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과제기본정보

레미콘 생산 품질관리 자동화 시스템 개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 09CCTI-C054116-01
국가과학표준분류 1순위 기계 | 생산기반기술 | 달리 분류되지 않는 생산기반기술 적용분야 기타 산업
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 레미콘 생산 품질관리 자동화 시스템 개발
주관연구기관 (재)한국건설생활환경시험연구원
총괄연구 책임자 성명 우영제
소속 (재단)한국건설생활환경시험연구원 직위 책임
기관 대표번호 02-2102-2610 FAX 02-856-5623
총 연구기간 2009-12-29 ~ 2011-12-28
당해연도 연구기간 2009-12-29 ~ 2010-12-28

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
1차년도 315,000,000 10,500,000 94,500,000 105,000,000 420,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 불량레미콘은 국가기반시설물의 인프라 구축을 위해 중요한 역할을 담당하는 재료로서 2008년도 레미콘 출하실적이 8조1천억원에 달하는 거대한 시장규모(표 1.참조)를 가지고 있으나, 불량레미콘 납품(그림 1.참조)으로 인한 지속적인 문제점이 국민의 안전성과 직결됨에 따라 사회적 문제로 까지 확대되고 있는 실정임.
2008년도 레미콘 출하실적을 통한 불량 레미콘 발생량은 표 1.과 같이 예상되며, 발생금액은 407억원에 달하는 것으로 추정된다.발생된 불량 레미콘은 생산성 저하뿐만 아니라, 최근 이슈화되고 있는 저탄소 녹색성장 정책에도 역행하는 결과를 초래함. 보통강도의 레미콘 1m3 생산시 일반적으로 0.3t 정도의 시멘트를 사용하게 되는데, 이로 인해 0.27t의 이산화탄소가 발생하며, 678,266m3의 불량레미콘 발생시 183,132t의 이산화탄소가 불필요하게 발생하게 되는 문제점을 야기함.(한국의 숲이 1년간 흡수하는 이산화 탄소량인 3330만t의 0.55% 발생)
불량레미콘 납품으로 인해 발생하는 문제점에 대한 수차례 방지대책을 수립하였으나 아직도 안전 및 부실사고가 계속되고 있는 점을 인식하고 최근 국가적 차원에서 불량레미콘 납품 근절을 위해 2009년 3월 국무총리실이 주관하고 관계부처 및 전문가로 구성된 주요 국책사업 건설공사 안전관리 개선 T/F를 조직하여 운영하고 있을 뿐만 아니라, 지식경제부 기술표준원과 국토해양부에서는 레미콘의 품질관리 강화에 초점을 맞춰 KS F 4009, 레미콘/아스콘 관리지침을 개정 중에 있음.
상기와 같이 국가적 차원에서의 품질관리 강화에 초점을 맞추어 추진하고 있으나, 아직 국내 품질관리 관련 장비는 이를 뒷받침 해주지 못하고 있으며 관련 장비들이 모두 외산으로 고가의 장비 구입이 불가피한 관계로 국내 레미콘 업체들이 장비 구축에 어려움이 존재하는 것이 사실임.
이에 레미콘의 저탄소 녹색성장의 시대적 역할에 부응하고, 국가적으로 교토의정서에 대응할 수 있으며 향후 탄소 배출권 시장에서도 활용할 수 있는 효율적이고 정량적인 레미콘 생산 품질관리 자동화 시스템의 개발이 절실한 실정임.
최종목표 1.회수수 고형분 측정 자동화 시스템 개발
2.레미콘 단위수량 측정 시스템 개발
3.잔골재 표면수율 측정 자동화 시스템 개발
4.회수수 고형분, 레미콘 단위수량, 잔골재 표면수율 통합 품질관리 자동화 시스템 개발
연구내용 및 범위 1.레미콘 생산 품질관리 자동화 시스템 관련 자료 조사
-아직까지 국내에서 본 과제와 관련된 기술(장비)이 구축되어 있지 않은 관계로
해외사례의 자료 조사 및 기술 분석 등에 관한 연구가 진행될 예정이며, 이를
위하여 다음과 같은 해외 기관들로 부터 자료제공 등을 통해 기술자료를 구축할
예정임.
