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과제기본정보

10-4cm/sec 이상의 투수성능을 보유한 토목용 프리믹스 충진재 개발 및 사업화2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 19CTAP-C143610-02
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 건설구조재료 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 토목시공기술 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 10-4cm/sec 이상의 투수성능을 보유한 토목용 프리믹스 충진재 개발 및 사업화
주관연구기관 주식회사 에이지
총괄연구 책임자 성명 우양이
소속 주식회사 느티나무 직위 연구소장
전화번호 041-662-1594 FAX 041-666-1594
총 연구기간 2018-04-17 ~ 2019-12-31
당해연도 연구기간 2019-01-01 ~ 2019-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 400,000,000 13,500,000 120,500,000 134,000,000 534,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 지하수 수위변화, 공사중 또는 상하수도관의 노후화로 인하여 파괴 또는 변형에 의하여 누출되는 물의 작용에 의하여 인위적으로 발생되는 싱크홀(함몰지반)이 최근 빈번하게 발생되고 있으며, 발생건수로는 매년 1000건 이상의 크고 작은 싱크홀(함몰지반)이 발생되고 있다.
이러한 인위적인 싱크홀은 불특정 다수인의 안전을 위협하고 있어 일상 생활에 큰 위협이 되고 있다.
본 연구에서는 이러한 인위적으로 발생되는 싱크홀을 신속하게 복구하고, 미리 발견된 지중 공동을 안전하고 신속하게 매워 싱크홀에 의한 피해를 방지하기 위한 기술로서
이미 확보된 경량기포 콘크리트용 충진재를 활용하여 투수성을 부여하고, 투수성이 있는 경량기포 콘크리트를 싱크홀 보수에 활용함으로써 2차 피해를 방지하기 위한 재료와 시공기술을 개발하고자 한다.
재료와 시공(복구) 기술 개발은 충진재, 혼화재, 그라우트, 특수시멘트 개발경험이 풍부한 재료 생산업체와 연약지반 복구 기술을 보유한 시공업체가 연계하여 우수한 재료와 시공기술을 개발하여 안전한 생활을 영위할수 있도록 기여하고자 한다.
최종목표 ■ ㈜에이지
① 투수 성능을 만족할 수 있는 산업부산물 발굴 및 소재 기술 확보
② 개발된 소재를 첨가하여 투수성능이 확보된 충진재 기술 확보
③ 다양한 현장 조건에 대응하여 제품 변형이 가능한 맞춤형 충진재 기술 확보
■ 재인스기초건설(주)
① 주입재에 균질한 기포군을 형성시키는 주입 시공방법 및 장비 개발
② 자동화된 배합장치 및 주입장비를 사용한 자동관리 시스템 개발
■ 동부엔지니어링 기술연구소
① 경량기포 콘크리트용 충진재 및 싱크홀 복구 시공장비의 현장 적용성 평가
② 싱크홀 유형 분석 및 선행기술 사례 분석
③ 원가분석을 통한 경제성 평가
연구내용 및 범위 본 사업화 연구의 경우 “싱크홀(지반함몰)”이라는 시대적 이슈와 함께 최근 토목 분야에서 CO₂ 저감 및 산업부산물 사용 확대 기술인 “충진재” 기술의 적용을 위한 기술 확보를 최종목표로 하고 있다.
이미 ㈜에이지의 경우 “하수슬러지 중성 고화제”,“연약지반 고화재(GF200, GF300) 제품 등의 개발 및 상용화를 성공한 경험을 가지고 있다.
따라서 다양한 산업부산물을 경험한 노하우를 바탕으로 신규 자원의 소재화를 위한 설비 투자를 통하여 새로운 규격품의 소재 개발과 개발된 소재를 기존 원재료들과 혼합하여 금번 연구 목표인 “투수 성능이 확보된 충진재 개발”을 통해 토목 분야인 “경량기포 콘크리트”에 널리 사용될 수 있는 제품을 개발하고자 한다.
2년간 계획으로 개발하고자 하는 기술의 내용과 범위는 다음과 같으며, 재료제조사, 현장 시공사의 긴밀한 협의하에 현장에서 요구하는 재료의 특성을 즉시 그리고 충분히 반영함으로서 양사간 보유하고 있는 기술의 시너지 효과를 높이고 싱크홀 문제 해결이라는 당면과제를 신속히 해결할수 있는 기술을 개발하고자 한다.
? 싱크홀 보수용 충진재 제조용 원료 확보와 원료 사용 공정검토 및 가공기술 개발
? 싱크홀 보수용 충진재로서의 원료 특성 평가와 충진재의 투수성, 경량기포 콘크리트의 투수성 평가를 위한 투수계수 시험설비를 설치하고, 측정방법의 표준화 달성
? 투수계수 조절을 위한 충진재 배합조건 검토, 표면처리 등 제조조건을 검토하여 최적의 원료 처리조건을 선정
? 경량기포 콘크리트용 충진재로 사용을 위한 분체로서의 특성을 평가하고 투수성 조절을 위한 요소기술을 개발
? 경량기포 콘크리트용 충진재(분체) 특성에 따라 경량기포 콘크리트의 투수계수 변화를 평가하고, 투수계수 조절을 위한 요소 기술을 개발
- 충진재(분체)의 특성 조절
- 개기공 형성 기술을 조사하고, 개기공형성을 위한 기포제 선정, 기포 모르타르(콘크리트) 혼합조건 (시멘트, 충진재, 기포제, 기포량)의 상관관게를 규명한다.
? Lab. 실험을 통해서 경량기포 콘크리트의 투수계수 조절을 위한 요소기술의 표준화
? 싱크홀(지반함몰)의 현장 복구를 위한 주입설비를 디자인하고 제작하여 성능릉 평가
? 현장 시공 제품에 대한 품질 평가
? 개발된 장비의 적용 및 효율성 검증
? 싱크홀 현장 시공 및 특성과 경제성 평가
? 기존 기술과의 비교를 통한 경제성 검토
? 개발된 기술의 홍보와 기술축적을 위해 충진재 재료개발, 현장시공특성에 대해서 평가 결과를 관련 학회지에 게재하고, 개발 기술에 대하여 특허를 출원한다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 << 주관연구기관(㈜에이지) >>
- 경량기포 콘크리트용 충진재(분체) 제조를 위한 산업부산물 소재 발굴
- 경량기포 콘크리트용 충진재(분체) 제조기술 개발
- 경량기포 콘크리트용 충진재(분체) 투수성 조절 기술 개발
<< 공동연구기관(재인스기초건설) >>
- 기존 시공 방법 조사
- 싱크홀 복구 현장시공을 위한 장비 조사, 분석
<< 위탁연구기관 (동부엔지니어링) >>
- 싱크홀 사례조사 및 유사기술 분석
- 충진재의 현장 적용성 평가
- 다양한 재료의 투수성 파악 및 충진재 활용조건 검토
- 충진재로 활용 가능한 재료의 특성 평가와 중금속 용출량 등 폐기물관리법 등 관련법규에 따른 재료별 환경유해성 평가
- 투수성 원료의 가공조건 선정(원료 전처리)
- 측정평가 설비 구축(투수성)

