R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201210기술혁신F01 | |||||
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| 연구사업명 | 건설기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 사회기반시설 장수명화를 위한 고성능 방수?방식 요소기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2010-06-30 ~ 2013-06-29 | |||||
| 연구책임자 | 김영근 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
3명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
16명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 586,000,000 원 기업 : 195,400,000 원 계 : 781,400,000 원 |
총연구비 | 정부 : 1,449,000,000 원 기업 : 550,600,000 원 계 : 1,999,600,000 원 |
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| 연구기관명 | (재)한국건설생활환경시험연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
-사회기반시설은 대부분 해수, 태양광, 장기적 수분환경, 화학적 침식 등 가혹한 열화조건에 장기가 노출되어 있어 열화인자를 차단하고, 시설물을 보호하여 장기적인 내구성능을 확보하기 위해 적용 구조물별 요구성능을 고려한 고성능 폴리우레아 수지를 개발하고자 함. -폴리우레아 방수/방식재는 내화학성이 우수한 고분자 재료를 고속 충돌 혼합방식을 적용하는데 시공이 용이하고 벽체부에서도 일정한 도막를 확보할 수 있다는 장점을 가지고 있으만, 습윤 바탕면에 대한 부착력이 취약하여 이를 개선하기 위해 습윤바탕면용 프라이머를 개발하고자 함. -폴리우레아 시공은 고압의 분사 압력으로 비산되는 문제점이 발생하고 개방된 공간에 적용시 주위 환경을 고려해야하는 문제점이 있어 비산량을 현저히 감소시키는 범용 시공장비를 개발하고자 함. -현재 국내에서 적용되는 폴리우레아 방수재는 KS F 4922에 품질기준이 규정되어 있으나, 해양 및 수처리 구조물 등 사회기반시설 환경에 적합한 내황산성, 내염해성 및 시공성능을 평가할 수 있는 평가방법 및 품질기준이 정립되지 않아 제품의 성능검증 없이 현장에 적용되는 실정으로서 구조물의 열화환경을 모사한 내구성 평가방법 및 기준 개발과 적용 구조물별 재료의 요구성능과 재료 선정 플로우를 개발하여 방수/방식재의 내구설계가 가능하도록 함. -폴리우레아 방수/방식재에 대한 시공지침이 정립되지 않아 건설현장에서는 시공작업자의 경험에 의해 장비조작 및 시공방법이 결정됨에 따라 시공품질 확보가 어렵고, 기술 보급에 장애가 되므로 이를 해결하기 위해 폴리우레아 방수/방식 공법 시공지침을 제시하고자 함. -본 연구개발 과제는 사회기반시설이 장수명화를 위한 고성능 방수/방식 요소기술 개발에 관한 것으로 고도정수처리시설, 상하수도용 코팅재, 콘크리트 표면 보호재, 강교용 부식 방지재로 적용이 가능한 고성능 폴리우레아 수지 개발과 외국 수입 시공 장비의 국산화를 통한 수입대체 효과, 내구 수명 연장과 유지관리 비용 절감을 위한 내구성 평가 방법 개발 및 내구 설계 기술을 정립하고자 함. [최종목표] ■ 고내수성 폴리우레아 수지 개발 -환경 저항성이 우수한 Non-yellowing type의 수지 개발. -환경 및 적용시설에서 요구되는 내구성이 우수한 방수/방식재 개발 a.고도정수처리시설(내오존성) b.상/하수도시설(내황산성) c.