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과제현황 목록

과제기본정보

CO2포집 탄산칼슘과 칼슘계 자극제를 이용한 탄소중립형 무기채움재를 활용한 친환경 순환상온 아스팔트 콘크리트 제조 및 공법 개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 21TBIP-C160574-01
국가과학표준분류 1순위 원자력 | None | None 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 에너지·자원 | 석유생산시스템 | None 실용화대상여부 실용화
3순위 에너지·자원 | None | None 과제유형 개발
과제명 CO2포집 탄산칼슘과 칼슘계 자극제를 이용한 탄소중립형 무기채움재를 활용한 친환경 순환상온 아스팔트 콘크리트 제조 및 공법 개발
주관연구기관 주식회사 대륙신소재
총괄연구 책임자 성명 황인준
소속 주식회사 대륙신소재 직위 대표이사
전화번호 052-247-6466 FAX 052-247-6467
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2023-12-31
당해연도 연구기간 2021-04-01 ~ 2021-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 360,000,000 19,400,000 174,600,000 194,000,000 554,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 1. CO2-전환 탄산칼슘 (250만톤/년)과 산업폐기물 (3천만톤/년)을 활용하고 칼슘계 자극제를 이용하여 무시멘트 탄소중립형 채움재를 제조
- 배기가스중 이산화탄소를 포집하여 생산된 탄산칼슘과 제철소의 산업부산물인 고로슬래그를 이용한 무기채움재를 개발하여 시멘트를 대체하고자 함
2. 무시멘트 탄소중립형 채움재를 사용하여 기존의 가열 아스팔트 콘크리트 및 순환상온 아스팔트 콘크리트의 시멘트계열 채움재를 대체하여 새로운 순환상온 아스팔트 콘크리트를 개발
- CO2가 발생하지 않는 탄소중립형 녹색 제품
최종목표 CO2포집 탄산칼슘과 칼슘계 자극제를 이용한 탄소중립형 무기채움재를 활용한 친환경 순환상온 아스팔트 콘크리트 제조 및 공법 개발
1. 칼슘계 자극제를 이용한 고로슬래그 기반 탄소중립형 친환경 순환상온 도로포장 아스팔트콘크리트용 고로슬래그 기반 채움재 개발
2. 유화아스팔트와 개발된 고로슬래그 기반 채움재를 이용한 순환상온 아스팔트콘크리트 혼합물 개발
3. 국토부 도로포장지침 및 시방서에 준한 혼합물의 포장시공 공법 개발
4. 장기공용성평가를 통한 공용재 공용성능 평가 및 확인
연구내용 및 범위 1. 탄소중립형 무기채움재 개발
-
- 고로슬래그 미분말 원재료 전체 중량 80% 이상 사용한 결합재 개발(시멘트 사용 X)
- 칼슘계 자극제만 사용하여 결합재 개발 (NaOH 및 Sodium Sillicate 등의 알칼리 활성화제 사용 X)
- CO2포집 탄산칼슘을 첨가한 결합재 개발
- 시멘트 대비 30% 낮은 강성 목표
- 미세구조 분석을 통해 결합재 성능 분석
- 20ton/hr급 무기결합재 생산시스템 개념설계 및 공정 최적화
- 무기 채움재 관련 논문 1건 게재
- 무기 채움재 관련 특허출원 1건

2. 개발된 탄소중립형 무기채움재를 활용한 친환경 순환상온 아스팔트 콘크리트 혼합물 개발
- 개발된 무기채움재와 유화아스팔트의 결합 성능 평가
- 개발된 무기채움재와 유화아스팔트의 최적 배합 도출
- 개발된 순환상온 아스팔트 특성 및 성능 평가
- 순환상온 아스팔트 콘크리트를 구성하는 각 재료(골재, 채움재, 바인더, 물 등)의 구성비를 정하고 최상의 성능을 발현하는 구성비를 갖도록 설계
- 순환상온 아스팔트 콘크리트 제조플랜트를 이용한 설계배합(원배합) 혼합물 조성, 시험을 통한 적정배합비 확인
- 실내 공시체 시험, 공인시험기관을 통한 적정배합 혼합물의 성능확인

3. 포장공법 개발
- 도로포장재료(순환상온 아스팔트 혼합물)의 포장시공법개발은 규격화된 포장지침을 따라 특별한 장비 또는 포장법의 추가 없이 도로포장에 적용할 수 있도록 제품을 규격화 하는데 있음. 그러므로 상용화를 위해서는 특수한 장비 또는 공법의 추가 없이 일반화된 시공법으로 사용가능한 도로포장재료(순환상온아스팔트혼합물)를 개발하는 것이 목표임.
- GR F 4026 인증 획득
- 국토부 도로포장지침 및 시방서에 준한 혼합물의 포장시공 공법개발

