R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201818AUDP-B069632-06 | |||||
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| 연구사업명 | 건설기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 압축강도 80~180MPa급 맞춤형 SUPER Concrete 재료 및 구조물 기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2013-12-24 ~ 2019-12-17 | |||||
| 연구책임자 | 김병석 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
6명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
46명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 1,675,000,000 원 기업 : 657,800,000 원 계 : 2,332,800,000 원 |
총연구비 | 정부 : 22,166,000,000 원 기업 : 9,232,510,000 원 계 : 31,398,510,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국건설기술연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
○ SOC 시설물에 대한 고품질·고기능·장수명화의 니즈 증대 - 초고강도·고기능·고품질의 새로운 콘크리트 재료와 이를 활용한 저비용·장수명 구조물의 설계·제작 기술을 개발하면 국가예산의 획기적 절감 및 관련분야 세계 선도 가능 ○ 국내 건설산업 침체 타개를 위한 해외 시장 진출 필요 - 국내 SOC 시설물에 대한 국가예산은 감소 추세인 반면, 동남아시아를 비롯한 개발도상국 및 중동 지역을 중심으로 한 해외 건설시장은 급격히 확대되고 있으므로 국내 건설산업 침체를 타개하기 위해서는 다양한 해외 건설시장 확대가 필수적으로 요구됨 ○ 국내 기술력 미약으로 인한 해외시장 진출 분야 편중 및 순이익률 하락 - SOC 시설물에 대한 국내 기술력은 선진국 대비 80% 수준으로 낮으며(제4차 건설기술진흥기본계획 수정계획(국토해양부), 2009. 7), 특히 엔지니어링 분야의 세계시장 점유율은 1.9%(2011년 기준) 정도로서 고부가가치 분야에 대한 기술력은 미약한 수준 - 이로 인해 해외건설 수주는 증가하고 있으나(2011년 해외건설 수주액은 591억 달러, 2012년 649억 달러 달성, 2013년 700억 달러 목표), 플랜트가 80%를 차지할 정도로 한 분야에 편중되어 있고, 순이익률 또한 저조한 문제점을 야기함 ○ 신재료 및 활용 분야에 대한 원천기술 개발로 고부가가치 분야 진출 필요 - 프랑스, 독일, 일본, 미국 등 선진 각국은 초고성능 콘크리트(UHPC) 재료 및 구조물 활용 기술을 미래 신성장 동력으로 인식하고 국가 차원의 지원을 하고 있음 ※ UHPC (Ultra-High Performance Concrete): 초고강도(기존 콘크리트 압축강도의 4배), 고내구성(200년 수명), 고유동성(물처럼 흘러내림)의 특성을 지님 - 우리나라는 UHPC 재료 및 사장교 활용 분야에서 월드 베스트 기술을 이미 확보하고 있으므로 국가 주도의 집중 투자가 이루어지면 단기간 내에 해당 분야의 글로벌 리더가 될 수 있으며, 특히 이 분야의 국제 기준은 아직 정비되지 않은 상태이므로 국제 기준 작성을 주도하여 해당 분야의 세계 기술을 선도할 수 있음 - 기술 개발을 통해 국내에서 국가예산을 절감할 수 있음은 물론이고 한계 상황에 직면한 국내 건설업체를 지원하여 해외 건설 수주를 견인하는 신성장 동력을 창출할 수 있음 [최종목표] □ 총괄목표 ○ 첨단 재료 기술과 핵심 설계？제작？시공 기술의 융？복합을 통한 세계 최고 수준의 콘크리트 구조물 건설기술 개발, 이를 통한 국가예산 절감 및 해외 건설 수주 견인 - 압축강도 80MPa~180MPa급 맞춤형 SUPER Concrete 재료 및 설계·제작？시공 핵심기술 확보 - 콘크리트 구조물 중량 30% 저감 및 내구수명 50%~100% 증진 - 건설？유지관리 비용 10%~20% 절감 - 글로벌 스탠더드 주도를 통한 세계 시장 경쟁력 강화 - 2020년까지 관련 분야 해외 건설 시장 20% 점유 가능 기술 확보 [연구내용 및 범위] ○ 1세부과제 ■ 80MPa~180MPa급 SUPER Concrete 제조기술 및 재료모델？