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과제기본정보

자전거 도로 및 보차도용 무안료 친환경 블록 개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 10TRPI-C057187-01
국가과학표준분류 1순위 재료 | 세라믹재료 | 시멘트 콘크리트 내화물 적용분야 기타 산업
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 자전거 도로 및 보차도용 무안료 친환경 블록 개발
주관연구기관 주식회사 에코청진
총괄연구 책임자 성명 김영안
소속 하나케이텍 (주) 직위 연구소장
기관 대표번호 031-637-8000 FAX 031-637-8006
총 연구기간 2010-12-29 ~ 2012-03-28
당해연도 연구기간 2010-12-29 ~ 2011-12-28

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 129,000,000 8,600,000 77,400,000 86,000,000 215,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 최근 사람들의 건강에 대한 관심과 정부의 친환경 정책에 따라 도로 시설물에 대해서도 친환경 제품의 개발로 환경부하를 저감시킬 수 있는 기술의 필요성이 제기되고 있는 현실이다. 한편 정부의 친환경적 교통수단의 보급과 환경 보호의 정책기조에 따라 최근 자전거 도로의 조성이 많이 이루어지고 있으나. 현재 대부분의 국내 자전거 도로 조성 공사에서 칼라투수콘크리트 또는 칼라 아스콘을 사용하여 시공하고 있는 상황이며, 이러한 소재의 경우 노면 균열, 노반의 동결융해로 인한 융기의 영향으로 표면파손이 빈번하게 발생되며, 하자 발생시 보수가 어렵고 보수비용과 시간이 많이 소요되는 단점이 있으며 부분적으로 파손된 자전거 도로는 보행자와 주행자의 안전에도 큰 위험요소가 되고 있다. 이에 따라 일부 선진국에서는 자전거 도로의 포장에 블록식 포장을 적용하는 사례가 점점 늘어나고 있는 추세이다. 이와 같이 기존 자전거 도로 포장재의 단점을 극복하고 또한 기존 인공안료를 사용한 인터로킹 블록의 환경유해성과 탈변색 우려 등의 문제점을 해결할 수 있도록 투수성능, 음이온 발생 기능 등을 갖춘 자전거 도로 및 보차도용 무안료 인터로킹 블록 개발.
최종목표 - 안료 등 인공착색재료를 사용하지 않고 색상을 가지는 천연골재 및 골재 미분말 등의 천연소재를 사용하여 블록 유색층 색상을 발현할 수 있는 배합 개발로 자외선 등에 의한 탈변색이 없고 천연 석재 자원을 대체하여 천연 자원을 절감할 수 있는 친환경 블록 개발.

- 표면에 스크레칭을 형성하는 특수표면처리 공법 및 다양한 제품 표면 형상에 대한 개발과 함께 표면에 미세한 요철을 형성시키고, 천연석재와 같은 질감을 가지게 할 수 있는 다양한 표면 가공 기술을 적용하여 미려한 외관을 가지면서 우수한 주행성, 미끄럼에 대한 저항성과 투수성능을 동시에 가춘 블록 개발로 우수한 품질의 자전거 도로 조성.

- 음이온 발생 골재, 코팅제, 황토 분말 등의 재료를 블록의 유색층에 적용하여 음이온 발생기능을 가져 환경친화성을 가진 블록 개발(공기정화기능 등)로 대기 환경 개선 도모

- 투수 기능을 가져 지중에 빗물을 침투시켜 공기의 유통도 자연히 행하여지게 하기 때문에 지하수의 함양, 흙의 활성, 지중생물 생태계의 보호, 정원수(식물,나무)의 발육등 자연환경보전에 효과를 발휘 및 지하수의 감소, 지반침하 방지 등의 기능이 있는 친환경 블록 개발.

- 폐기물을 재활용한 순환골재 등을 이용한 블록 개발로 폐기물 재활용에 의한 환경친화 성능 부여.

