주메뉴 바로가기 본문바로가기
전체메뉴닫기
과제현황 목록

과제기본정보

자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 17SCIP-B103706-03
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 건설구조재료 적용분야 건설업
2순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 친환경 재생건설재료 실용화대상여부 비실용화
3순위 건설 교통 | 시설물 안전 유지관리 기술 | 구조물 보수 보강기술 과제유형 기초
과제명 자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발
주관연구기관 성균관대학교산학협력단
총괄연구 책임자 성명 이광명
소속 성균관대학교산학협력단 직위 교수
기관 대표번호 031-290-5546 FAX 031-290-7610
총 연구기간 2015-09-14 ~ 2020-02-13
당해연도 연구기간 2017-02-14 ~ 2017-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
3차년도 2,763,000,000 58,040,000 502,360,000 560,400,000 3,323,400,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 콘크리트 재료 시장은 첨단기술을 접목한 새로운 성능개념의 콘크리트에 대한 개발요구가 증대하고 있으나, 미래형 건설 청정소재에 대한 국내 요소기술 개발 및 확보 전략은 미흡한 실정임. 이에 본 연구개발과제는 세계 최고 수준의 첨단 하이테크 기술을 접목한 자기치유 성능을 이용하여 지속가능한 콘크리트 구조물의 장수명화 및 시공/유지관리 비용 최소화를 위한 콘크리트를 개발하는 것을 목적으로 함. 이를 달성하기 위하여 본 연구는 다음과 같은 3개의 세부과제로 구성됨.
1. 콘크리트 구조물에 발생하는 균열에 대해 무기질 혼합재료, 박테리아, 캡슐 등을 이용하여 스스로 균열을 치유하는, 균열제어형 자기치유(self-healing) 콘크리트 기술 개발
2. 수화반응, 중합반응 또는 이온반응을 제어하여 콘크리트 열화요인을 차단 및 최소화 하여 내열화 성능을 향상시키는 반응제어형 자기치유 콘크리트 개발
3. 균열 및 반응제어형 자기치유 콘크리트의 자기치유 표준 성능평가 방법 및 성능기준 정립을 위한 자기치유 콘크리트 성능평가 기술개발 및 실용화 전략
세계적으로 기술개발 초기단계인 자기치유형 친환경 콘크리트 기술에 대해 집중적이고 효율적인 연구개발에 의해 원천기술 확보가 가능하며, 이를 통해 세계시장 선점이 가능함.
최종목표 본 연구개발과제는 자기치유형 친환경 콘크리트의 세계적 원천기술 확보를 통해, 지속가능한 콘크리트 구조물의 장수명화 및 유지관리 최소화가 가능한 자기치유형 콘크리트 세계선도 기술 확보를 최종목표로 하고 있으며, 이를 달성하기 위한 3개 세부의 세부별 목표는 다음과 같음.
1. 자기치유 균열폭(0.1~0.5mm), 균열 치유시간(1일~28일) 제어 기술 확보
2. 내열화 자기성능 향상 콘크리트 기술 확보
3. 자기치유형 콘크리트 성능표준 기술 확보
연구내용 및 범위 [1세부] 균열제어형 자기치유 콘크리트 기술개발
1. 유-무기 혼합재 활용 자기치유 콘크리트 기술 개발
2. 균열 자기치유 성능 촉진 콘크리트 혼합재료 기술 개발
- 무기계 자기치유 소재 기술 개발
- 무기계 자기치유 요소기술 개발
- 무기계 균열 자기치유 성능 최적화
- 무기계 성능 맞춤형 균열제어 복합 자기치유 기술 개발
- 무기계 균열 자기치유 성능 예측
3. 스마트 폴리머 활용 균열 자기치유 기술 개발
- 자기치유 기능성 스마트 폴리머 제조 기초 기술 개발
- 자기응답형 스마트 폴리머 활용 요소기술 개발
- 스마트 폴리머 급속 자기치유 기술 개발
- 스마트 폴리머 복합 자기치유 기술 개발
- 스마트 폴리머 균열 자기치유 모델링
4. 유무기 하이브리드 자기치유 소재 기술 개발
- 유무기 하이브리드 자기치유 소재 이온화처리 기술 개발
- 유무기 하이브리드 자기치유 소재 반응제어 처리 기술 개발
- 유무기 하이브리드 자기치유 소재 표면처리 기술 개발
- 유무기 하이브리드 자기치유 소재 제조기술 개발
- 유무기 하이브리드 자기치유 콘크리트 응용기술 개발
5. 박테리아 활용 자기치유 콘크리트 개발
- 생체광물형성 박테리아 선정 및 담체화 생존율 향상
- 다종 박테리아 혼합 배양기술 및 담체 조건 최적화
- 모르타르 내 박테리아 생존율 평가 및 생존율 향상 기술 개발
- 박테리아 유전체 분석 및 담체 혼합 콘크리트 제조 기술 개발
6. 박테리아 슬라임 기반 콘크리트 보호 코팅재 개발
- 글라이코 캘릭스 막 형성 박테리아의 분리동정 및 흡착 기술 개발
- 생체모방형 코팅재 구성 요소 기술 개발
- 코팅재 내 박테리아의 생장성 및 코팅 콘크리트의 내구성능 평가
- 자가영양 박테리아 활용 열화지연 코팅재 시공 기술 개발
8. 캡슐활용 균열 자기치유 시멘트 복합재료 개발
- 시멘트 복합재료용 자기치유 소재 및 요소 기술 개발
- 캡슐 활용 자기치유 시멘트 복합재료의 성능 평가
- 캡슐 활용 자기치유 시멘트 복합재료의 성능 최적화
- 캡슐 활용 자기치유 시멘트 복합재료의 활용기술 개발
9. 캡슐활용 균열 자기치유 코팅재 개발
- 환경인자 대응 반응특성 및 안정성을 가지는 치유물질의 개발
- 치유물질의 캡슐화 및 캡슐특성 제어 기술 개발
- 자기치유 코팅재 제조 및 균열 폭 대응 자기치유 기술 개발
- 자기치유 코팅재의 치유 효율 최적화

