCC의 보강재료 내구성능 검토 ● 조적조의 US-HVDCC 내진보강공법 가이드라인 수립 ● US-HVDCC 보강 조적조 성능예측 수치해석 ● US-HVDCC 보강 조적조의 내진성능평가 ● US-HVDCC 보강 조적조 실증용 TEST-BED ● US-HVDCC와 조적조의 부착성능 확보 방안 도출 * 각각의 연구내용 및 연구성과는 기관간 상호 유기적으로 연결되어 연구 효율 및 성과를 극대화 함 * Ultra-rapid-hardening Sprayed High Viscosity-High Ductility Cementitious Composites = US-HVDCC |
|||||
| 색인어 | 한글 | 초속경 내진보강 신재료 | 스프레이드 고점도-고인성 시멘트 복합체 | 신 내진보강 기술 | 조적조 건축물 | |
| 영문 | Ultra rapid hardening new seismic retrofit material | Sprayed high viscosity-high ductility cement composites | Novel seismic retrofit technique | Masonry building | ||
| 최종보고서 | 최종보고서 - 초속경 스프레이드 고점도-고인성 시멘트계 복합체를 활용한 조적조 건축물의 내진보강기술 개발 (한양대학교 류두열).pdf | |||||