| 연구개발개요 |
- 지구온난화로 인한 전 세계적인 이상기후와 빈번한 자연재해 발생으로 환경문제 개선을 위한 관심 급증- 미국 및 유럽연합국은 추가적으로 탄소세 도입 및 증세에 속도를 내고 있으며, 국내에서도 ‘2050 탄소 중립 추진 전략’에 따라 현재 탄소 배출권 거래제가 시행되고 있음- 시멘트 생산으로 인한 CO2 배출량은 전 세계 CO2 배출량의 약 8%를 차지- 건설 업계에서 시멘트를 대체할 수 있는 친환경 건설재료로 알칼리 활성 슬래그 콘크리트가 주목받고 있으나, 현재 콘크리트 배치 플랜트 시설에서는 생산 불가- 또한, 알칼리 활성 콘크리트는 일반적으로 30분 이내에 응결이 시작되어, 워커빌리티 저하가 발생함에 따라, 레미콘 운반에 문제점 발생- 친환경 알칼리 활성 콘크리트 생산을 위해서는 새로운 설비 시설 제작이 필요하나, 이는 레미콘 제조사의 경제적인 부담 가중- 이산화탄소 저감형 친환경 알칼리 활성 콘크리트 생산을 위한 기존 레미콘 생산 설비 활용방안 검토 필요- 기존 설비를 활용하여 생산한 알칼리 활성 콘크리트 레미콘 운반 시 발생할 수 있는 워커빌리티 문제점 해결 필요
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| 최종목표 |
● 기존 레미콘 배치 플랜트의 IoT 제어를 통한 친환경 알칼리 활성 콘크리트 생산 기술 개발 - 기존 레미콘 배치 플랜트 설비 변경없이, 기장착된 회수수 처리시설을 활용한 친환경 콘크리트 생산 - 회수수 설비의 알칼리 성분 제어(pH 모니터링 등)를 위한 적응형 IoT 개발 - 강알칼리성의 회수수 이용 시, 알칼리 활성화제 요구량 저감에 따른 경제성 평가● 친환경 알칼리 활성 콘크리트의 워커빌리티 제어용 혼화제 개발 - 회수수 배합 알칼리 활성 슬래그 모르타르의 레올로지 거동 분석 - 강알칼리 배합의 워커빌리티 제어용 혼화제 개발● 친환경 알칼리 활성 콘크리트에 CO2 양생 기법을 적용하여 내구성 향상 - CO2 양생을 통한 탄산칼슘 생성 유도 - 회수수에 CO2를 용해시켜 회수수의 CO2 흡수 반응 활용
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| 연구내용 및 범위 |
○ 지구온난화로 인한 전 세계적인 이상기후와 빈번한 자연재해 발생으로 환경문제 개선을 위한 관심 급증○ 건설 업계에서 시멘트를 대체할 수 있는 친환경 건설재료로 알칼리 활성 콘크리트가 주목받고 있으나, 현재 콘크리트 배치 플랜트 시설에서는 생산 불가○ 친환경 알칼리 활성 콘크리트 생산을 위해서는 새로운 설비 시설 제작이 필요하나, 이는 레미콘 제조사의 경제적인 부담 가중○ 또한, 알칼리 활성 콘크리트는 일반적으로 30분 이내에 응결이 시작되어, 워커빌리티 저하가 발생함에 따라, 레미콘 운반에 문제점 발생○ 이산화탄소 저감형 친환경 알칼리 활성 콘크리트 생산을 위한 기존 레미콘 생산 설비 활용 방안 검토 및 워커빌리티 문제점 해결 필요○ 기존 콘크리트 배치 플랜트에서 발생하는 pH 12∼13인 회수수를 알칼리 활성 콘크리트의 알칼리 활성화제로 활용○ 알칼리성인 회수수를 재활용 함으로써 알칼리 활성 콘크리트 생산을 위한 알칼리 활성화제 요구량 저감 가능성 기대○ 기존 콘크리트 배치 플랜트 생산 설비에 있는 회수수 탱크에 알칼리 활성화제를 투입하는 방식으로 기존 배치 플랜트를 이용한 알칼리 활성 콘크리트 생산 방안 제안○ 알칼리 활성화제 자동 투입을 위한 회수수의 pH 모니터링 및 알칼리 성분 제어를 위한 적응형 IoT 시스템 개발○ 워커빌리티 측정을 위해 일반적으로 높이 변화로 평가하는 슬럼프 시험방법이 사용되고 있으나, 동일한 슬럼프일지라도 배합에 따라 성질 차이 발생함에 따라, 워커빌리티를 정량적으로 평가하기 위해 레올로지 이론 도입○ 레올로지 측정을 통한 알칼리 활성 콘크리트의 워커빌리티 정량적인 평가로 레미콘 운반 가능한 알칼리 활성 콘크리트 워커빌리티 제어용 혼화제 개발○ 대기 중으로 방출되는 CO2를 활용하는 방안으로, 포틀랜드 시멘트를 CO2 양생시켜 시멘트 구성 성분인 C3S, β-C2S 및 γ-C2S의 탄산화로 강도 증진 가능성 알려짐○ 또한, 알칼리 활성 슬래그에서도 강도 증진에 CO2 양생 효과가 알려짐○ 하지만, 시편 제작 후 CO2를 압력을 가하여 주입하는 방식 및 일정한 농도의 CO2가 유지되는 챔버에 양생하는 방식을 적용한 것으로 현장 적용의 어려움○ CO2 양생을 통한 탄산칼슘 생성 유도를 위해 CO2 주입 및 CO2 챔버 사용이 아닌 회수수에 CO2를 용해시켜 CO32-의 농도 증가로 의한 HCO3- 생성 촉진 반응 활용으로 내구성 강화 방안 모색
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