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과제현황 목록

과제기본정보

셀룰로오스 나노크리스탈(CNC)을 활용한 NT/BT 융복합형 시멘트 복합체 및 저수축 고인성 콘크리트 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 18CTAP-C133534-02
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 건축시공기술 적용분야 건설업
2순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 건설구조재료 실용화대상여부 비실용화
3순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 친환경 재생건설재료 과제유형 기초
과제명 셀룰로오스 나노크리스탈(CNC)을 활용한 NT/BT 융복합형 시멘트 복합체 및 저수축 고인성 콘크리트 개발
주관연구기관 금오공과대학교산학협력단
총괄연구 책임자 성명 김우석
소속 금오공과대학교산학협력단 직위 교수
전화번호 054-478-7618 FAX 054-478-7629
총 연구기간 2017-06-30 ~ 2019-02-28
당해연도 연구기간 2018-01-01 ~ 2019-02-28

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
2차년도 220,000,000 0 0 0 220,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 본 연구를 통해 목질계 바이오매스로부터 추출된 셀룰로오스 나노크리스탈(CNC: 셀룰로오스에서 얻을 수 있는 천연의 고분자 나노 물질로 우수한 기계적 강도와 생분해성이 특징)을 적용한 시멘트 복합체 개발과 이를 활용한 자기수축이 적고 높은 인성이 발현되는 콘크리트 제조에 대한 기술로 NT 기술과 BT 기술을 융합한 신소재 적용 원천 기술(CNC 분산 기술, 시멘트 복합체 적용 기술, 자기수축 저감 및 고인성 발현 기술 등)을 개발하고자 한다.
최종목표 CNC를 활용한 NT/BT 융복합형 시멘트 복합체 및 저수축 고인성 콘크리트 개발
○ 본 연구는 목질계 바이오매스로부터 추출된 셀룰로오스 나노크리스탈을 활용한 NT 기술과 BT 기술이 융복합된 시멘트 복합체와 저수축 고인성 콘크리트를 개발하는 기술임
- CNC 물리적 특성 평가 기법(안)
- 시멘트 복합체 내 CNC의 최적 분산 기법
- CNC 적용 시멘트 복합체의 물리적 특성 ⇒ 자기수축률 20% 저감, 휨 및 인장성능 50% 향상 (Plain 대비)
- CNC 활용 시멘트 복합체의 현장 적용성 평가
- CNC 활용 저수축 고인성 콘크리트 제조 기술
연구내용 및 범위 [핵심기술 1] CNC 적용 시멘트 복합체 기술 개발
○ CNC의 물리적 특성 평가 기법(안) 도출
○ 시멘트 복합체 내의 CNC 분산 기법 개발
○ CNC 적용 시멘트 복합체 최적 배합 도출
[핵심기술 2] CNC 활용 저수축 고인성 콘크리트 기술 개발
○ CNC 적용 시멘트 복합체 활용 기술 도출
○ 시멘트 복합체 성능 향상을 위한 첨가제 기술 개발
○ CNC 특성 극대화를 위한 저수축 고인성 콘크리트 제조 기술 개발
○ CNC 활용 저수축 고인성 콘크리트 장기내구성 평가

CNC 활용 시멘트 복합체 적용 기술 도출
- 시멘트 복합체의 기초 물성(작업성, 압축강도, 휨강도, 인장강도 등) 평가
- 시멘트 복합체의 미세구조(SEM) 분석
- 시멘트 복합체 성능 향상을 위한 첨가제 기술 개발
- 저수축 고인성 콘크리트 개발을 위한 무기 첨가제 기술 개발
- CNC 특성 극대화를 위한 저수축 고인성 콘크리트 제조 기술 개발
- CNC 활용 콘크리트 제조 저수축 고인성 콘크리트 개발
- 단열재, 콘크리트 패널 등 콘크리트 2차 제품 적용 기술 개발
- CNC 활용 시멘트 복합체 장기내구성 평가
- 체적변화, 중성화, 염해저항성, 화학저항성 등

1. 1차 연도
① 개발 목표

▣ 주관연구기관(금오공과대학교)
- 선행연구 사례조사
- CNC의 성분분석
- CNC의 물리적 특성 평가 기법(안) 도출
- 시멘트 복합체 내 CNC 분산 기법 개발