[2세부] 반응제어형 자기치유 콘크리트 기술 개발
1. 중합반응 제어형 내열화 콘크리트 기술 개발
- 무시멘트 반응특성 평가
- 무시멘트 반응특성 규명
- 무시멘트 목표 성능/반응 제어 기술 개발
- 무시멘트 목표 성능/반응 최적화 기술 개발
- 반응제어 무시멘트 콘크리트 제조 기술 개발
2. 유해이온 반응 제어형 자기치유 기술 개발
- 열화역제 메커니즘 규명 및 유해이온 반응 원천소재군 설정
- 유해이온 반응제어 물질 선정 및 대량 제조기법 개발
- 유해이온 반응제어 콘크리트 배합설계 및 성능 평가
- 유해이온 반응제어 보수재 및 보수공법 개발

[3세부] 자기치유 콘크리트 성능평가 표준화 기술 개발 및 실용화 전략
1. 자기치유 콘크리트의 자기치유 성능평가 표준화 기술개발
1-1. 균열 자기치유 콘크리트의 성능평가 표준화 기술개발
- 균열 자기치유 콘크리트의 성능 평가 기초 기술 개발
- 균열 자기치유 콘크리트의 성능 평가 기법 제안
- 균열 자기치유 콘크리트의 성능 평가 기법 정립
- 균열 자기치유 콘크리트의 내구성능 평가 기법 정립
- 균열 자기치유 콘크리트의 성능 평가 기법의 표준화 및 실용화 전략
1-2. 반응제어형 자기치유 콘크리트의 성능평가 기술개발
- 반응제어 자기치유 콘크리트 성능 평가 기초 기술 개발
- 반응제어형 자기치유 콘크리트의 성능 평가 기법 제안
- 반응제어형 자기치유 콘크리트의 내구성능 평가 기법 제안
- 반응제어형 자기치유 콘크리트의 내구성능 평가 기법 정립
- 반응제어형 자기치유 콘크리트 성능 평가 기법 표준화
2. 비파괴시험 기반 자기치유 성능평가 기술 개발
- 균열 치유 평가에 적합한 비파괴검사 기술 도출
- 비파괴시험 기반 콘크리트의 균열특성 평가 기술 개발
- 비파괴시험 기반 균열치유 성능 평가 기술 개발
- 비파괴시험 기반 균열면 내구성능 평가 기술 개발
- 비파괴시험 기반 성능 평가 기법 표준화
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 [1세부] 균열제어형 자기치유 콘크리트 기술개발
1. 무기계 균열 자기치유 성능 최적화
2. 스마트 폴리머 급속 자기치유 기술 개발
3. 유무기 하이브리드 자기치유 소재 제조 기반 기술 개발
4. 다종 박테리아 혼합 배양기술 및 담체 조건 최적화
5. 생체모방형 코팅재 구성 요소 기술 개발
6. 캡슐 활용 자기치유 시멘트 복합재료의 성능 평가
7. 치유물질의 캡슐화 및 캡슐특성 제어 기술 개발

[2세부] 반응제어형 자기치유 콘크리트 기술 개발
1. 무시멘트 목표 성능/반응 제어 기술 개발
2. 유해이온 반응제어 물질 선정 및 대량제조기법 개발

[3세부] 자기치유 콘크리트 성능평가 표준화 기술 개발 및 실용화 전략
1. 균열 자기치유 콘크리트의 성능평가 기법 정립
2. 반응제어 자기치유 콘크리트의 내구성 평가 기법 제안
3. 비파괴시험 기반 균열 치유 성능 평가 기술 개발
[1세부] 균열제어형 자기치유 콘크리트 기술개발
1. 무기계 균열 자기치유 성능 최적화
2. 스마트 폴리머 급속 자기치유 기술 개발
3. 유무기 하이브리드 자기치유 소재 제조 기반 기술 개발
4. 다종 박테리아 혼합 배양기술 및 담체 조건 최적화
5. 생체모방형 코팅재 구성 요소 기술 개발
6. 캡슐 활용 자기치유 시멘트 복합재료의 성능 평가
7. 치유물질의 캡슐화 및 캡슐특성 제어 기술 개발

