| 연구개발개요 |
● 전 세계적으로 대기오염물질과 온실가스 증가가 글로벌 문제로 대두됨.● 대기오염물질과 온실가스 증가가 전 세계적인 문제로 대두됨에 따라 이를 획기적으로 저감하기 위한 건설소재 기술개발이 요구됨● 더욱이 우리나라는 2030년까지 온실가스 배출량을 37% 줄이기로 국가적인 목표를 세웠으며, 이에 따라 건물 에너지 절감을 통한 획기적인 온실가스 배출이 요구됨.● 또한 우리나라는 반복적인 미세먼지 발생에 따라 대기오염 물질에 대한 자기정화 성능 문제가 대두되면서 쾌적한 생활공간용 시설물에 대한 요구가 증대되고 있음. ● 이에 따라, 본 연구에서는 발전소 부산물 기반 EPA(engineered porous aggregate)를 고기능 단열재로 이용하여 고단열 기능 및 실내 에너지 저감기능 확보를 통해 온실가스를 저감하는 동시에, 나노 이산화티탄 광촉매의 임베딩을 통해 자기정화(self-cleaning) 기능을 만족시키는 신개념 복합기능 건설용 패널 설계 및 제조기술 개발 전략과제임.
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| 최종목표 |
●본 연구의 최종목표는 나노 이산화티탄(TiO2) 광촉매을 이용하여 대기오염물질에 대한 자기정화기능을 갖고 발전소 부산물 바텀애시 기반 EPA(engineered porous aggregate) 다공성 단열재로 이용한 복합건설소재를 제조하고 이를 복합 패널로 제조 활용하는 기술개발에 목적을 둠. ● 나노 이산화티탄 광촉매와 다공 기능성 골재를 적용한 복합패널을 주거 및 다중이용시설을 포함한 광범위한 건물에 적용 가능한 공법 기술로 활용● 자기정화기능 및 고단열 기능성 무기건설재료를 활용한 새로운 복합패널 제조 방안 도출에 따른 고부가가치 건설 인프라 설계 기술력을 확보하고자 함.
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| 연구내용 및 범위 |
(1) 개발기술 1: 나노 이산화티탄 광촉매 활용 자기정화성능 패널 제조 기술● 나노 이산화티탄 광촉매 기초물성 평가 - 나노 이산화티탄 광촉매의 성분 구조 / 입도 특성- 나노 이산화티탄 광촉매를 콘크리트용 자가정화성능 재료로 활용하기 위한 기초물성 분석● 자기정화용 콘크리트 배합 및 제조기술 개발- 나노 이산화티탄 광촉매를 콘크리트용 자가정화성능 재료로 활용하기 위한 콘크리트 최적배합기술 개발- 자기정화용 콘크리트 최적배합 도출- 자기정화용 콘크리트 작업성능 확보 기술● 나노 이산화티탄 광촉매 적용 콘크리트의 역학 및 수화 특성 분석● 나노 이산화티탄 광촉매 콘크리트의 압축강도 및 인장강도 실험 및 결과분석● 나노 이산화티탄 광촉매 적용 콘크리트의 수화 특성 분석－ 미세구조(SEM) 분석 및 공극 특성 분석 (MIP)● 콘크리트 패널 자기정화성능 촉진실험 기법 구축- UV 조사 조건 나노 이산화티탄 광촉매의 광분해에 의한 메틸렌블루(methylene blue) 수용액의 분광 변화 분석- UV 조사 환경 메틸렌블루 색상 변화의 정량 평가 (분광측색계를 활용)● 나노 이산화티탄 광촉매 콘크리트 자기정화 성능 평가- 나노 이산화티탄 광촉매 적용 콘크리트(건설자재)의 촉진실험을 통한 자기정화성능 평가- 나노 이산화티탄 광촉매 적용 수준에 따른 패널의 자기정화성능 평가- UV 노출 조건에 따른 자기정화성능 실험 및 결과 분석 - 나노 이산화티탄 광촉매 함유량 / 농도 등(2) 개발기술 2: 다공성 EPA 재료를 활용한 단열용 패널 제조기술 개발● 바텀애시 기반 다공성 EPA 입도 분포에 따른 기초 물성 특성 분석※ EPA: engineered porous aggregate- 바텀애시 다공성 골재의 입도분포 / 단위중량 / 표건밀도 / 흡수율 / 기공 특성- 바텀애시 기반 다공성골재를 패널용 단열 재료로 활용하기 위한 기초물성 분석● 건물에너지 효율 향상을 위한 다공성 단열 패널용 콘크리트 배합 및 제조기술 개발- 다공성 EPA를 단열패널 제조용 건설재료로 활용하기 위한 최적 콘크리트 배합기술 개발 및 기초 실험연구 수행－ 단열패널용 최적배합 도출 / 작업성능 확보 기술● 다공성 EPA 복합재료 활용 고단열 콘크리트의 역학 및 수화상 특성 평가- EPA 특성에 따른 고단열 콘크리트 강도 영향 분석- 압축강도 / 인장강도 / 휨강도 등● EPA 활용 고단열 콘크리트의 수화상 특성 분석－ 열중량 분석(TGA) / 수화상 분석 (SEM)● 다공성 EPA 복합골재 활용 콘크리트의 단열 특성 평가- 열전도율, 비열(열확산율) 등 단열성능 연관성 분석- 다공성 바텀애시 특성에 따른 열전도율 영향 분석● 단열패널에 효과적으로 활용하기 위해 열전도율, 비열 용량 등 열전달 특성 파악(3) 개발기술 3: 자기정화 성능과 에너지 저감 단열성능을 갖는 복합 패널의 제조(성형) 기술 개발● 복합 패널의 제조(성형) 기술 개발- 다기능 복합 패널 성형 및 제조 기술- 다기능 복합 패널 거푸집 설계 및 성형 기술● 다공성 EPA 복합재료와 나노 이산화티탄 광촉매 활용 다기능 복합 패널의 강도 특성 분석- 다기능 복합 패널의 압축강도 실험 및 결과분석- 다기능 복합 패널의 인장강도 실험 및 결과분석- 다기능 복합 패널의 휨강도 실험 및 결과분석● 다기능 복합패널의 자기정화성능 기술- 이산화티탄(TiO2) 종류 및 농도에 따른 자기정화성능 영향- 나노 이산화티탄 기반 광촉매의 매트릭스 내 분산능력 분석 - Methylene Blue 수용액시험에 의한 self-cleaning 성능평가 및 분석－ 나노 이산화티탄 광촉매 함유량 / 분포의 자기정화성능 영향● 다공성 복합재료 활용 기반 다기능 복합 패널의 단열성능 평가- 다공 성형 특성에 따른 다기능 복합 패널의 열전도율, 비열 평가- 단열패널제조에 효과적으로 활용하기 위한 단위중량, 비열 용량 및 열전도율 등 열적 특성을 파악
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