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과제기본정보

FRP 긴장재 및 정착장치의 개발과 활용을 위한 연구3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 07CCTI-C043055-03
국가과학표준분류 1순위 건설·교통 | 구조물·지반공학 기술 | 신소재·복합재료 구조 기술 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 FRP 긴장재 및 정착장치의 개발과 활용을 위한 연구
주관연구기관 한국건설기술연구원
총괄연구 책임자 성명 박영환
소속 한국건설기술연구원 직위 선임연구위원
전화번호 031-910-0114 FAX -
총 연구기간 2005-07-29 ~ 2008-08-16
당해연도 연구기간 2007-08-17 ~ 2008-08-16

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
3차년도 298,000,000 10,000,000 90,000,000 100,000,000 398,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 본 연구는 PSC 구조물에 사용되는 강재 긴장재의 부식문제를 해결하여 유지관리비용을 절감하고 수명을 연장할 수 있는 방안을 마련하기 위해 내부식성이 강한 섬유복합재료를 이용한 FRP 긴장재 및 정착장치 등을 개발하고 콘크리트 구조물에 활용하는 기술을 개발하는 것임
최종목표 본 연구사업은 FRP 긴장재 및 정 착장치를 개발하고 이를 콘리크리트 구조물에 적용하는 기술을 개발하는 연구로 다양한 이론 및 실험을 통하여 실용적으로 적용이 가능한 기술을 개발하며, 최종목표는 다음과 같다. ① FRP 긴장재 및 정착장치 개발, ② 이를 이용한 부착/부분비부착/비부착 공법 및 고내구성의 외부긴장 공법 개발, ③ FRP 긴장재를 적용한 콘크리트 구조의 고연성/고내구성 확보 해석/설계기법 및 현장적용기술 개발
연구내용 및 범위 본 연구는 강재 긴장재의 부식문제를 해결하여 PSC 구조물의 안전성을 확보하고 내구성 및 사용수명을 증진시키기 위해 내부식 재료인 FRP 복합재를 이용하여 긴장재 및 정착장치 등을 개발하고 콘크리트 구조물에 적용하는 기술을 개발하는 연구사업이다. 이를 위해 다양한 이론 및 실험연구를 계획하고 있다. 우선, FRP 긴장재 및 정착장치를 개발하기 위해 선행 연구자료들을 수집하고 분석한다. FRP 복합재료는 기존 강재와 역학적 특성이 다르고 취성적인 거동을 나타내므로 재료시험법이 기존 방법가 상이하다. 따라서 이에 대한 세밀한 자료분석이 필요하며, 특히 인장시험시 그립부분의 재료파단이 예상되는 바 이에 대한 배려가 있어야 하며, 크리프, 릴락세이션 특성들에 대한 재료시험이 요구된다. FRP 긴장재를 개발하기 위해 기존 제품들의 특성을 분석하고, 요구성능을 설정하기 위해 다양한 조사연구를 실시한다. 정착장치는 FRP 긴장재를 프리스트레싱하고 정착시키기 위해 반드시 필요한 핵심기술로서 취성적인 FRP 긴장재가 정착부에서 깨지지 않고 재료의 인장강도를 발현시킬 수 있는 제품이 개발되어야 한다. 개발된 FRP 긴장재 및 정착장치는 장기사용성이 보장되어야 하는 바 이들 제품에 대한 피로성능이 검증되어야 하며, 또한 이들 제품이 PSC 콘크리트 구조물에 적용되었을 경우에도 피로성능이 보장되어야 하므로 이에 대한 검증실험이 요구된다. FRP 긴장재 및 정착장치가 실제 구조물에 적용되기 위해서는 다양한 부재실험을 통해 성능이 확인되어야 한다. 본 연구에서는 신설콘크리트 구조물에 FRP 긴장재를 적용하는 기술을 개발하기 위해 부착/비부착/부분비부착 방식에 대해 실험 및 이론연구를 통해 성능을 검증할 예정이다. 한편, FRP 긴장재는 외부 긴장공법에도 유용하게 활용될 수 있으므로 이 분야에 대한 다양한 이론연구 및 실험연구 역시 수행될 예정이다. FRP 긴장재는 강재 긴장재와 재료적 거동이 상이하므로 FRP 긴장재가 적용된 콘크리트 구조물의 해석 및 설계를 위한 기법이 마련되어야 FRP 긴장재가 실제 구조물에 사용될 수 있으므로 본 연구에서는 이 분야에 대해서도 심도 있는 연구를 진행한다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 o FRP 긴장재를 활용한 콘크리트 구조의 내구성평가, 고연성/고내구성 공법개발 완성, 해석 및 설계기법개발 - 고연성/고내구성을 확보한 공법개발
- 현장적용실험
- 해석 및 설계기법 완성
- FRP 긴장재를 이용한 설계지침서 작성
연구성과 기술적 기대성과 * 강재 부식문제를 해결함으로써 콘크리트 구조물의 장수명화 가능
* 균열에 의한 부식문제 해결로 재료의 경제적 설계 가능
* 선진국과 기술격차가 7년 이하이므로, 국가적인 차원의 지원 및 관련 기업의 협조하에서 이 분야의 연구개발을 진행한다면 5년 이내에 기술격차를 해소하고, 7년 이내에 비교우위를 선점할 수 있을 것으로 기대됨
사회 경제적 파급효과 * FRP 긴장재를 개발하여 강재의 부식문제를 근본적으로 해결하면 콘크리트 구조물의 성능저하로 인한 유지관리비용의 지출과 이로 인해 발생하는 사회적인 사용자 비용의 발생을 차단하여 국가예산에 막대한 이익을 가져올 것으로 판단됨
* 건설 관련 세계 시장규모는 연간 2조 4,000억 달러로서 여기에 사용되는 재료의 양이 엄청나기 때문에 새로운 건설재료의 개발은 관련산업의 활성화와 함께 동반 상승효과(synergy effect)를 기대할 수 있어서 국가산업 발전에도 이바지할 것으로 판단됨
활용방안 * PSC 교량에 적용
* 일반 구조물 긴장용 강재 긴장재 대체
* 콘크리트 교량 보강을 위한 외부 긴장재로 사용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 섬유복합재료 긴장재 프리스트레스 콘크리트 비부착 연성
영문 FRP Tendon PSC Un-bond Ductility
최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
최종보고서 0830_FRP 긴장재 및 장착장치의 개발과 활용을 위한 연구.pdf   다운로드

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