R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201717CTAP-C097707-03 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | ECG(Eco Clean Cement Grout)기술을 이용한 사면 안정용 항구성 친환경 녹생토 재료 및 시공법 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-06-23 ~ 2018-06-22 | |||||
| 연구책임자 | 최윤석 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
14명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 300,000,000 원 기업 : 100,000,000 원 계 : 400,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 900,000,000 원 기업 : 300,000,000 원 계 : 1,200,000,000 원 |
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| 연구기관명 | (재단)한국건설생활환경시험연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-B552989-000062-01 | |||||
| ISBN | 979-11-957371-5-4 | |||||
| 주요 내용 |
□ 산악지형인 우리나라는 지속적인 국가 기반시설 확충과 도심지 개발로 인해 사면의 노출 지역이 증가하였으며, 이로 인한 인위적인 재해들이 동반 상승하고 있는 추세임. 이와 같은 이유로, 사면 보강 공법이 발전하여 왔으나, 최근에는 자연 친화적인 사면보호를 동시에 요구하고 있음. 그러나 가장 대표적인 식생을 이용한 사면보호공법은 항구적인 안정성과 자연친화적인 경관 조성을 동시에 이룩하지 못한 실정임. □ 식생을 이용한 사면보호공법은 기본적으로 사면의 표층부에 식물의 성장을 촉진시켜 뿌리 근력을 통한 흙의 결속력 증대에 목적이 있음. 또한 표층수의 유입 억제로 흙의 침식, 건조 및 동상 등의 피해를 경감하는 것임. 그러나 심층부까지의 보강 효과가 미흡하여 토양 조건에서 성공적인 시공이 가능하고 결론적으로 사면의 보강 보다는 경관의 향상을 우선시 함. □ 반면, 암반사면보호공법은 장기 안정성이 우선시 되어야하며, 일반적인 식생을 이용한 사면보호공법을 적용하기에는 급경사인 경우가 많음. 이에 무엇보다도 암반 사면과 식생 재료의 부착강도 확보와 강우/강설에 의한 유실 및 파손 방지에 기술력을 집중하여야 함. □ 따라서 본 연구 개발에서는 시멘트계 재료를 사용하여 부착강도를 확보함과 동시에 일반 시멘트계 재료에서 식생이 불가능한 점을 극복하고자 ECG기술을 활용한 녹생토 재료의 저알칼리성을 확립하고자 함. □ 이를 통해 암반사면에서 안정적으로 녹화가 가능하고 장기 수명을 지닌 새로운 녹생토 재료를 개발하고 이에 걸맞은 최적의 시공방법을 정립하고자 함. [최종목표] □ 본 연구 개발의 최종 목표는 다음과 같음. □ ECG 기술을 이용한 사면 안정용 항구성 녹생토 재료 개발 - 사면 안정을 위하여 암반과의 부착강도를 극대화 시키고 식생에 적합한 광물계 친환경 인공토양재료를 혼입한 친환경 녹생토 재료 개발 - 일정 수준의 압축강도를 확보, 친환경성을 강화하기 위한 산업부산물의 활용과 즉각적인 식생효과 검증 □ ECG 기술을 이용한 사면 안정용 항구성 녹생토 시공법 개발 - 개발 재료의 최적 배합을 포함한 항구성 녹생토 재료의 숏크리트용 시공법 개발 - 시험 적용 시공을 통한 시제품 출시 및 사업화 □ ECG 기술을 이용한 사면 안정용 항구성 녹생토 재료의 목표 성능은 다음과 같음. - 숏크리트 시공 시, 암벽에 대한 부착성이 양호할 것 ？ 일정 수준의 점착성 : 우천시 식생 재료와 암반 사면의 슬라이딩 저항성 강화 ？ 시공성 확보 : 시멘트 계열의 ECG 기술이 적용하기 위한 속경성 확보와 단기 강도 발현 속도 촉진 - 숏크리트 시공 후, 즉시 식생이 가능할 것 ？ pH가 저감 : 강알칼리의 시멘트 사용에 따른 식생 저하 방지 목적 ？ 공극률 확보 : 식물의 뿌리 생장에 대한 방해요소 해결 ？ 