R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 200808정책인프라 C01-05 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 국내 석탄회(Bottom Ash 포함)를 이용한 터널 보수보강 모르타르 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2008-07-25 ~ 2008-10-24 | |||||
| 연구책임자 | 조정기 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
10명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 25,000,000 원 기업 : 17,230,000 원 계 : 42,230,000 원 |
총연구비 | 정부 : 25,000,000 원 기업 : 17,230,000 원 계 : 42,230,000 원 |
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| 연구기관명 | (주)두영티앤에스 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
개발코자하는 기술은 초속경시멘트와 국내 석탄회 조분(Bottom Ash)를 이용한 수로터널용 자원재순환형 기능성 보수/보강 모르타르에 관한 것으로서 속경성/고유동성을 발휘하고 내구성을 향상시킨 고부가가치의 제품개발기술이다. 석탄회는 화력발전소에서 발생하는 산업부산물로서 종래에는 (미연탄소를 줄인)정제된 일부 플라이애쉬(전체 석탄회의 약 10% ~ 20%)만이 레디믹스 콘크리트공장 및 건설현장에서 콘크리트 제조시 시멘트치환재로 주로 사용 되어왔으며 잉여분은 전량 매립 등의 방법으로 폐기 처분되어 왔다. 따라서 잉여 석탄회의 폐기 비용을 절감하고 환경보존적 측면에서 재활용하기 위한 개선 및 대책 마련이 시급히 필요한 실정이며 또한 이러한 잉여 산업부산물을 사용한 고부가가치의 건설용 보수 재료의 개발은 경제적 측면에서도 매우 기대되는 사항이다. [최종목표] 추가연구대상기술의 본격적인 사업화(연구개발)를 위한 사업타당성 검토 및 사업기획을 그 목표로 한다. <추가연구대상기술> ; 재자원화 이용률이 낮은 산업폐기물(국내산 석탄회 조분, 고로슬래그)의 유효이용을 도모하기 위해 초속경시멘트 및 산업폐기물을 혼입한 양질의 (터널용) 급경성 보수 모르타르를 개발하는 것이며 산업부산물(슬래그 및 석탄회 조분 치환량을 높인 용도별 보수보강모르타르의 개발, 동절기(섭씨 5도 이하기준, 충진용, 석탄회 조분 10%이상, 석탄회+슬래그 30%이상 치환)를 기준으로 3시간 압축강도 6N/mm² 이상(2~4시간 정도에 탈형 가능),장기강도 40N/mm² 이상, 부착강도 2N/mm² 이상, 유동성은 셀프플로우(진동을 주지않은 상태에서의 플로우) 250mm이상, 초결 40분 이상으로 건조에 의한 균열이 발생하지 않을것 (6-10이하; R.H 80%) [연구내용 및 범위] 본 과제는 기존 일본 개발제품 대비 동등 이상의 기능을 확보한 친환경 기능성 보수 모르타르의 품질향상 및 국산화를 위해 한국건자재시험원과 함께 시행하며 최적의 제품개발을 위해 각 화력발전소에서 나오는 석탄회 조분의 품질, 즉 탄종(유연탄; 미연탄소/입도/기타)별 제품설계 및 조건별 조합모델(결합재대비 치환량)결정과 석탄회 사용량 증가를 위한 제품용도별 최적 조합제품 개발하는 내용으로 한다. 거시적으로는 기술가치평가기관과 함께 동과제의 기술분석(관련기술 동향 및 권리분석)과 기술적 타당성검토(기술경쟁력 및 제품화 환경)를 수행하고 시장동향 및 사업계획분석을 통해 이를 위해 사업화 능력을 진단하고 성공적인 사업화(연구개발)을 꾀한다. 또한 미시적으로는 성공적인 사업화를 위해 추가로 연구되는 대상기술의 정확한 목표설정 및 달성을 위해 다음과 같은 기초연구계획을 수립하고 보완한다. 폐사와 건자재시험원은 본 개발과제가 추구하는 개발과제관련 보수모르타르의 재료분석, 조건별 재료 최적조합 선정(시멘트 종류에 따른 잔골재 비율, 결합재 치환율,석탄회 및 슬래그 치환율) 및 건조수축 감소로 기존 개발제품(일본)대비 동등이상 시현(유동성, 압축강도, 수축성, 내구성)을 목표로 보수모르타르 시험계획 입안, 속경시멘트의 개량 및 최적입도분포 검토, 입도관련 성능평가, 내마모성 검토, 복공콘크리트의 부착성능 및 거푸집 박리제 및 시공성 검토, 산업폐기물 치환율 증대에 따른 용도별 제품(물성 감안)검토, 그리고 개발된 제품을 국내외에 어떤 판매시스템을 구축하여 마케팅할 것인가에 대한 계획을 수립하는 것을 그 연구범위로 한다. - 상기 개발기술과 관련하여 폐사는 약 5년간(2002년~2006년)에 걸쳐 일본 최대 건설업체(도급순위 1위)인 카지마건설주식회사와 함께 일본 동경전력을 비롯한 9개사의 화력발전소에서 나오는 석탄회를 유효 활용한 자원재순환 프로젝트를 공동으로 연구/개발, 추진해 왔으며 여러 차례의 제품관련 시험시공(동경전력 이와무로발전소 외)을 거쳐 그 성능을 인정받고 최근(2007년 1월)에는 일본 카지마건설과 함께 동 내용을 일본 및 한국에 동시 공동특허출원한 바 있다. 다만, 비록 제반 여건(발전소 사용 유연탄 탄종 등)이 매우 유사하다고는 하나 연구의 기본이 되는 석탄회가 일본산이고 또한 기초시험을 제외한 모든 시험 및 연구가 일본에서 이루어졌으며 용도 또한 열악한 환경(동절기시공 등)의 일본수로터널에 한정되어 석탄회(바텀애쉬 포함) 사용량이 극히 제한되었던 만큼 지금까지 연구결과를 토대로 국내 실정(국내산 석탄회 포함)에 맞는 차별화된 기술개발이 필요하며 특히 국내 보수보강분야의 전문조직인 건자재시험원과 함께 경제성이 높은 자원재순환 기능성 보수/보강 모르타르를 개발코저 하며 개발되는 모르타르는 기존 개발품(일본)보다 물성이 우수하고 석탄회(바텀애쉬 포함)치환량도 많은 제품으로서 터널(일반 교통, 철도, 지하철 등) 및 수리구조물뿐 아니라 일반 콘크리트 구조물의 보수/보강에도 폭넓게 적용 가능한 매우 경제적이며 친환경 소재가 되리라 기대하는 바이다. 본 연구는 상기목표를 달성하기위한 연구기획으로 개발과제관련 기술동향과 권리범위를 분석하고 사업화를 위한 기술적 타당성을 객관적으로 검증받기 위한 연구절차, 그리고 사업화 성공을 위한 전략을 위주로 작성하였다 |
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| 색인어 | 한글 | 석탄회 조분 | 보수/보강 | 초속경 | 모르타르 | 클립(CLiP) 터널 공법 |
| 영문 | Bottom Ash | Repair andReinforcement | High EarlyHardening | Mortar | (Clean Lining by Pumping)Tunnel | |
| 최종보고서 | 최종보고서_두영티앤에스.pdf | |||||