초록 ▼

1. 최종목표
연구개발의 최종목표는 국내에서 생산되고 있는 풍쇄 슬래그를 이용하여 국내 기술력을 바탕으로 한 연약지반개량 풍쇄 슬래그매트공법의 적용성 평가와 설계 및 시공방법을 개발하는 것이다. 고로슬래그 또는 제강슬래그를 재활용하여 건설 산업 분야에 이용하는 것은 해외뿐 아니라 국내에서도 이미 많은 연구가 진행되었으며, 시공사례도 있다. 그러나 용융 제강슬래그를 SAT로 처리한 풍쇄 슬래그의 경우 기술개발과 보급이 최근에 이루어져 그 활용에 대한 연구뿐만 아니라 시공사례 또한 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구개발에서는 모래

1. 최종목표
연구개발의 최종목표는 국내에서 생산되고 있는 풍쇄 슬래그를 이용하여 국내 기술력을 바탕으로 한 연약지반개량 풍쇄 슬래그매트공법의 적용성 평가와 설계 및 시공방법을 개발하는 것이다. 고로슬래그 또는 제강슬래그를 재활용하여 건설 산업 분야에 이용하는 것은 해외뿐 아니라 국내에서도 이미 많은 연구가 진행되었으며, 시공사례도 있다. 그러나 용융 제강슬래그를 SAT로 처리한 풍쇄 슬래그의 경우 기술개발과 보급이 최근에 이루어져 그 활용에 대한 연구뿐만 아니라 시공사례 또한 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구개발에서는 모래대용 연약지반개량재로의 풍쇄 슬래그 적용성 문제를 검증하여야 하며, 최종적으로 시공 시 설계 인자와 공정개성을 통한 현장 적용성을 검증하기 위한 시험시공과 용출시험을 통한 환경적 양향분석을 수행하여야 한다.
2. 개발내용 및 결과
본 연구개발에 사용할 풍쇄 슬래그는 폐기물로 버려지던 제강슬래그를 SAT(Slag Atomizing Technology)로 처리한 아토마이징 슬래그를 말하며, 연약지반개량공법 중에서 샌드매트의 모래대용 수평배수재로 활용할 수 있다. 연구 1단계에서는 풍쇄 슬래그의 공학적 특성분석, 수평 배수재로의 특성평가를 수행하며, 통수능에 영향을 미치는 설계인자 분석, 연약지반개량 풍쇄 슬래그 매트 포설 시 침하 분석을 평가한다. 또한 연구 2단계는 현장 적용성 검증단계로 1단계 연구결과를 바탕으로 현장적용 시험을 실시하여 설계 및 공정개선부분 도출과 현장 적용성 평가 및 경제성과 사용성 평가를 수행하며, 추가적으로 용출시험을 통한 환경적 영향을 평가한다. 본 연구개발결과 실내시험을 통한 풍쇄 슬래그의 통수능시험과 침하량을 분석하고, 현장실험을 통해서 기존 샌드매트를 대체재로써 사용이 가능하다는 결론이 나왔다. 또한, 풍쇄 슬래그의 용출시험 결과 모든 항목에서 기준 이하로 판명이 되어 환경적으로 안정적인 것으로 나타났다.
3. 사업성과
? 기술적 성과
국내 토목 건설부분에서는 신 개발품과 신기술을 산업화하고 실제현장에 적용하여 실용화하기까지는 많은 시간이 소요된다. 본 연구는 산학 공동연구를 통하여 책임성 있는 연구를 수행하였으며, 다양한 학계의 연구논문발표와 시험시공을 통한 현장 적용성 검증으로 일선의 설계업체 및 시공현장에서 적용될 수 있도록 하였다. 따라서 본 연구를 바탕으로 하여,풍쇄 슬래그매트 공법의 적용성 검증, 재료개선, 시공관리 등에 대한 기술개선에 파급효과를 미칠 것으로 판단된다.
국내에서 건설재료로써 풍쇄 슬래그의 활용은 적용성 검증 및 품질관리가 표준화되어 있지 못하다. 본 연구를 통하여 국내에서 생산되는 풍쇄 슬래그의 특성을 진단하여, 현장 활용 시 정확한 품질기준과 품질관리가 이루어질 수 있도록 하여야 한다.
? 경제적 성과
기존의 샌드매트 연약지반개량공법은 모래수급의 어려움과 높은 단가로 인하여 그 쓰임이 감소하고 있으며, 시공성과 경제성을 만족시킬 수 있는 대체 재료의 연구가 지속적으로 수행되고 있다. 따라서 본연구를 통하여, 직접적인 준설 및 탈수처리비용 절감은 물론이고, 상대적으로 준설량 증가를 통한 2차원적인 경제적 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.
? 사회적 성과(일자리 창출 등)
국내의 토목 및 건설 분야 현황은 경기침체로 많은 어려움을 겪고 있는 설계업체와 중소시공업체가 증가하고 있는 실정이다. 본 연구를 통하여 재활용도가 낮아 매립 처분하던 제강슬래그의 활용과 환경 분야의 폐기물 처리업체에도 파급효과를 주어 생산 활동에 활력소를 줄 수 있을 것이다.
본 기술개발 성과는 국내에서 생산되는 풍쇄 슬래그의 수평배수재로의 적용성을 검토하여, 국내 뿐 아니라 해외공사 수주를 통한 풍쇄 슬래그 또는 풍쇄 슬래그의 제품수출과 기술 확보 및 생산기술이전을 통한 기술수출도 가능할 것으로 판단된다.
4. 향후추진계획
본 기술개발 과제의 최종결과물은 골재 및 모래를 대체할 수 있는 경제적이며 효율적인 풍쇄 슬래그매트 공법으로 주 활용분야는 토목 및 건설 부분과 환경 분야의 다양한 활용분야를 가지고 있다. 특히, 국가기간산업인 SOC분야와 공공분야의 사업으로 주 발주처는 국가 및 지자체와 민자유치기관 등이 있다. 따라서 일반 민간기업 및 시장을 고객으로 하는 사업과는 달리 사업화에 많은 노력과 시간을 필요로 한다.