오폐수처리시설(내화학성) d.교량구조물(내염해성) e.강관 표면보호용 방식재 f.기타 콘크리트 표면 보호재(환경적/기계적) -소규모 현장에서 작업이 가능한 비장비형 폴리우레아 개발 -습윤바탕면에 시공가능한 폴리우레아 primer 개발 ■ 시공기술 개발 -대규모 시설에 적용가능한 범용 국산 시공장비 개발 -시공시설 및 시공부위별 작업성이 우수한 장비 개발 -시공시 발생되는 재료 비산의 발생 감소 및 억제 장치 개발 ■ 전문시공표준개발 및 체계정립 -내구성 평가방법개발 및 내구설계기술 정립 -시공 단계별 시공방법 선정 및 개발 -현장 적용성 검토 및 분석 -현장 품질관리 및 설계/시공 지침서 마련 [연구내용 및 범위] -폴리우레아 수지는 주로 MDI(Diphenylmethane diioscyanate)와 특수 아민(-NH2)의 화학반응에 의해 형성되는 우레아 결합을 형성하는 것으로 매우 우수한 내구성과 유연성을 갖고 있다. 일반적으로 우레아 반응은 우레탄 반응에 비해서 약100~1000배 빠른 결합을 이루므로 촉매 없이 빠른 경화가 가능하며, 100% 고형분으로 매우 친환경적인 수지라고 할 수 있다. 또한, 10~20초의 빠른 경화시간을 이용하여 시공 효율성이 높다고 할 수 있으며 높은 부착력, 내마모성, 내약품성, 열안정성을 가지고 있는 것이 특징임. -주제의 수지 설계시 방향족 이소시아네이트의 도입을 배제하고 환경적 열화방지를 위한 기능성의 산화방지제의 설계 및 도입으로 Non-yellowing type의 폴리우레아를 개발. -기존에 사용되고 있는 구조물 보호용 방수/방식재의 문제점의 개선 대안으로 폴리우레아의 고내구성이 요구되어 다양한 현장에 적용되고 있지만, 요소 기능성이 미흡한 상태로 고도정수처리시설, 상/하수도 시설, 오폐수처리시설, 교량 구조물 등 각 요소별 요구성능을 충족하는 방수/방식재 개발. -이를 위해서는, 내오존성, 황화가스에 대한 저항성, 내산성, 내염기성, 미생물 번식 억제, 배수간만에 의한 내마모성 등의 성능향상을 위해 고분자 사슬의 가교 밀도를 높이기 위한 다관능기의 이소시아네이트 도입으로 중합도가 향상된 수지 디자인 설계. -폴리우레아 방수/방식재는 일반적으로 대규모 시설공사에 적용되고 있어 소규모 시설공사 및 협소한 작업공간에서는 사용할 수 없는 단점을 개선하기 위해 상온경화형으로 충분한 가사시간을 확보한 비장비형의 수작업이 가능한 폴리우레아 수지 개발. -콘크리트 구조물의 부착강도를 향상시키기 위해서 폴리우레아 도막 자체의 부착성이 중요하지만, 콘크리트 바탕면의 습윤상태에 따라 가변적으로 성능이 나타나고 있어 이를 개선하기 위해서는 콘크리트 바탕면의 수분함량의 영향을 저감시켜주는 폴리우레아 전용 Primer의 개발을 통한 부착성능 향상 도모. -기술개발 성과를 종합하여 현장에 적용하고 기술의 보완 후 요소별 적용가능한 고기능성의 폴리우레아 시공시스템, 시공품질관리 매뉴얼 작성 및 KS 시공표준 제안을 통해 시공/관리 체계화 제시. -분사량 노즐 조정을 통하여 시공의 연속성에 적응하고 원료의 균일 압력을 유지하여 시공 품질을 보완하고 분진 및 원료 Loss를 줄일 수 있는 분사장치 디자인을 도출하여 장착함으로써 기존 시공 기계의 단점을 보완한 시제품 개발. -기존 방수.방식 공사의 한계점을 보완하고 시공의 효율성 및 적용성의 확대는 물론 친 환경적인 시공 장비 개발 및 시공 방법을 개선 하고자 함. |
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| 색인어 | 한글 | 무황변 | 폴리우레아 | 도포장비 | 고내구성 | 하도 |
| 영문 | Non-yellowing | Polyurea | Spray equipment | High durability | Primer | |
| 최종보고서 | 사회기반시설장수명화를위한고성능방수방식요소기술개발_20130629.pdf | |||||