수분의 이동 경로 확보 : 식물 성장의 원활한 수분 공급을 위한 내부 거시 구조의 수분 확산 경로 확보를 확보함과 동시에 우수의 배수 및 동결 방지 효과 ？ 친환경적 비료 성분 첨가 : 식생보강공법에 사용되는 일반적인 비료를 배제하고 자연친화적인 비료 성분 함유 ？ 일정 수준 이하로 경도 유지 : 표면 경도 저감을 통한 식물의 발아 촉진 - 숏크리트 시공 후, 장기적으로 암벽면에 항구적 부착이 가능할 것 ？ 적절한 부착강도 : 식생 효과와 인공 토양의 슬라이딩을 방지하기 위한 사면과의 최적 부착강도 확립, 절개면의 경사도에 따른 최적 부착강도 정립 목적 ？ 내구성 및 내후성 양호 : 유지보수 기간 및 사용수명이 짧은 일반적인 식생보호 공법의 단점을 보완하기 위한 내구성 및 내후성 강화 [연구내용 및 범위] □ 본 연구 개발에서는 ECG 기술을 응용한 암반용 식생재료를 개발하여 암반 절개면에 포설시 물리적 강도를 나타내는 항구적인 친환경 광물계 식생용 숏크리트를 이용한 친환경 항구성 암반사면 안정용 식생공법을 최종적으로 개발하고자 함. 이를 통해 사회적으로 이슈가 되고 있는 사면의 안정성을 촉구하고 자연친화적인 녹화 조성을 이루고자 함. □ 1차년도에는 녹생토 재료의 알칼리도 저감기술과 강도 촉진 기술에 중점을 두었으며, 2차년도에는 녹생토 재료의 물성시험과 성능인증을 통한 시제품 개발의 연구 범위를 설정하였음. 마지막 3차년도에는 개발한 녹생토 재료의 현장 시공을 통해 최종적으로 사면 안정용 항구성 녹생토 시공기술을 정립하고자 함. □ 본 연구 개발의 연차별 연구 내용 및 범위를 요약하면 다음과 같음. - 1차년도(친환경 녹생토 재료 개발) ？ 국내외 관련 연구 및 개발 사례 조사 - ECG 공법의 적용 사례 조사 - 녹생토 개발 및 응용사례 조사 - 녹생토 숏크리트 개발 및 관련 문헌 조사 ？ 계절별 최적 씨앗 조사 - 발아 및 식생 시험을 위한 암반 사면용 최적 씨앗 조사 및 선정 ？ 저알칼리형 경화재 개발 - 배합 조건 및 혼화재 사용별 알칼리도 측정 및 분석 - 물성 조건별 경화시간 시험 및 분석 ？ 친환경 강도 촉진재 개발 - 산업분산물의 중금속 함유량 조사 및 선정 연구 - 촉진재 적용 가능성 및 타당성 검토 ？ 녹생토 알칼리 저하 및 중금속 용출 방지 기술 확보 - 기초 실험 데이터 바탕의 모르타르 및 그라우트 검증 시험 ？ 녹생토 최적 배합 설계 개발 - 시공성 및 경제성을 고려한 최적 배합 D/B구축 - 2차년도(친환경 녹생토 적용성 검증) ？ 초기 개발 녹생토의 단기 물성 실험 - 배합 조건별 시험체 제작 - 배합 조건별 압축강도 시험 및 결과 분석 - 경도 시험 및 결과 분석 - 함수율 시험 및 결과 분석 - 알카리도 시험 및 분석 - 중금속 용출 시험 및 분석 ？ 초기 개발 녹생토의 장기 거동 실험 - 건습 길이 변화 시험 및 결과 분석 - 급속 알칼리도 시험 및 결과 분석 - 중금속 용출 시험 결과 분석 - 내구성 및 내후성 검증 시험 ？ 식생 검증 실험 - 씨종별 발아 속도 시험 - 식생 성장률 및 자생력 검증 시험 - 3차년도(친환경 녹생토 현장 적용 및 실용화 기술 개발) ？ 항구성 친환경 녹생토 최적 배합 개발 - 단기 물성 시험 결과에 따른 최적 배합 설계 - 장기 거동 실험 결과에 따른 최적 배합 설계 ？ 항구성 친환경 녹생토 시제품 제작 - 최적 배합 설계별 시제품 제작 - 시제품 특허 출원 ？ 항구성 친환경 녹생토 시공법 개발 - Mock-up 실험을 통한 시공성 검증 및 경제성 분석 ？ 항구성 친환경 녹생토 시험 시공 - 시험 시공 사이트 조사 - 시제품 시험 시공 ？ 항구성 친환경 녹생토 시공 매뉴얼 작성 - 시험 시공의 문제점 및 개선 방향 검토 - 최종 시공방법 매뉴얼 작성 ？ 최종 개발 제품의 특허 출원 및 사업화 추진 - 최종 성과물 활용 및 사업화 추진 |
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| 색인어 | 한글 | 에코 클린 시멘트 그라우트 | 사면 안정 | 녹생토 | 친환경 | 항구성 |
| 영문 | Eco Clean Cement Grout | Slope Stability | Green Slope Soil | Eco-Friendly | Permanency | |
| 최종보고서 | ECG 최종보고서.pdf | |||||