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과제기본정보

Microwave 및 x-ray를 이용한 고분자 침투콘크리트 제조공정 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 07CCTI-C043503-02
국가과학표준분류 1순위 건설·교통 | 시공·재료·건설관리 기술 | 건설용 신소재·재활용 기술 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 응용
과제명 Microwave 및 x-ray를 이용한 고분자 침투콘크리트 제조공정 개발
주관연구기관 (주)경동엔지니어링
총괄연구 책임자 성명 박헌영
소속 (주)케이지엔지니어링종합건축사사무소 직위 부사장
기관 대표번호 031-828-1114 FAX 031-828-1110
총 연구기간 2006-12-20 ~ 2009-12-16
당해연도 연구기간 2007-06-20 ~ 2008-06-16

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
2차년도 27,000,000 30,000,000 30,000,000 60,000,000 87,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 고분자의 모노머를 콘크리트의 기공에 침투 중합시켜 콘크리트의 물성(강도, 연성, 방수성, 내부식성 등)을 개선시킬 수 있는 고분자 침투 콘크리트의 개발은 균질한 중합도를 갖는 것이 매우중요하다. Microwave 및 x-ray를 이용하여 균일한 중합도를 갖는 PIC를 개발하여 기능성이 요구되는 토목 및 건축 재료로서의 활용에 관한 연구
최종목표 본 연구는 콘크리트 기공(Pore)속에 단량체를 침투시키는 공정(Ultrasonic Vibration System) 및 효과적인 중합공정(Microwave) 을 연구 개발하여 기존의 콘크리트 제품에 고분자를 침투시킴으로서 콘크리트의 물성(압축강도, 연성, 방수성, 내부식성 등)을 획기적으로 향상시켜 기존의 콘크리트 제품보다 우수한 품질의 토목 및 건축 재료를 생산하고자 한다. 현재 사용중인 고성능, 고강도 콘크리트 제조방법과는 전혀 다른 공법으로서 PIC제조공정을 개발하고 다양한 액상 및 기상의 단량체(Monomer)를 선택하여 PIC를 제조함으로써 우수한 물성의 PIC를 개발하고자 한다. 그 결과 고강도특수 콘크리트 제품의 생산기술을 확보하고 경제성 및 안전성을 향상시키고 활용범위를 확대하는데 있다.
연구내용 및 범위 본 연구는 고분자 침투 콘크리트(Polymer Impregnated Concrete)제조를 위한 새로운 중합공정 개발과 다양한 단량체(Monomer)를 선정하여 고성능의 다양한 물성을 가진 PIC를 제조하고 이를 몇가지 사례에 적용함으로써 PIC공정개발 및 차세대 콘크리트 복합소재 제품개발을 목표로 하고 있으며, 현재 일반적으로 사용되는 콘크리트 구조물의 강도저하, 조기열화현상 및 방수성의 저하 등의 문제점을 개선하고 보다 우수한 품질의 물성(강도, 연성, 방수성, 내부식성)을 갖는 차세대 콘크리트를 개발하여 새로운 특성을 갖는 토목 및 건축 재료로서 그 안전성과 활용성을 넓히고자 한다.

ㅇ1차 년도는 실험실 연구로서 다음과 같은 내용의 연구를 시행할 예정이다.
1. 정보수집 및 선행기술 분석 : 국내외의 고강도 콘크리트 업계의 신기술 동향을 조사하고 Patent Road Map을 통하여 기술선행 조사를 하고 외국경쟁사들의 생산시설, 생산제품 등을 조사하여 선행기술을 분석한다.
2. 건조 및 단량체 침투 공정개발 : Ultrasonic vibration system이 포함됨 건조 및 침투공정을 개발하여 균일하고 침투량이 시편 기공의 30%이상 침투될 수 있도록 침투공정을 개발할 예정이다.
3. 단량체 및 개시제의 선정 : Propylene , Urethane, Styrene 등 기상 및 액상 단량체를 선정하여 기상 침투실험, 액상 침투실험 등을 하게 되며 이들이 효과 적으로 중합할 수 있는 개시제를 선정할 것이다.
4. Energetic polymerization : 주파수 및 파장 변조가 기능한 Microwave 와 X-ray를 도입하여 중합시설을 설치하고 이들에 의한 중합실험을 수행한다, 중 합속도, 중합도등을 측정하여 PIC 제조를 위한 최적 조작조건을 구한다.
5. PIC 시편제작 : 콘크리트 공시체를 활용하여 이상의 공정을 통하여 PIC시편을 제작한다.

ㅇ2차연도는 적정 규모의 중합시설을 갖추고 시작품을 제작하여 연구목표 물성치 90%에 접근하는 물성수준을 달성함과 더불어 경제성평가를 실행하고 시작품 생 산을 위한 대상제품선정 등의 연구가 진행될 예정이다.
제작된 시편의 강도(압축,휨), 방수성, 동결융해, 내화학/부식성, 열전도도, 열특성 등을 측정하여 본연구의 기술적 목표치와 비교한다.

ㅇ3차연도는 오?폐수용 흄관, 도로경계석 등 기능성이 요구되는 시작품을 제작하 여 압축강도, 내부식성, 동결융해, 내화학성 시험 등의 성능평가를 병행하여 연구 목표 물성치 100%에 이르기까지 수행할 예정이다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 Energetic Polymerization 공정개발 PIC 시편 생산 및 물성측정 - Pilot 규모의 PIC 제조시설 설치 - PIC 시편의 물성측정 및 평가
연구성과 기술적 기대성과 그 동안 국내외에서 콘크리트 강도를 증진시키기 위하여 고분자 혼합콘크리트, 보강 콘크리트 등이 개발되었으며 MMA를 기본소재로 한 Polymer Impregnated Concrete(PIC)를 개발한바 있다. 본 연구는 향상된 품질의 PIC개발을 위하여 Microwave와 x-ray를 활용하여Urethane, Ethylene, Propylene등을 소재로한 고기능성PIC를 개발하고, 성형된 콘크리트 제품의 물성 즉, 강도, 방수성 증가, 열전도성 저하, 내화학성 증가 등 기존 콘크리트 제품을 획기적으로 향상시켜 특수 기능성 소재로 활용하고자한다.
사회 경제적 파급효과 고강도, 고 기능성 콘크리트를 만들기 위해 많은 비용을 투입하였지만 물성개선을 위한 공정개발로 경제성이 향상되며 기존 콘크리트의 기능성 향상과 내구성 증진에 따른 수익과 안전성은 사회, 경제적으로 커다란 파급효과가 기대된다.
활용방안 본 기술은 기존의 기능성 토목 및 건축 재료로서 콘크리트 기성제품의 물성을 크게 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 콘크리트 경계석, 흄관, 파일, 해상구조물, 철도침목 등 건축분야의 콘크리트 블럭 등 이의 건설산업분야에 적용성은 다양하다.
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 고분자 침투콘크리트 기능성 콘크리트 고강도 콘크리트 중합공정 콘크리트물성
영문 PolymerImpregnatedconcrete Functionalizedconcrete higherstrengthenedconcrete Polymerizationprocess PhysicalProperties ofconcrete
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