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과제기본정보

기존 콘크리트 시설물의 복합열화 피해 저감을 위한 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반의 침투저항제 개발사회이슈해결 지원유형2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 19CTAP-C143357-02
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 건설마감재료 적용분야 건설업
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 기존 콘크리트 시설물의 복합열화 피해 저감을 위한 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반의 침투저항제 개발사회이슈해결 지원유형
주관연구기관 (주)제이엔티아이엔씨
총괄연구 책임자 성명 노재호
소속 (주)제이엔티아이엔씨 직위 대표
기관 대표번호 031-408-7986 FAX 031-406-7986
총 연구기간 2018-04-17 ~ 2019-10-02
당해연도 연구기간 2019-01-01 ~ 2019-10-02

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
2차년도 210,000,000 7,000,000 63,000,000 70,000,000 280,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 본 연구의 핵심 개념은 시멘트 콘크리트 반응형 실록산 폴리머를 기반으로 콘크리트 중의 Ca(OH)2와 실록산 폴리머 중의 ？OH 기를 반응시키고 ？O Bond로 연결하여 콘크리트와 직접 반응할 수 있는 고 내구성능의 침투저항제를 통해 콘크리트의 기공을 유지하면서 콘크리트 내부로의 수분 및 염화물 침투를 근본적으로 차단하는 신 개념의 침투저항 방법으로 기존의 표면처리 공법(표면 도포공법, 미세기공 채움 공법)의 문제점으로 지적되었던 도포막 변형, 표면이행된 부분으로 흡수된 수분에 의한 동결융해 발생 등을 효과적으로 개선하고 표면 피막 형성의 최소화로 인한 미끄럼저항성까지 확보 가능한 창의적이며 도전적인 실용화 기술임.
최종목표 기 건설된 콘크리트 시설물의 수분 및 염화물침투에 의한 복합열화 피해를 저감하기 위해 흡수 방지 성능이 우수한 시멘트 콘크리트 반응형 실록산 폴리머를 기반으로 콘크리트 중의 Ca(OH)2와 실록산 폴리머 중의 ？OH 기를 반응시키고 ？O Bond로 연결하여 콘크리트와 직접 반응할 수 있는 고 내구성능의 침투저항제 최적 제조기술 개발과 실용화를 최종목표로 함.
1차년도 : 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 제조 기법 개발 및 적용성능 분석
2차년도 : 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 제조 최적화 기술 개발 및 시제품 성능평가
3차년도 : 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 시제품 인증 및 상용제품 개발
연구내용 및 범위 ■ 기존의 콘크리트 표면처리 공법(표면 도포공법, 미세기공 채움 공법)은 도포막 변형, 표면이행된 부분으로 흡수된 수분에 의한 동결융해 등이 발생된다는 문제점이 있음.
■ 본 연구개발은 기 건설된 콘크리트 시설물의 수분 및 염화물침투에 의한 복합열화 피해를 저감하기 위해 흡수 방지 성능이 우수한 시멘트 콘크리트 반응형 실록산 폴리머를 기반으로 콘크리트 중의 Ca(OH)2와 실록산 폴리머 중의 ？OH 기를 반응시키고 ？O Bond로 연결하여 콘크리트와 직접 반응할 수 있는 신규화합물을 개발하고, 표면개질과 크기제어, 매커니즘 분석 및 해석, 적용기술 개발 및 성능검증을 통해 수분 및 염화물의 침입을 근본적으로 차단할 수 있는 고 내구성능의 침투저항제 최적 제조기술 개발과 실용화를 최종 목적으로 함.
■ 본 연구개발에서 제안하는 침투저항제의 핵심 개념은 콘크리트와 반응하여 미세기공을 채우는 방식(미세기공 채움 공법)의 기존 표면처리 공법과는 달리, 수분 및 염화물의 침입을 근본적으로 차단하는 시멘트 콘크리트 반응형 실록산 폴리머를 개발하여 콘크리트의 기공을 유지하면서 콘크리트 내부로의 수분 및 염화물의 침투를 막는 방법으로 크기제어 등을 통해 미세공극량을 최소화시켜 기존 기술의 문제점을 개선할 수 있는 창의적이며, 도전적인 실용화 기술임.

