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과제기본정보

프리폼크리트(Free-Form-Crete)를 활용한 기상재해 신속 대응 및 복구 기술 개발3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 20CTAP-C142899-03
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 토목시공기술 적용분야 건설업
2순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 건설마감재료 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 프리폼크리트(Free-Form-Crete)를 활용한 기상재해 신속 대응 및 복구 기술 개발
주관연구기관 (주)콘텍이엔지
총괄연구 책임자 성명 박성기
소속 (주)콘텍이엔지 직위 대표이사
기관 대표번호 070-4285-6862 FAX 070-5057-5807
총 연구기간 2018-04-17 ~ 2020-12-31
당해연도 연구기간 2020-01-01 ~ 2020-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
3차년도 250,000,000 8,500,000 76,500,000 85,000,000 335,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 - 최근 기후변화의 영향으로 국지성 집중호우가 발생하고 있고, 이로 인해 사면붕괴 등의 피해가 매년 발생하고 있음. 사면붕괴는 토사유출로 인한 하천오염의 환경문제, 도로 통제에 따른 2차 피해가 발생, 이에 따른 대책이 필요함.

- 기존의 배수로는 현장타설 콘크리트 및 콘크리트 공장제품을 활용하여 시공함. 현장타설 공법은 거푸집, 레미콘 믹서와 같은 장비가 필요하며, 거푸집 설치에 따른 소요시간으로 인하여 공사기간이 많이 소요됨. 콘크리트 2차 제품은 제작 후 형상 및 크기의 변경이 불가능하고 블록간 연결부에서 하자가 발생함.

- 최근 기후변화의 영향으로 국지성 집중호우가 발생하고 있고, 이로 인해 사면붕괴 등의 피해가 매년 발생하고 있음. 사면붕괴는 토사유출로 인한 하천오염의 환경문제, 도로 통제에 따른 2차 피해가 발생, 이에 따른 대책이 필요함.

- 기존의 배수로는 현장타설 콘크리트 및 콘크리트 공장제품을 활용하여 시공함. 현장타설 공법은 거푸집, 레미콘 믹서와 같은 장비가 필요하며, 거푸집 설치에 따른 소요시간으로 인하여 공사기간이 많이 소요됨. 콘크리트 2차 제품은 제작 후 형상 및 크기의 변경이 불가능하고 블록간 연결부에서 하자가 발생함.

- 사면보호공법에 적용하는 숏크리트 공법은 급결제(초기강도 증진) 사용하여 장기강도 및 내구성 저하가 많이 발생하고 있으며, 특히 콘크리트를 뿜어붙일 때 발생되는 반발재 오염 및 폐기물 처리 등의 환경 문제가 발생함.

- 기상재해로 인한 피해를 예방하고 대응할 수 있는 비교적 간편하면서 급속 시공으로 공사기간을 단축할 수 있는 기술 개발이 필요함.

- 최근 국외에서 수로 설치 및 사면 보강공사의 신속한 시공을 위하여 콘크리트 천을 개발함. 이 기술은 방염처리된 패브릭과 방수용 PVC층 사이에, 특수 배합된 콘크리트를 넣어 만든 것으로 마치 두툼한 이불과 같은 형상을 하고 있으며, 철근콘크리트 공법이나 숏크리트 공법에 비해 간편하고 균일한 품질을 얻을 수 있다는 장점이 있으나, 자재를 전량 수입하여 사용하고 있는 상황임.

- 원천기술 및 생산능력 부재로 인해 전량 수입하여 과도한 공사비가 발생하며, 설계 및 시공 기준이 없음. 따라서, 해외에서 적용하고 있는 기존 기술을 대체할 수 있는 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 적용 기술을 개발하고자 함.
최종목표 - 본 연구는 기후변화로 인한 집중호우 발생시 기상재해 취약지역이나 장기간 공용된 수리구조물 등의 피해 예방 및 신속한 복구를 위하여 시간적, 공간적 제약이 최소화될 수 있고, 거푸집 설치 및 양생 과정 없이 콘크리트 시공이 가능한 시공 기술(프리폼크리트, Free-Form-Crete)을 개발하고, 개발된 재료의 효율적인 활용을 위한 현장 적용 기술을 개발하고자 함.