지침 개발 - SUPER Concrete 구성재료 최적화 및 배합설계기술 개발 - SUPER Concrete 적용현장 및 구조부재 유형을 고려한 맞춤형 제작기술 개발 - SUPER Concrete의 표준시험법 개발 - SUPER Concrete의 레올로지 특성 평가 및 예측 모델 개발 - SUPER Concrete의 수화 모델 개발 - SUPER Concrete 역학거동 및 성능평가 기술 개발 - SUPER Concrete 체적변형 성능평가 및 제어기술 개발 - SUPER Concrete의 압축？인장 재료모델 및 수축？크리프 장기거동 모델 개발 - SUPER Concrete의 장기 내구성능 및 수명 평가 - 성능등급별 결합재 Pre-mix 기술 개발 - 해외 현지 맞춤형 SUPER Concrete 제조기술 개발 - SUPER Concrete 제조지침(안) 및 시방서(안) 개발 ○ 2세부과제 ■ SUPER Concrete 구조 거동별 성능평가 및 설계지침 개발 - SUPER Concrete 휨/압축 거동 평가 및 설계법 개발 - SUPER Concrete 전단/뚫림전단 거동 평가 및 설계법 개발 - SUPER Concrete 비틀림 거동 평가 및 설계법 개발 - SUPER Concrete 합성부재 거동 평가 및 설계법 개발 ■ SUPER Concrete 구조 실험 및 상세설계지침 개발 - SUPER Concrete 균열 거동 평가 및 설계법 개발 - SUPER Concrete 철근상세 실험 및 설계법 개발 - SUPER Concrete 적용 보강재 정착/이음 성능평가 및 설계법 개발 - SUPER Concrete 프리스트레스 정착구역 거동평가 및 설계법 개발 ○ 3세부과제 ■ SUPER Concrete 활용 교량 상부구조 개발 및 실용화 - SUPER Concrete 활용 200m~1000m급 사장교 상부구조 시스템 개발 - SUPER Concrete 활용 60m 이상 장지간 상부구조 시스템 개발 - SUPER Concrete 활용 40m~60m급 하이브리드 상부구조 시스템 개발 - 부재간 이음부, 이종 재료간 이음부 등 각종 연결부의 연결방안 및 구조 상세 개발 - 개발 시스템의 제작 및 가설 공법 개발 - 개발 기술 적용을 위한 파일럿 설계 및 비교 설계, 경제성 분석 - 테스트베드 및 현장적용 시공 ■ SUPER Concrete 활용 프리캐스트 풍력타워 - 최적 SUPER Concrete 프리캐스트 풍력타워 시스템 - 최적 SUPER Concrete 프리캐스트 풍력타워 연결부 기술 - 최적 SUPER Concrete 프리캐스트 풍력타워 해석·설계·제작 기술 - 최적 SUPER Concrete 프리캐스트 풍력타워 시공 기술 - 최적 SUPER Concrete 프리캐스트 풍력타워 시스템 인증(설계평가) ■ SUPER Concrete 활용 부유식 구조물 개발 - SUPER Concrete 활용 부잔교의 사양 설정 및 최적 설계, 안정성 평가 - 부잔교 해양외력 하중 특성 분석 및 부잔교 시제품의 성능평가 - SUPER Concrete 활용 부잔교의 설계지침(안) 개발 및 경제성 분석 - SUPER Concrete 활용 부유식 교량의 설계 사양 결정 및 설계평가 프로세스 개발 - SUPER Concrete 활용 부유식 교량의 설계지침(안) 개발 및 경제성 분석 ■ SUPER Concrete 활용 건축 구조요소 및 시공기술 개발 - SUPER Concrete 활용 고성능 영구 거푸집 제작 기술 개발 - SUPER Concrete 활용 고성능 곡면 구조요소 기술 개발 - 고성능 패널 제품 시공·경제성 평가 및 제작·설계 지침서 작성 - SUPER Concrete 활용 건축 구조물 PSC 적용 기술 개발 - SUPER Concrete 활용 하이브리드 구조 시스템 개발 |
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| 색인어 | 한글 | 콘크리트 구조물 | 세계 선도 | 저탄소 | 장수명 | 고성능 재료 |
| 영문 | Concrete structures | Global leading | Low-carbon | Long life | High-performance materials | |
| 최종보고서 | 1세부_최종보고서_(20200311).pdf 2세부_최종보고서_(20200311).pdf 3세부_최종보고서_(20200311).pdf | |||||