- 최적 원료배합비 선정
- 원료 특성~투수성 관계 규명
- 투수성 조절기술 확립

연구성과 기술적 기대성과 ○ 기술적 측면
- 산업부산물의 고부가가치화
- 투수성능이 있는 경량기포 콘크리트 개발
- 싱크홀의 안정적 복구를 위한 재료와 복구기술 확보
사회 경제적 파급효과 ○ 사회적 측면
- 새로운 재료 개발에 따른 산업부산물의 고부가 가치화
- 신공법 개발에 따른 관련 분야 전문가 양성 및 설계영업을 통한 신규 시장 창출
활용방안 ○ 금번 연구의 경우 크게 소재 개발, 충진재 개발, 투수성능이 있는 경량기포 콘크리트 성능 만족, 도심 및 소규모 현장 접근 용이성과 자동화 장치를 구축한 장비 개발, 금번 투수성능 경량기포 콘크리트 기술 자료화를 통한 향후 신기술 추진 등 각 아이템별로도 사업화가 기대되는 과제라 할 수 있다. 또한 소재 개발시 투입되는 생산 설비의 경우 국내 다양하게 발생하는 산업부산물을 각 기능을 살려 고부가 가치 소재로 개발할 수 있는 장치로 활용이 가능할 것이다. 또한 경량기포 콘크리트 타설 장비의 경우 특정 공사만을 위한 장비가 아닌 현장의 요구조건에 대응할 수 있는 장비로 개발함으로써 향후 다양한 토목현장에 활용될 수 있도록 제작할 예정이다.
○ 본 연구의 경우 현재 사업화 과제로써 토목 분야를 시작으로 건축, 소재 등 다양한 분야의 복합 기술의 사례로써 법과 제도의 개정과 다양한 산업부산물 사용을 위한 정부의 협조가 필요한 부분이다. 따라서 이와 같은 부분을 연구 성과 보고시나 향후 투고될 논문 등에 적극 표명하여 단순 제품을 개발하는 단계가 아닌 향후 다양한 분야로 확대될 수 있는 부분에 대해 제안하고자 합니다.
○ 싱크홀(지반함몰) 복구용 충진재와 현장 시공장비의 개발, 투수성 경량기포 콘크리트 제조기술의 확보에 따라 폐광, 자연발생 싱크홀의 복구에 활용 가능
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 싱크홀 충진재 산업부산물 공동 경량기포
영문 sink hole filler by-product cavity light weight
최종보고서
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최종보고서 2 최종보고서 (v002_10 20-0220) [제출본 20-0220].pdf   다운로드
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