[2세부] 반응제어형 자기치유 콘크리트 기술 개발
1. 무시멘트 목표 성능/반응 제어 기술 개발
2. 유해이온 반응제어 물질 선정 및 대량제조기법 개발

[3세부] 자기치유 콘크리트 성능평가 표준화 기술 개발 및 실용화 전략
1. 균열 자기치유 콘크리트의 성능평가 기법 정립
2. 반응제어 자기치유 콘크리트의 내구성 평가 기법 제안
3. 비파괴시험 기반 균열 치유 성능 평가 기술 개발
연구성과 기술적 기대성과 1. 자기치유 콘크리트에 대한 원천기술 확보를 통한 해외기술 의존도 해소 및 세계 최고수준 기술 확보를 위한 초석 마련
- 선진국과 비슷한 수준 또는 그 이상의 자기치유 콘크리트 기술 수준으로 발전 가능
2. 자기치유형 기술을 접목함으로써 기존 친환경 콘크리트의 성능한계를 극복하고 건설현장에서의 실용화 가능성 증대
3. 자기치유형 친환경 콘크리트 개발을 통하여 구조물의 사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소
4. 자지치유 친환경 콘크리트 적용 구조물은 스스로 균열을 치유함으로써 균열발생에따른 성능저하가 발생하지 않으므로 공용수명 단축 없이 지속적인 사용 가능
- 원전구조물, 터널, 지하구조물 등 유지보수가 어려운 사회기반 시설물에 효과적인 건설 재료
5. 자기치유 원천 해석기술과 유무기복합 응용 관련 원천기술 확보를 통해 선진기술 의존도 해소 및 세계 최고기술 도약을 위한 초석 마련 가능
6. 초음파 등의 비파괴기술(NDT)을 자기치유형 친환경 콘크리트의 내구성능 평가에적용함으로써 자기치유형 친환경 콘크리트의 실용화 초석 마련
7. 원자로, 항공기 제조 분야 등 다른 안전 분야의 자기치유 기술의 파급효과 기대 가능
사회 경제적 파급효과 1. 콘크리트의 자기치유형 기술 개발을 통한 시설물 유지관리 비용의 획기적인 절감 효과 기대
- 사회기반시설물 전체 유지관리 비용의 30% 감소를 통한 국가 예산 절감효과
2. 구조물의 유지관리비용 절감 및 수명연장으로 구조물의 생애주기비용 절감효과를 기대할 수 있으며 이를 통해 신규 구조물 건축비용 저감 등 복합적인 형태로 건설 경제성 향상에 기여 가능
3. 자기치유형 친환경 콘크리트 기술 적용을 통한 환경 및 에너지 절감효과 기대
- 친환경 콘크리트의 사용 및 생애주기를 고려 유지관리 물량감소를 통한 LCCO2 30% 감소 기대
4. 자기치유형 친환경 콘크리트 적용에 따른 사회기반시설물 등 구조물의 안전성 확보 및 안전 시공 기술에 따른 이미지 쇄신을 통한 아시아 중심국가로 도약할 수 있는
기반 마련 기대
활용방안 1. 원전구조물, 터널, 지하구조물 등 유지보수가 어려운 사회기반 시설물에 적용 가능한 유지보수 기술 개발에 활용 가능
2. 다양한 구조물에 활용 가능한 기능성 건설자재 및 소재의 생산성 향상과 적용기술 개발에 활용 가능
3. 복합 열화로 지속적인 손상이 발생하는 도로 포장 콘크리트에 활용 가능
4. 친환경 프리캐스트 제품 또는 레미콘, 높은 내열화 성능이 요구되는 구조물에 반응제어형 자기치유 콘크리트 활용 가능
5. 자기치유형 친환경 콘크리트의 재료성능 및 치유성능의 평가방법 및 기준으로 활용
6. 다양한 자기치유형 콘크리트의 관련 기준으로 활용 및 확대 적용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 자기치유 균열제어 반응제어 성능평가 표준화
영문 Self-healing Crack-control Reaction-control Performance evaluation Standardization
최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
최종보고서 최종보고서_총괄.pdf   다운로드 최종보고서_1세부.pdf   다운로드 최종연구성과집_자기치유.pdf   다운로드 최종보고서_3세부.pdf   다운로드 연구개발성과 활용 보고서_자기치유.pdf   다운로드 최종보고서_2세부.pdf   다운로드
  • 담당부서해당 사업실
  • 담당자과제 담당자
  • 연락처 사업별 담당부서 보기