-국내 레미콘 배쳐플랜트 설비의 실태조사
-레미콘 생산 품질관리 자동화 시스템의 요구 사항 도출 및 대책방안 검토
2.회수수 고형분 측정 자동화 시스템 개발
-지역 및 업체별 회수수 고형분 측정
-초음파 펄스 감쇄율과 회수수 농도와의 관계식
-관계식에 따른 고형분율 추정식 도출
-세정기 동작점검 및 농도 단계별 출력 개발
-초음파 발진 및 온도에 따른 보정
-세정기의 농도 단계별 출력신호 검토
-센서 설치구조에 따른 세정방식과 이에 따른 세정효과
-설치방식(단관형/침적형)에 따른 기구적 설계
-농도변화에 따른 측정주파수 변경영역 평가
-배합조건에 따른 고형분율 변동성 평가
-측정 정확도 및 재현성 평가
-관련 데이터 분석
3.레미콘 단위수량 측정 시스템 개발
-골재로 인한 측정오차를 줄이기 위한 고주파와 저주파 합성기술 개발
-측정시료(콘크리트)내의 수량과 정전용량과의 관계식
-관계식에 따른 단위수량 추정식 도출
-고조파(고주파+저주파) 발생 장치 개발
-센서 모듈 및 제어부 설계
-배합조건에 따른 단위수량 변동성 평가
-측정 정확도 및 재현성 평가
-관련 데이터 분석
4.잔골재 표면수율 측정 자동화 시스템 개발
-마이크로파의 출력(watt) 및 출력신호 방식결정(전파법 검토)
-마이크로파의 전기적 신호값과 수분의 관계식
-관계식에 의한 표면수율 추정식 도출
-Air 세정각도, 위치, 시간에 따른 세정효과 평가
-설치 방식에 따른 기구적 설계
-마이크로파의 영역별 성능(정확성, 재현성)평가
-송수신 제어부 설계, 기구적 고안
-잔골재 특성별 표면수율 변동성 평가
-표면수율 변화에 따른 측정영역 평가
-관련 데이터 분석
5.통합 품질관리 자동화 시스템 개발
-측정결과의 분석 및 종합적인 통보시스템 개발
-고형분율에 따른 청수 투입시스템 개발
-잔골재 표면수율에 따른 배합비 변경시스템 개발
-단위수량 결과에 따른 배합비 보정시스템 개발
6.개발제품의 시작품 제작, 설치 및 파일롯 테스트
-현장 적용을 위한 시작품 제작
-레미콘 배쳐플랜트에 시작품 설치
-현장 모니터링
-현장 모니터링 데이터분석을 통한 개선사항 도출
-제품의 보완/개선
-성능평가 결과에 따른 제품 보완
-관련 데이터 분석
-자문 회의를 통한 의견수렴
-최종 시작품 제작
-품질관리 매뉴얼
-KS F 4009 심사기준의 품질관리 장비 적용 제안서
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 1.회수수 고형분 측정 자동화 시스템 개발
2.레미콘 단위수량 측정 시스템 개발
3.잔골재 표면수율 측정 자동화 시스템 개발 		1.국외 회수수 고형분 측정장치 관련 자료조사
-레미콘 배쳐플랜트 설비 실태조사
-제품요구 사항 도출 및 대책 방안 검토
-세정기 동작점검 및 농도 단계별 출력 개발
-초음파 발진 및 온도에 따른 보정
-세정기의 농도 단계별 출력신호 검토
-센서 설치구조에 따른 세정방식과 이에 따른 세정효과
-설치방식(단관형/침적형)에 따른 기구적 설계
-농도변화에 따른 측정주파수 변경영역 평가
-배합조건에 따른 고형분율 변동성 평가
-측정 정확도 및 재현성 평가
-관련 데이터 분석
2.국외 레미콘 단위수량 신속측정 장치 관련 자료조사
-레미콘 배쳐플랜트 설비 실태조사
-제품요구 사항 도출 및 대책방안검토
-고주파와 저주파 합성기술 개발
