| 1차년도 |
감마선 조사기술 활용 개질 플라스틱 골재 제조 기술 개발
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■ 주관연구기관(금오공과대학교 산학협력단) ？ 문헌조사 및 메커니즘 정립 ？감마선 조사 플라스틱 골재 관련 선행연구 사례조사 ？감마선 조사 플라스틱 골재와 시멘트 페이스트 사이 계면의 화학적, 광학적, 전기적 및 열적 특성 개선과 가교결합 등에 관한 메커니즘 정립 ？ 플라스틱 골재 성능 개선을 위한 감마선 영향에 따른 최적 표면개질 기법 도출 ？감마선 영향(흡수선량 및 처리시간)에 따른 골재 물리·화학적 특성 평가 - 플라스틱 골재의 표면 구조 및 형상 분석 [표면조도 측정, SEM] - 플라스틱 골재의 단위용적 중량 및 흡수율 평가 [결정화도 특성 분석(XRD)] - 플라스틱 골재의 화학적 특성 평가 (FT-IR/ATR), 내열특성 변화 분석(TG/DTA) - 감마선 영향에 따른 플라스틱 골재의 물리·화학적 특성 평가 결과에 대한 calibration을 통해 민감도 분석 ■ 공동연구기관(한국건설생활환경시험연구원) ？ 플라스틱 골재 성능 개선을 위한 최적 골재 조건 도출 ？플라스틱 종류(PE, PVC, PET, PC 등) 및 가공형상(Pellet형, 비정형 등)에 따른 골재 기초물성 평가 - 단위용적 중량 및 흡수율 평가 - 건설재료용 최적 플라스틱 종류 및 골재 형상 선정
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
？ 첨단 건설재료 후속연구 신분야 개척 ？감마선기술(Gamma-ray technology)과 건설재료기술(Construction material technology)을 융합한 신개념 원천소재를 적용한 건설재료 기술을 선보임으로서 건설 분야 후속연구에 다양하게 응용·적용될 것으로 사료됨 ？ 고부가가치 건설기술 창출 ？일반적인 경량골재를 사용한 구조부재의 경우 열적, 기계적 성질이 요구치에 부합하지 못해 사용영역이 제한됨 ？감마선융합기술을 통해 고강도, 경량화 등 물성이 개선된 건설재료를 활용하여 고부가가치 건설 기술 창출이 가능할 것으로 예상됨
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| 사회 경제적 파급효과 |
？ 저에너지·고효율성 감마선 기술의 활용 ？플라스틱과 같은 고분자 물질에 방사선을 조사하여 제조할 경우 원천재료 생산에 촉매 등의 잔사가 필요 없고, 방사선 흡수선량만을 조절하여 생산이 가능해지므로, 낮은 손실률로 제조할 수 있는 경쟁력이 발생함 ？감마선 가교 기술을 통하여 시멘트 복합체용 골재를 개질할 경우 공정 시간이 짧고, 공정 간 수분 침투가 적으며, 저에너지로 상온에서 제조할 수 있어 작업 효율이 기존기술 대비 크게 증가할 수 있고 재료 개질에 필요한 처리비용을 저감시킬 수 있음 ？ 내화성 시멘트 복합체 제조기술 확보를 통해 화재시 구조물 유지보수에 필요한 비용 감축 ？노후화 건축물이 증가됨에 따라 화재에 더욱 취약해져 구조부재의 내화성능이 요구됨 ？감마선 조사기술로 플라스틱 골재의 내화성능을 확보하여 구조물에 화재 발생시 피해를 최소화하고 화재 후 보수·보강에 따른 유지관리 비용을 감소시킬 수 있음 ？ 플라스틱 골재를 천연골재 대체재로 사용할 경우 시멘트 복합체 제조에 따른 천연자원 소비를 크게 절감할 수 있음 ？시멘트 복합체용 골재수요는 2016년을 기준으로 2억 2천만 ㎥에 달하고 있으며, 2023년에 골재자원이 고갈되는 것으로 예측됨 ？시멘트 복합체를 고강도화, 경량화함으로써 시멘트 복합체 및 천연골재의 천연자원 소비를 직접적으로 절감하는 것이 가능함 ？ 융합기술을 통한 건설 지능화로 전통적 건축방식에서 모듈러 건축방식으로 사회적 패러다임의 전환 ？비정형 구조물이나 독특한 디자인을 구현할 수 있는 모듈러 건축에 대한 사회적 인식은 전통적 건축방식에 비해 구조적으로 불안정할 것으로 여겨짐 ？고중량의 프리캐스트 구조물 양중 및 설치시 시공 정밀도가 떨어지고 안전성의 위협이 수반됨 ？초경량 고성능을 확보한 안정적인 품질의 프리캐스트 구조물의 대량생산 활성화를 통해 모듈러 건축 시공시 취급 용이성 및 강도를 증진시킴으로서 불안감 해소 ？4차 산업혁명이 가속화됨에 따라 건설자동화가 구현된다면 전통방식의 현장시공보다 더욱 정밀하고 안전성 있는 시공기술을 통해 구조물의 축조가 가능하므로 경제적으로나 환경적으로 더 우수한 시공기술을 선보여 모듈러 건축방식에 대한 사회적 패러다임의 전환이 가능할 것으로 예상됨 ？ 신개념의 감마선·건설 융합산업 개척과 함께 고용창출 기대 ？현재 국내의 방사선 연구인프라는 화학·의료 분야에 집중적으로 활성화되어 있지만, 본 기술의 융합기술을 통한 신분야 개척과 이와 관련된 연구기관·기업의 활성화와 함께 고용창출을 기대
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| 활용방안 |
본 연구 목표인 고강도 경량 시멘트 복합체는 모듈러 및 프리캐스트 구조부재에 적용할 수 있는 고성능 건설재료로, 이를 활용하여 건설 생산성 향상과 건설 자동화 구현이 가능하도록 경량 모듈러 부재 및 경량 프리캐스트 구조 부재에 적용할 계획임
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