1. SPM : 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 제조 최적화 기술 개발
- Polysiloxane을 이용하여 시멘트와 반응하는 실록산 폴리머 기반의 신규 화합물을 개발하고, 표면개질과 크기제어, 물성제어 등의 최적화를 통해 기존 콘크리트 시설물의 복합열화를 효과적으로 저감할 수 있는 침투저항제(분무형/주입형)의 제조 최적화 기술 개발
2. SPC : 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 적용성능 평가기술 개발
- 기존 콘크리트 시설물을 대상으로 한 복합열화 매커니즘 해석결과, 전과정 환경영향 및 비용 평가결과 등을 이용하여 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제의 적용여부에 따라 시설물의 통합성능을 간단하게 판단할 수 있는 평가기술 개발
3. SPA : 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 성능검증 및 시공지침 개발
- 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제의 적용시기와 공법에 따른 콘크리트의 역학적 성능 평가, 내구성능 평가, 복합열화 해석 및 모니터링을 통한 침투저항제의 성능을 검증하고 기존 콘크리트 시설물을 대상으로 한 시공지침 개발
(SPM : cement reactive Siloxane polymer based Penetration resist agent Manufacturing technique)
(SPC : cement reactive Siloxane polymer based Penetration resist agent Construction guide)
(SPA : cement reactive Siloxane polymer based Penetration resist agent Adaptability evaluation technique)
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 SPM : 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 제조기법 개발
SPC : 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 LCI DB 구축 및 기초 매커니즘 분석
SPA : 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 적용 콘크리트의 기초적 적용성능 평가 		SPM
■ 시멘트 반응형 실록산 폴리머 화합물 관련 기술현황 및 문헌 조사
- 콘크리트 표면처리 기술의 국내외 현황조사 분석
- 기존 콘크리트 시설물의 열화요인별 피해사례 분석
- 국내외 시멘트 반응형 실록산 폴리머 화합물 관련 기술동향 분석
■ 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 화합물 제조 기법 개발
- 콘크리트용 실록산 폴리머 화합물의 표면개질 기법 도출
- 실록산 폴리머 화합물의 크기제어 기법 도출
- 실록산 폴리머 물성 제어기법 도출 (Viscosity, Surface tension 등)
■ 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 샘플 개발
- 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 샘플 개발

SPC
■ 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 LCI DB 구축
- 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 제조공정 분석
- 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 GtG Data 구축
- 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 LCI DB 구축
■ 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 기초 매커니즘 분석
- 기존 콘크리트 시설물의 열화종류별 매커니즘 분석
- 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제의 적용공법별 열화방지 매커니즘 분석

SPA

■ 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제의 적용시기 및 공법별 침투저항성능 분석
- 적용시기: 1년, 5년 10년, 15년 등
- 적용공법: 분무형, 주입형 등
- 분석내용: 침투깊이, 기공률(MIP), 강도, 내염성 등
■ 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 적용 콘크리트의 역학적 성능분석
- 강도시험: 압축강도, 휨강도 시험
- 내흡수성시험 및 내투수성시험
■ 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제 적용 콘크리트의 내구성능 분석
- 염소이온침투저항성 시험
- 동결박리저항성
- 내산성 평가: 질량감소율
- 복합열화 평가: 스켈링 저항성
연구성과 기술적 기대성과 ？ 국내 원천기술 부재로 해외 수입에만 의존하였던 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반의 침투저항 제품 제조 원천기술 확보 가능
사회 경제적 파급효과 ？ 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반의 침투저항제를 통한 기존 콘크리트 시설물의 내구성 향상과 전과정 비용을 절감으로 인해 국내 기존 콘크리트 시설물의 유지관리시장을 촉진하고 국제적 정책 변화에도 효과적으로 대응 가능
？ 기 건설된 콘크리트 시설물의 복합열화로 인한 공용수명 단축과 이로 인한 인명적, 경제적 피해를 효과적으로 저감 가능
활용방안 ？ 본 연구개발 성과인 시멘트 반응형 실록산 폴리머 기반 침투저항제는 복합열화 작용에 의해 피해가 발생하거나 피해가 예상되는 철근콘크리트 구조의 건축물 또는 도로시설물의 보수현장에서 효과적으로 적용될 수 있으며, 추후 시설물 관리기관에서 기술교육을 통해 설계에 반영될 수 있음.
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 시멘트 반응형 실록산 폴리머 침투저항제 복합열화 기존 콘크리트 시설물 제조기술
영문 Cement Reactive Siloxane Polymer Penetration Resist Agent Combined Deterioration Existing Concrete Structure Manufacturing Technique
최종보고서
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