R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202121CTAP-C157880-02 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 무기계 상변환 콘크리트 수화열 저감재의 장기저장성 및 생산성 향상 기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2020-04-13 ~ 2021-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 김규용 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 210,000,000 원 기업 : 70,035,000 원 계 : 280,035,000 원 |
총연구비 | 정부 : 370,000,000 원 기업 : 123,405,000 원 계 : 493,405,000 원 |
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| 연구기관명 | 충남대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
최근 대단위 규모의 초고층 건축물 시공 등이 아시아 지역 국가에서 시행되고 있으며, 고성능 및 고강도 콘크리트 성능이 요구됨에 따라 콘크리트 단위시멘트량이 증가 하고 있다. 단위시멘트량이 증가하면서 콘크리트 구조체에서 초기 균열이 발생하고 있으며 이는 수화열에 의한 온도균열로 콘크리트 성능 저하의 주요 원인이다. 수화열 에 의해 발생하는 콘크리트 온도균열을 제어하기 위한 기술이 다수 개발되었지만 아시아 극서지방 등의 건설현장에 적합한 시공기술 적용이 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내 유일의 상변환형 수화열 저감재의 조해성으로 인한 품질 관리 문제점을 개선하여 제품 안정성능을 확보하고, 매스콘크리트의 수화열 제어성능 평가 및 검증을 통해 해외 건설현장적용을 위한 기반을 구축하고자 한다. [최종목표] 본 연구개발에서는 소재의 조해성으로 인해 유발되는 무기계 상변환 수화열저감재의 저장기간 제약과 품질저하 개선 및 동남아시아 매스콘크리트 적용을 위한 수출기반 연구로써 무기계 상변환 콘크리트 수화열 저감재의 장기저장성 및 생산성 향상 기술을 개발하는 것을 최종목표로 하고 있음. 본 연구는 세계 최고수준의 기술 경쟁력을 갖는 무기계 상변환 수화열 저감재의 장기저장성 및 생산성 향상기술을 개발을 최종목표로 하고, 나아가 세계시장을 대상으로 하는 사업화를 실현하는 것을 기대하고 있으며, 본 연구가 성공적으로 개발될 경우, 가능성이 충분한 것으로 판단하고 잇음. [연구내용 및 범위] ○ 건설시장의 대형화 및 고층화에 의한 매스콘크리트의 수요 증가 및 수화열 저감재의 필요성 증가 최근 콘크리트구조물의 대형ㆍ장대ㆍ고층화에 따라 대단면의 매스콘크리트의 적용이 증가함. 매스콘크리트는 수화열에 의해 발생하는 균열 등의 결함을 제어할 필요성이 있음. - 세계적으로 초고층, 대형 건축물의 건설이 증가하고 있음. - 아시아 지역은 대형 건설사업의 투자가 집중되고 있음. - 매스콘크리트의 적용이 증가하여 수화열 제어기술의 중요성이 높아짐. ○ 국내ㆍ외 수화열 저감 기술 한계점 - 플라이애시, 고로슬래그 등과 같은 혼화재를 활용하고 있지만, 다량 사용의 경우 콘크리트 중성화 등의 구조적 문제점이 발생하여 사용 수준에 한계가 있음 - 파이프쿨링 기술의 경우 수화열 저감성능은 우수하나 별도의 냉각설비가 필요하고 초기 시공비가 상승되는 문제점이 발생 - 건설산업의 대단위화에 따른 매스콘크리트의 활용도 증가로 인해 다양한 수화열 저감 기술들이 개발되고 있으나, 기존 공법들은 성능 저하 또는 단가 및 공기 증가의 문제점이 있어 최근 상전이물질을 활용한 수화열 저감 기술에 주목하고 있음 - 최근, 상전이물질에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있으나, 매스콘크리트의 수화열을 효과적으로 감소시키는 목적으로 진행되는 연구는 소수임 - 국외의 경우, 새로운 수화열 저감 기술을 개발하는 경우가 극히 소수이며, 주로 기존 수화열 저감 기술의 효율성을 향상시키는 연구개발이 이루어지고 있는 것으로 확 인 - Ice flake 사용 등과 같은 새로운 수화열 저감 기술 또는 상전이물질 활용을 통한 수화열 저감에 대한 연구 및 논문들이 일부 발표되고 있으나, 상전이물질 PCM 기반 수화열 저감재를 활용한 매스콘크리트 수화열 저감 기술에 대한 연구 개발 및 사업화 수행 실적은 전무한 실정임 ○ 무기계 상변환소재의 내조해성 및 상변이 안정성 향상 기술 개발 무기계 상변환소재는 조해성에 의해 응고(뭉침)현상이 발생하며, 이는 장기저장성에 문제를 야기함. 조해성을 개선 및 상전이 안정성 개선을 통해 장기저장성을 해결하면 국내ㆍ외 시장으로의 진출 가능성을 높일 수 있음. - 표면처리 및 다공성 재료 함침기술을 적용한 내조해성 향상 기술 개발. - 고흡습성 소재 합성을 통한 분말형 수화열 저감재의 상전이 안정성 기술 개발. - 장기저장성 문제를 해결하여 수화열 저감재의 국내ㆍ외 시장으로의 적용성 확보. ○ 상변환소재를 활용한 장기보관형 콘크리트 수화열 저감재 생산 기술 개발 수화열 저감재의 내조해성 및 상변이 안정성을 개선한 무기계 상변환소재 기반 수화열 저감재의 장기저장성과 생산성을 향상시키고, 콘크리트용 수화열 저감재의 성능검 토 및 품질 안정성 확보가 필요함. - 수화열 저감재의 콘크리트의 역학적 성능 안정성 확보 기술. - 장기저장형 수화열 저감재의 생산품질 확보 및 매스콘크리트 수화열 제어 기술 - 국내ㆍ외 시멘트 특성을 반영한 수화열 저감재의 성능검증 및 품질 안정성 확보. ○ 무기계 상변환소재 기반 수화열 저감재의 개발 필요성 및 활용방안 - 국내·외 현황을 분석한 결과, 본 사업을 제안하는 연구기관에서 수행한 적용 사례들을 제외하고, 상변환소재 기반 수화열 저감재를 활용하는 기술을 바탕으로 연구 개발 및 사업화를 진행하는 사례는 소수인 것으로 확인 - 아시아 국가들의 경우, 경제적·기술적 제약으로 인해 기존 수화열 저감 기술을 적용하는데 문제점이 있기 때문에, 상변환소재 기반 수화열 저감재의 적용 기술은 시장 개척 가능성이 충분할 것으로 생각됨 - 이에 본 사업을 통하여 무기계 상변환소재 기반 수화열 저감재의 장기저장성 및 생산성 향상 기술 개발을 통해, 수화열 저감 관련 건설기술의 수준 향상을 촉진시 키고, 기술 개발 선도국으로 발전할 수 있을 것으로 판단 따라서 본 연구개발에서는 소재의 조해성으로 인해 유발되는 무기계 상변환 수화열저감재의 저장기간 제약과 품질저하 개선 및 동남아시아 매스콘크리트 적용을 위한 수출기반 연구로써 무기계 상변환 콘크리트 수화열 저감재의 장기저장성 및 생산성 향상 기술을 개발하는 것을 최종목표로 하고 있음. |
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| 색인어 | 한글 | 상변환소재 | 수화열저감재 | 내조해성 | 장기저장성 | 매스콘크리트 |
| 영문 | PCM material | Hydration heat reducing material | Deliquescence resistance | Long-term storage | Mass concrete | |
| 최종보고서 | [서식1] 최종보고서(기반연구)_충남대학교.pdf | |||||