4. 장기공용성능 확인
- 재활용 아스팔트 혼합물은 포장 시공하여 최소 2년이상 공용 후 성능을 평가
- 공용기간 2년이라는 물리적 기간을 단축하고 빠른 성능확인을 위해 일정 시험구간에 순환상온 아스팔트 콘크리트와 일반 가열 아스팔트 콘크리트를 포장하여 실제 차량통행과 유사한 효과를 줄 수 있는 축 하중 Tire로 하중을 변화시켜 2년간의 차량 통행량과 유사한 횟수로 포장면을 노화 키고 시험이 진행되는 동안 표면 레벨과 균열 및 소성변형을 분석하여 이의 값을 평가하는 포장가속시험(APT)으로 평가.
- 조달다수공급자계약(MAS) 체결로 관급 및 민간시장 확보
- 제품설명회, 친환경제품박람회 참여 등 시장확보와 제품 홍보로 인지도 상승
- 관련 특허 1건, 논문 1건 등으로 전문성 확보
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 칼슘계 자극제를 이용한 고로슬래그 기반 탄소중립형 친환경 순환상온 도로포장 아스팔트콘크리트용 고로슬래그 기반 채움재 개발
1. 탄소중립형 무기채움재 개발
- 고로슬래그 미분말 원재료 전체 중량 80% 이상 사용한 결합재 개발(시멘트 사용 X)
- 칼슘계 자극제만 사용하여 결합재 개발 (NaOH 및 Sodium Sillicate 등의 알칼리 활성화제 사용 X)
- CO2포집 탄산칼슘을 첨가한 결합재 개발
- 시멘트 대비 30% 낮은 강성 목표
- 미세구조 분석을 통해 결합재 성능 분석
연구성과 기술적 기대성과 - 기존 순환상온 아스팔트 콘크리트의 강도향상을 위해 사용되는 시멘트계 결합재의 대체재로 산업부산물(고로슬래그 미분말)과 칼슘계 반응자극제를 혼합한 친환경 신결합재 제조 기술 확보.
- 무기 채움재를 사용함으로써 고내구성의 순환상온 아스팔트 콘크리트의 개발을 통한 도로의 소성 변형 및 균열의 예방과 품질확보가 용이.
- 순환상온 아스팔트 콘크리트용 무기 채움재 개발을 통한 재료비 절감 및 CO2 저감의 친환경 채움재 제조 기술의 확보.
- 아스팔트의 연성과 무기 채움재가 가지는 강성을 동시에 보유한 순환상온 아스팔트 콘크리트로서 내유동성 및 내열성 등이 우수한 고내구성 ? 친환경 채움재의 제조 기술 확보로 순환상온 아스팔트 콘크리트 포장의 생애주기를 증가.
사회 경제적 파급효과 ○ 경제적 성과
- 지속적인 가격 상승로에 있는 시멘트를 사용하지 않는 순환상온 아스팔트 콘크리트용 신결합재의 개발 및 포장에의 활용을 통한 생산단가 절감효과를 기대.
- CO2 포집 CaCO3 및 산업 부산물인 고로슬래그 미분말를 사용함으로써 친환경 순환상온 아스팔트 콘크리트 포장의 생산단가 절감효과를 기대.
- CO2 포집 CaCO3 및 산업부산물과 칼슘계 반응자극제를 활용한 순환상온 아스팔트 콘크리트 및 관련된 핵심기술을 국내 자체 기술개발을 통한 포장재료 및 제조기술의 해외기술 도입에 따른 막대한 외화유출(향후 10년간 약 500억원 이상을 예상)을 저감.
- 외화유출로 인한 국가적인 경제적 손실과 기술 종속 등의 국가경쟁력 손실을 방지.

○ 사회적 성과(일자리 창출 등)
- CO2 포집 CaCO3 및 산업부산물과 칼슘계 반응자극제를 활용한 순환상온 아스팔트 콘크리트 개발로 CO2 감소 및 폐기물 처리 등의 환경에 대한 부하저감은 물론 관련 산업체로의 기술이전을 통한 경비 및 국가의 관련 산업경쟁력 제고에 크게 기여.
- 건설산업부산물의 중간처리업체로 개발기술을 활용함으로써 제품 생산 및 순환상온 아스팔트 콘크리트 포장의 새로운 일자리 창출이 가능.
- 최근까지 대부분 매립하거나 폐기 처리되었던 CO2 포집 CaCO3와 산업부산물을 다량 재활용함으로서 환경문제 및 매립지의 확보 곤란 등의 사회적 문제점을 동시에 해결함으로서 국가의 에너지 절약 및 사회적인 측면에서 많은 문제점을 해결할 수 있음.
활용방안 ○ CO2 포집 CaCO3 및 산업 부산물인 고로슬래그 미분말를 활용함으로써 정부의 탄소중립 정책에 부합하며, 아스팔트 신설 도로를 비롯한 기존 아스팔트 포장 공사, 공사 우회 도로, 도시가스 관로, 상하수도 관로 교체 공사 등의 도로포장 공사의 실용화가 가능함.
○ 향후 본 연구를 통해 개발된 순환상온 아스팔트 콘크리트를 주차장, 체육시설 및 신설 도로포장 등의 재료로의 용도 전환이 가능하며, 보강용 소재(섬유 등)의 활용에 대한 추가적인 방안 도출이 가능함.
○ 본 연구결과를 통해 획득된 기술을 관련기업과 산업체에 기술이전을 실시하여 국가산업발전에 기여함은 물론 학술지에 게재 및 발표 등을 통한 적극적 홍보를 수행함.
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
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