- 주관연구기관 목표 : 기상재해의 신속 대응 및 복구가 가능한 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 재료·구조(형태) 및 제조 기술 개발
위탁연구기관 1 목표 : 프리폼크리트 재료 개발
위탁연구기관 2 목표 : 프리폼크리트 품질기준 확립

- 공동연구기관 목표 : 급속시공이 가능한 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 시공기술 개발
연구내용 및 범위 - 국내에서 적용되는 제품은 전량 수입에 의존하고 있으며, 특히 기상재해 발생시 신속대응 및 복구에 꼭 필요한 기술이나 과도한 공사비로 인하여 사용이 극히 제한되므로 국내 적용이 가능한 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 소재 및 시공기술을 개발하여야 함.

- 프리폼크리트(Free-Form-Crete)는 사용용도에 따라 역학적 특성 및 내구성능 등의 필요 요구 성능이 다르므로, 다양한 분야에서 적용할 수 있도록 용도별 프리폼크리트(Free-Form-Crete)의 재료 개발과, 실용화를 위한 실생산품 제조기술이 개발도 연구범위에 포함되어야 함.

- 콘크리트 공사 목적에 따라 프리폼크리트(Free-Form-Crete)를 적용하는 방법은 구분되어야 하며, 간단하고 신속한 설치를 위한 적용방안 연구가 진행되어야 함. 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 현장 적용시 토사 및 암 지반과 결속되어야 하므로 이에 대한 구체적인 설치 기술과 사면과 정착시키는 체결방식에 대한 연구도 이루어져야 함.

- 프리폼크리트(Free-Form-Crete)의 시공성 검증 및 기술 개선을 위해 개발된 제품에 대한 현장 시험시공이 반드시 필요하며, 다양한 분야에서의 적용을 위해서는 프리폼크리트(Free-Form-Crete)에 대한 설계 및 시공에 대한 매뉴얼과 기준이 마련되어야 함.

- 따라서 본 연구에서 개발한 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 제품에 대한 실내실험을 실시하여 재료 및 구조(형태)에 대한 성능검증을 수행할 예정임.

- 실험을 통한 성능검증이 완료된 제품을 제작할 수 있는 제조 기술을 개발하고, 실제 현장에 시험 시공하여 제작성과 시공성을 검토한 후 개선사항을 도출하여 추가 개선연구를 통해 표준화를 구축할 예정임.

- 또한 개발된 제품의 품질기준 정립과 매뉴얼을 제작할 예정이며, 시공 관련 매뉴얼 제작을 통해 개발된 기술이 현장에 바로 적용될 수 있도록 실용화를 목표로 하고 있음.


기관별 연구 내용
주관연구기관
- 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 구조(형태) 검토
- 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 개발 및 제조기술 개발
- 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 시제품 제작 및 현장 적용
위탁연구기관 1
- 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 혼합물 검토 및 재료 개발
위탁연구기관 1
- 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 품질평가 방법 검토 및 품질기준 정립

공동연구기관
- 공정별 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 적용방안 연구
- 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 적용기술 개발
- 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 시험시공 및 실용화
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 - 주관연구기관 : 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 재료·구조(형태) 및 성능기준 검토
- 공동연구기관 : 공정별 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 적용방안 연구 		주관연구기관
- 프리폼크리트 구조(형태) 검토
- 용도별 프리폼크리트 요구성능 검토

위탁연구기관 1
- 프리폼크리트 혼합물 검토
- 프리폼크리트 배합설계 및 기초 실험

위탁연구기관 2
- 프리폼크리트 품질평가방법 조사
- 프리폼크리트 성능 기준 검토

공동연구기관
- 프리폼크리트 관련기술 및 시장 조사
- 프리폼크리트 적용가능 공정 분석
- 공정별 프리폼크리트 적용방법 개발
연구성과 기술적 기대성과 - 기존 콘크리트 시공에서 필요한 거푸집, 레미콘 믹서와 같은 장비를 사용하지 않고 인력시공이 가능하므로 공사기간이 단축이 가능함.