- 우수한 성능과 품질을 가진 친환경 블록 신제품 개발을 통한 기업 매출 증대

● 안료를 사용하지 않고 색상을 발현하여 탈변색이 없는 블록 제품 개발
● 블록의 내구성을 높일 수 있는 최적배합 개발
● 우수한 투수 기능과 미끄럼 저항성을 가진 자전거도로 및 보차도용 블록 제품개발
● 인체에 유익한 음이온을 발생시키는 기능을 가진 블록 제품 개발
연구내용 및 범위 개발하고자 하는 친환경 자전거 도로 및 보차도용 블록은 콘크리트가 가지는 시공성 및 경제성을 가지면서, 인체에 유익한 음이온 발생기능과 우수한 표면강도 및 표면질감으로 자연석이 가지는 재질과 질감을 동시에 가지며, 투수기능을 가져 친환경 기능을 강화시키고, 또한 콘크리트의 유해 물질을 외부로 유출하지 않고 인공안료를 사용하지 않는 친환경적 특성을 가지는 것을 목적으로 한다. 이와 함께 기존 블록 보다 우수한 강도와 다양한 규격 및 형태로 천연석재 자원을 대체할 수 있는 제품으로 천연석재 자원의 절약이라는 목적을 달성할 수 있는 제품의 개발을 목적으로 한다.
이러한 블록의 개발을 위해서
- 외국 사례 및 문헌 조사
- 시료 조사 및 분석
- 물성 시험, 기초실험
- 배합설계 및 배합 검토
- 최적 배합 선정 및 배합 실험
- 제품 형상 설계 및 검토
- 블록 제조 공정 개발
- 형틀설계 및 제작
- 시제품 제작
- 시제품 성능 평가 및 보완
- 제품 상용화를 위한 계획 및 설비 준비 등
당 사에서는 이러한 기술개발을 통하여 신개념의 천연골재를 이용한 친환경 자전거 도로 및 보차도용 블록 개발을 제안한다.

- 안료 등 인공착색재료를 사용하지 않고 색상을 가지는 천연골재 및 골재 미분말 등의 천연소재를 사용하여 블록 유색층 색상을 발현할 수 있는 배합 개발로 자외선 등에 의한 탈변색이 없고 천연 석재 자원을 대체하여 천연 자원을 절감할 수 있는 친환경 블록 개발.
- 표면에 스크레칭을 형성하는 특수표면처리 공법 및 다양한 제품 표면 형상에 대한 개발과 함께 표면에 미세한 요철을 형성시키고, 천연석재와 같은 질감을 가지게 할 수 있는 다양한 표면 가공 기술을 적용하여 미려한 외관을 가지면서 우수한 주행성, 미끄럼에 대한 저항성과 투수성능을 동시에 가춘 블록 개발
- 음이온 발생 골재, 코팅제, 황토 분말 등의 재료를 블록의 유색층에 적용하여 음이온 발생기능을 가져 환경친화성을 가진 블록 개발(공기정화기능 등)
- 투수 기능을 가져 지중에 빗물을 침투시켜 공기의 유통도 자연히 행하여지게 하기 때문에 지하수의 함양, 흙의 활성, 지중생물 생태계의 보호, 정원수(식물,나무)의 발육등 자연환경보전에 효과를 발휘 및 지하수의 감소, 지반침하 방지 등의 기능이 있는 친환경 블록 개발.
- 폐기물을 재활용한 순환골재 등을 이용한 경량화 블록 개발로 폐기물 재활용에 의한 환경 친화 건설자재 개발
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 천연골재 및 골재 미분말 등의 천연소재를 사용하여 블록 유색층 색상을 발현할 수 있는 기술, 표면에 스크레칭을 형성하는 특수표면처리 공법 및 미세 요철 형성기술을 활용하여 발전시킨 추가 기술개발을 통해 미려한 외관을 가지면서 우수한 주행성, 미끄럼에 대한 저항성과 투수성능을 동시에 갖춘 자건거 도로용 친환경 무안료 블록 개발.
○ 개발하고자 하는 친환경 자전거 도로 및 보차도용 블록은 콘크리트가 가지는 시공성 및 경제성을 가지면서, 인체에 유익한 음이온 발생기능과 우수한 표면강도 및 표면질감으로 자연석이 가지는 재질과 질감을 동시에 가지며, 투수기능을 가져 친환경 기능을 강화시키고, 또한 콘크리트의 유해 물질을 외부로 유출하지 않고 인공안료를 사용하지 않는 친환경적 특성을 가지는 것을 목적으로 한다. 이와 함께 순환골재 등의 재활용 재료를 사용하면서 기존 블록 보다 우수한 강도와 다양한 규격 및 형태로 천연석재 자원을 대체할 수 있는 제품으로 천연석재 자원의 절약이라는 목적을 달성할 수 있는 제품의 개발을 목적으로 한다.