-측정시료(콘크리트)내의 수량과 정전용량과의 관계식
-관계식에 따른 단위수량 추정식 도출
-고조파(고주파+저주파) 발생 장치 개발
-센서 모듈 및 제어부 설계
-배합조건에 따른 단위수량 변동성 평가
-측정 정확도 및 재현성 평가
-관련 데이터 분석
3.국외 잔골재 표면수율 측정장치 관련 자료조사
-레미콘 배쳐플랜트 설비 실태조사
-제품요구 사항 도출 및 대책 방안 검토
-마이크로파의 출력(watt) 및 출력신호 방식결정(전파법 검토)
-마이크로파의 전기적 신호값과 수분의 관계식
-관계식에 의한 표면수율 추정식 도출
-Air 세정각도, 위치, 시간에 따른 세정효과 평가
-설치 방식에 따른 기구적 설계
-마이크로파의 영역별 성능(정확성, 재현성)평가
-송수신 제어부 설계, 기구적 고안
-잔골재 특성별 표면수율 변동성 평가
-표면수율 변화에 따른 측정영역 평가
-관련 데이터 분석
연구성과 기술적 기대성과 -세계 유일의 장비개발을 통한 관련 기술의 리더적 위상 확보로 선진국의 기 술이전 기피현상 및 규제회피 극복
-레미콘 세척폐수의 재 자원화, 레디믹스트 콘크리트 품질변동의 최소화, 불량 레미콘 생산 방지화 기술 확보
-안정적 레미콘 생산 관리 시스템 구축으로 불량 레미콘 발생을 저감시키는 경부하 저감형 녹색기술 확보
(이산화탄소 발생량 183,132t 저감)
-변동 재료에 적극적으로 대처할 수 있는 레미콘 품질 변동최소화 기술 확보
-레미콘 배합설계 및 품질 조기판정시스템 기술 확보
사회 경제적 파급효과 -레미콘 생산 품질관리 자동화 시스템의 시장 창출 (국내시장: 399억원, 세계시장: 6,384억원)
-국내외적으로 생산되고 있지 않은 레미콘 생산 품질관리 자동화 시스템 개발로 1,276억원의 수출 효과 기대
-레미콘의 친환경, 저탄소, 녹색성장의 시대적 역할에 부응하고, 환경부하를 저감시키는 안정적 레미콘 생산품질
관리 자동화 시스템을 통한 약 407억원 규모의 생산성 향상(불량레미콘 발생으로 인한 생산성 저하 방지효과)
-레미콘 품질 불량에 의한 철거비 등의 사회적 비용 절감
-레미콘 조기품질에 영향을 미치는 레미콘 폐수의 품질확보로 부실공사 방지로 공급자와 사용자간의 불필요한
분쟁비용 절감
-폐수로 분류되어 있는 레미콘 폐수의 효율적인 전량 사용으로 환경부하 저감 효과
(82억원의 수돗물 대체 효과, 이산화탄소 감축량 6,876ton)
-레미콘 품질의 안정성을 도모하여 공급자(레미콘), 시공자, 관리자간의 대외 신뢰도 향상
활용방안 레미콘 산업의 품질관리 자동화 시스템의 개발을 통해 콘크리트 2차제품(벽돌, 블록, ALC 등)생산 및 수질의 농도 측정관련 산업에 미치는 파급 효과가 있을 것으로 사료됨. 단, 레미콘 생산 품질관리 자동화시스템의 품질관리 매뉴얼의 작성을 위해서는 레미콘 생산과 관련된 한국레미콘공업협회 등 국내ㆍ외 협회 및 레미콘 업체와의 상호 긴밀한 연계ㆍ협력이 필요
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 레미콘 품질관리 자동화 고형분 표면수
영문 Ready-Mixed-Concrete Quality Control Automatic System Solidity Surface Moisture
최종보고서
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