- 숏크리트 시공에 비해 반발재로 인한 폐기물이 발생되지 않으므로 환경오염 예방 및 균일성 있는 보강공법이 될 것으로 판단됨.

- 또한 기상재해 피해 방지를 위한 배수로 공사 현장 중 중장비의 진입이 어렵거나 레미콘 타설이 불가능한 지역에 프리폼크리트(Free-Form-Crete)를 도입하여 별도의 중장비 없이 배수로를 구축하여 기상재해에 대응이 가능함.

- 프리폼크리트(Free-Form-Crete)는 기존 콘크리트 공법 대비 공사기간이 짧아 응급복구 현장에 적용할 수 있으며, 2차 피해를 저감하는데 활용할 수 있음.
사회 경제적 파급효과 - 원천기술 및 생산능력 부재로 인하여 현재 전면 해외기술에 의존하고 있으며, 이에 따라 외화유출 발생과 동시에 원자재 단가 상승으로 인한 과도한 공사비가 발생하고 있으나 본 연구 종료 후 개발되는 프리폼크리트를 적용함으로써 공사비 절감에 따른 경제성 확보로 기상재해 발생에 따른 신속 대응 및 복구가 가능하며, 또한 국제 경쟁력 약화문제를 해결할 수 있음.
활용방안 - 본 연구과제의 최종성과물은 프리폼크리트(Free-Form-Crete)를 활용한 기상재해 신속 대응 및 복구 기술로써 프리폼크리트(Free-Form-Crete)의 재료 및 구조(형태) 개발 및 시공기술 개발을 통한 시제품 제작 후 현장적용에 따른 성능 테스트 등을 통한 프리폼크리트(Free-Form-Crete) 실용화를 목표로 함.

- 본 연구에서 개발되는 프리폼크리트(Free-Form-Crete)는 기상재해에 대한 신속 대응이 필요한 수로 설치 및 사면보강에 활용이 가능함.

- 프리폼크리트(Free-Form-Crete)기술의 설계 및 시공 기준(안)을 제공하여 보다 국내 실정에 맞는 설계를 진행할 수 있으며, 수로공사, 사면보호공사 외 다른 공사로 확대 적용할 수 있음.

- 탁월한 유연성 기능을 가지는 프리폼크리트(Free-Form-Crete)는 사면과의 우수한 일체성 가지므로, 강우발생시 침식으로 인한 사면 토사유실이 자주 발생하는 유속이 심한 하천 호안 공사에 활용이 가능함.

- 프리폼크리트(Free-Form-Crete)는 초속경 재질로써, 콘크리트의 초기강도 발현이 가능하여 홍수에 취약한 교량 하부 및 제방 붕괴의 예방 공사와 저수지의 제방, 바닥판, 산마루 측구, 배수로, 농수로, 수로라이닝, 암거라이닝 등에 활용이 가능함. 그리고 구조물의 성능 저하 및 균열, 열화 부식 등의 보수·보강 시 급속시공이 가능함. 또한 형태변환의 유연함으로 인한 디자인 블록 제품 활용 등 타 분야로 시장성 확대가 가능할 것으로 판단됨.
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 프리폼크리트 수리구조물 사면보강 숏크리트 수로
영문 Free Form Crete Hydraulic Structure Slope Reinforcement Shotcrete Flow Channel
최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
최종보고서 프리폼크리트(Free-Form-Crete)를 활용한 기상재해 신속 대응 및 복구 기술 개발 최종보고서.pdf   다운로드

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