○ 이러한 블록의 개발을 위해서 주요 연구 내용은 다음과 같다.
- 외국 사례 및 문헌 조사
- 시료 조사 및 분석
- 물성 시험, 기초실험
- 배합설계 및 배합 검토
- 최적 배합 선정 및 배합 실험
- 제품 형상 설계 및 검토
- 블록 제조 공정 개발
- 형틀설계 및 제작
- 시제품 제작
- 시제품 성능 평가 및 보완
- 제품 상용화를 위한 계획 및 설비 준비 등

○ 또한 본 연구에서 기술개발범위는 다음과 같다.

- 천연소재를 사용한 유색층 착색 기술
: 안료 등 인공착색재료를 사용하지 않고 색상을 가지는 천연골재 및 골재 미분말 등의 천연소재를 사용하여 블록 유색층 색상을 발현할 수 있는 배합 개발로 자외선 등에 의한 탈변색이 없고 천연 석재 자원을 대체하여 천연 자원을 절감할 수 있는 기술 개발.

- 블록의 표면 요철 형성 및 미끄럼 저항성 향상 기술
: 표면에 스크레칭을 형성하는 특수표면처리 공법 및 다양한 제품 표면 형상에 대한 개발과 함께 표면에 미세한 요철을 형성시키고, 천연석재와 같은 질감을 가지게 할 수 있는 다양한 표면 가공 기술을 적용하여 미려한 외관을 가지면서 우수한 주행성, 미끄럼에 대한 저항성과 투수성능을 부여하는 기술 개발

- 음이온 발생 기술
: 음이온 발생 골재, 코팅제, 황토 분말 등의 재료를 블록의 유색층에 적용하여 음이온 발생기능을 가져 환경친화성을 가진 블록 기술 개발(공기정화기능 등)

- 자전거 도로를 위한 투수성 향상 기술
: 기존의 콘크리트 포장이나 일반블록포장은 빗물이 스며들지 못하는 불투수면을 증가시켜 지하수 함양을 어렵게 하고 평상시 도심 내 하천의 기저유량을 감소시킨다. 투수 기능을 가져 지중에 빗물을 침투시켜 공기의 유통도 자연히 행하여지게 하기 때문에 지하수의 함양, 흙의 활성, 토양에 의한 수질개선 효과, 지중생물 생태계의 보호, 정원수(식물,나무)의 발육등 자연환경보전에 효과를 발휘 및 지하수의 감소, 지반침하 방지 등의 기능 부여 기술 개발.

- 순환골재 등 폐기물 재활용 기술
: 폐기물을 재활용한 순환골재 등을 이용한 블록 개발로 폐기물 재활용에 의한 환경 친화 건설자재 개발. 순환 골재를 GR 및 환경 마크 인증 기준을 만족 하는 만큼 사용하면서 블록의 내구성을 유지할 수 있는 제품 개발로 녹색 기술성 증대. 재활용 골재를 사용함으로 건설폐기물 발생량을 확실히 줄일 수가 있고, 자연을 훼손하는 면적과 기간을 연장할 수 있으며 또한 비교적 가격이 저렴한 재활용 골재를 사용하므로 원가절감이 가능하다. 이와 함께 블록 제조를 위한 배합에 재활용 재료인 고로슬래그 미분말, 슬래그 골재 등의 재료를 활용하는 기술 개발로 녹색 기술성을 더욱 증대 시킬 수 있는 기술 개발.
연구성과 기술적 기대성과 ○ 신제품의 개발과 실용화?상용화를 통한 기술 축적과 콘크리트 선진국과의 기술 격차 해소 및 기술경쟁력을 확보하고 나아가 신기술을 해외로 수출할 수 있는 기회 도모가 가능할 것으로 사료됨.