▣ 위탁연구기관(KCL)
- CNC의 성분분석
- CNC 적용 시멘트 복합체 활용 기술 도출

② 개발 내용 및 범위

▣주관연구기관(금오공과대학교)
- 선행연구 사례조사
- CNC 제조 프로세스 조사
- CNC 적용 산업분야 및 제품조사 및 분석
- 건설재료로의 적용 연구 현황조사 및 분석
- 기존 나노 기술과의 차이점 도출
- CNC의 성분 분석
- CNC 형태 분석
⇒ TEM 분석
- CNC 성분 분석
⇒ XRD, XRF 분석
- CNC의 물리적 특성 평가 기법(안) 도출
- CNC 탄성계수 평가 기법(안) 도출
⇒ 이론적 계산식을 통한 평가 기법
⇒ XRD를 이용한 평가 기법
⇒ 라만분광법을 이용한 평가 기법
- 시멘트 복합체 내 CNC 분산 기법 개발
- 시멘트 복합체 내 분산성 확보 기술
⇒ CNC 표면 개질 활용 분산법
⇒ 소니케이션 활용 분산법
⇒ 계면활성제 활용 분산법

▣ 위탁연구기관(KCL)
- CNC 적용 시멘트 복합체 적용기술 도출
- 콘크리트 제품용 시멘트 복합체 활용 범위 도출
⇒ 시멘트 복합체 활용 가능 콘크리트 제품 분석
⇒ 콘크리트 제품별 요구성능 도출
- 시멘트 복합체 제조 및 성능 평가
⇒ 응결, 슬럼프, 플로우 특성
⇒ 수축률, 압축강도, 휨강도, 인장강도 특성
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 CNC 적용 시멘트 복합체 최적 배합 도출
1. 1차 연도
① 개발 목표

▣ 주관연구기관(금오공과대학교)
- 선행연구 사례조사
- CNC의 성분분석
- CNC의 물리적 특성 평가 기법(안) 도출
- 시멘트 복합체 내 CNC 분산 기법 개발

▣ 위탁연구기관(KCL)
- CNC의 성분분석
- CNC 적용 시멘트 복합체 활용 기술 도출 		- 선행연구 사례조사
- CNC 제조 프로세스 조사
- CNC 적용 산업분야 및 제품조사 및 분석
- 건설재료로의 적용 연구 현황조사 및 분석
- 기존 나노 기술과의 차이점 도출
- CNC의 성분 분석
- CNC 형태 분석
⇒ TEM 분석
- CNC 성분 분석
⇒ XRD, XRF 분석
- CNC의 물리적 특성 평가 기법(안) 도출
- CNC 탄성계수 평가 기법(안) 도출
⇒ 이론적 계산식을 통한 평가 기법
⇒ XRD를 이용한 평가 기법
⇒ 라만분광법을 이용한 평가 기법
- 시멘트 복합체 내 CNC 분산 기법 개발
- 시멘트 복합체 내 분산성 확보 기술
⇒ CNC 표면 개질 활용 분산법
⇒ 소니케이션 활용 분산법
⇒ 계면활성제 활용 분산법
연구성과 기술적 기대성과 ○ CNC 물리적 특성 평가 기법(안)
○ 시멘트 복합체 내 CNC 최적 분산 기법
○ CNC 적용 시멘트 복합체 및 저수축 고인성 콘크리트 제조 기술
사회 경제적 파급효과 ○ 목질계 바이오매스로부터 추출된 CNC의 활용 다각화
○ NT/BT 융복합형 원천기술 확보를 통한 해외기술 시장 선점
○ 석유기반 고분자계 혼화제 대체 생체친화형 소재 활용을 통한 친환경성 확보
활용방안 ▣ 생체친화형 건축 내외장재 및 콘크리트 저수축, 고인성이 필요 시 되는 제품에 적용 가능
？ 첨단 소재로의 적용을 통한 기능성 건설재료의 고부가가치화 가능
- 첨단 소재와의 융복합을 통한 세계시장 선점 및 기능성 건설재료의 고부가가치화로 기술 수출에 따른 경제적 이익 발생 가능
- 관련 산업 활성화에 따른 고용창출 효과 발생
？ 산업폐기물의 고부가가치 활용을 통한 관련 산업 활성화
- 셀룰로오스 나노크리스탈은 폐목재, 제지슬러지와 같은 건설？산업폐기물로부터도 추출이 가
능하여 관련 산업의 활성화 견인과 함께 이익 창출 지원이 가능
- 천연 소재 활용 및 NT/BT 융복합 기술을 통한 지속가능한 사회 구축을 지원
- 천연 소재 활용으로 부존 자원의 보전, 환경오염의 개선 등이 가능하며, 융복합 기술을 통한 성능 향상으로 지속가능한 사회 구축에 이바지함
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 셀룰로오스 나노크리스탈 NT/BT 융합기술 신소재 저수축 고인성 콘크리트 생체친환형 콘크리트
영문 Cellulose Nanocrystal (CNC) NT/BT convergence technology Advanced materials Low shrinkage high-ductile concrete Bio-friendly concrete
최종보고서
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최종보고서 최종보고서(금오공대_김우석).pdf   다운로드

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