○ 환경에 유해한 인공안료를 사용하지 않은 블록 제품 개발로 친환경 블록 제품 제조 기술 경쟁력 향상

○ 음이온 발생 기능을 가진 블록 제품 개발로 환경 오염을 정화 할 수 있는 기능성 콘크리트 제품 제조 기술 축적

○ 당사의 친환경 블록 제품기술을 다양한 콘크리트블록 제품에 적용하여 상품화, 차도블록, 도로경계석 등 다양한 제품에 환경친화성을 적용한 콘크리트 2차 제품 생산 및 다양한 콘크리트 2차 제품 개발

○ 고강도 블록 제조 기술을 활용하여 다양한 형상과 규격의 블록 제품 생산
사회 경제적 파급효과 - 국내 시장 현황
? 서울시가 추진하고 있는 거리르네상스 사업에서 보도블록에 대한 디자인 심의가 강화되면서 과거 획일적인 인터로킹 블록에서 벗어나 다양한 형태의 디자인과 색상이 어우러진 보도블록이 잇달아 선을 보이고 있음.
? 10여년전부터 보도블록하면 인터로킹 블록이라고 할 정도로 서울을 비롯한 전국의 보도블록시장을 석권해 왔으나, 4~5년 전부터 건축용 점토벽돌이 보도용 바닥재로 이용되면서 보도블록시장에 새로운 변화를 가져왔음.
? 인터로킹블록업체들도 다양한 디자인패턴의 보도블록제품을 생산하면서 상당수의 인터로킹블록업체가 새로운 제품개발을 추진하고 있음.
? 특히 서울시가 최근 기능성 보도블록으로의 정책 선회를 하면서 친환경적인 투수성블록과 보수성블록의 수요가 급증할 것으로 보임에 따라 콘크리트블록과 점토블록의 수요가 늘어날 전망

- 국외 시장 현황
? 미국 건축자재공급시장은 약 5만 개 업체가 분포해 있는 매우 세분화된 시장으로 총 매출액 2500억 달러 규모에 달함. 시장조사 전문업체인 Freedonia Group사에 따르면, 지난 2008년 미국의 그린 빌딩 관련 자재시장 규모는 약 570억 달러를 기록했고 오는 2013년 까지 매년 약 7.2%의 성장률을 기록해 시장규모는 약 800억 달러에 이를 것으로 전망됨.
? 이러한 그린 빌딩 건축 자재의 높은 성장률은 일반 건설 자재시장 성장률이 나 건설시장 성장률에 비해 아주 높은 성장률을 기록하고 있어 최근 들어 그린 빌딩 건축 자재 분야에 높은 수요가 발생하고 있는 것으로 분석됨.
? 미국 그린 건축자재시장에서 가장 높은 성장률을 기록하고 있는 품목은 재활용 제품을 활용한 바닥재와 콘크리트 제품인 것으로 나타났으며 에너지 효율성이 제품들은 지속적으로 높은 수요를 기록하고 있음.
? 석재, 보수성 블록 등 환경 친화적인 제품 기술을 선도하고 있는 일본에서는 부품 및 소재분야의 기반기술을 바탕으로 에너지 절약형 도시환경 구현을 위한 다양한 기능성 포장이 개발되었음.

○ 환경 친화성과 우수한 기능성, 유지관리 및 보수 편의성, 미려한 외관을 가진 친환경 블록 자재 개발을 통하여 도심환경의 개선을 도모

○ 고강도기존의 투수콘크리트 포장 및 투수 아스콘 포장으로 시공되고 있는 자전거 도로 자재를 대체할 수 있는 우수한 강도와 환경친화 성능 및 투수성능을 가진 블록 개발로 정부에서 적극적으로 추진 중인 친환경 교통수단의 보급을 위한 자전거 도로 조성 공사 등에 사용하여 우수한 기능의 자전거 도로 조성과 향후 유지보수의 편리함 기대.

○ 고강도우수한 제품의 개발과 생산 판매를 통한 기업매출 증대
활용방안 ○ 본 과제의 연구결과인 자전거 도로 및 보차도용 무안료 친환경 블록의 현장적용 활용을 위해서는 행정안전부의 건강하고 행복한 저탄소 녹색성장 사회 구현을 위한 자전거 이용 활성화 종합대책 등의 정책이 본격적으로 시행될 필요가 있으며 취지에 맞는 친환경 건선 자재의 보급에 대한 지원의 필요성이 있음.

○ 개발된 제품의 실용화?제품화를 위해 신제품의 우수한 성능과 친환경성에 대한 충분한 검증을 거치고 이에 대한 적극적인 홍보가 필요함.

○ 친환경 블록 제품에 대한 미래원천기술을 확보하고 이를 통하여 도로 포장재 뿐만 아니라 추가 기술 개발을 통한 테라죠 등 내장 재료로의 적용도 추진
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 블록 자전거 도로 투수성 음이온 안료
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