목차 Contents

• 사업비사용실적보고서...1
• Ⅰ. 총괄현황...1
• Ⅱ. 과제개발비 세부집행내역...1
• 개발결과의견서...5
• 개발결과의견서...6
• 최종보고요약서[초록]...7
• 목 차...9
• 도표목차...12
• 제 1 장 서 론...15
• 제 1 절 연구배경 및 목적...15
• 제 2 절 연구내용 및 방법...17
• 제 3 절 국내 및 국외 관련 기술의 현황...17
• 제 4 절 국내 및 국외 시장 규모...18
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...20
• 제 1 절 개요...20
• 2.1.1 개발목표...21
• 2.1.2 개발 내용 및 범위...22
• 2.1.3 기술개발의 평가방법 및 평가항목...24
• 제 2 절 이론적 배경...24
• 2.2.1 압밀 이론...24
• (1) Terzaghi의 압밀이론...25
• (2) Terzaghi-Rendulic의 3차원 압밀이론...33
• (3) Biot의 3차원 압밀이론...35
• 제 3 장 수평배수공법...38
• 제 1 절 수평배수공법의 개요...38
• 제 2 절 샌드매트의 특성...38
• 3.2.1 샌드매트의 포설 두께 산정...39
• 3.2.2 샌드매트용 모래의 공학적 특성...41
• 제 3 절 풍쇄 슬래그(Precious Slag Ball)의 특성...43
• 3.3.1 풍쇄 슬래그(Precious Slag Ball)의 공학적 특성...44
• 3.3.2 풍쇄 슬래그의 화학적 특성...50
• 3.3.3 풍쇄 슬래그의 배수 특성 평가...51
• 3.3.4 풍쇄 슬래그의 환경 영향 평가...53
• 제 4 장 실내시험...55
• 제 1 절 실험시료의 공학적 특성...55
• 4.1.1 흙 시료의 공학적 특성...55
• 4.1.2 흙 시료의 표준압밀시험결과...57
• 제 2 절 실내 통수능 시험...58
• 제 3 절 실내 모형토조 재하시험...61
• 4.3.1 모형토조의 제작...61
• 4.3.2 모형토조시험 순서 및 방법...62
• 제 4 절 실내실험결과 분석...64
• 4.4.1 풍쇄 슬래그의 통수능력 결과...64
• 4.4.2 풍쇄 슬래그의 실내 모형토조 재하실험결과...68
• 제 5 장 현장계측결과를 이용한 압밀효과 분석...76
• 제 1 절 사용재료의 특성...76
• 5.1.1 기초지반의 특성...76
• 5.1.2 성토재료...77
• 5.1.3 순환골재...79
• 제 2 절 지반조성...80
• 5.2.1 PET. MAT 특성...83
• 5.2.2 P.P MAT 특성...83
• 제 3 절 계측장치...84
• 제 4 절 단계 성토 방법...85
• 제 5 절 현장시험 시공과정...88
• 제 6 절 연약지반 프로그램(K-Embank)을 통한 예상 침하량...90
• 5.6.1 K-Embank의 개요...91
• 5.6.2 해석에 사용된 지반정수 결정...92
• 5.6.3 프로그램을 통한 예상 침하량 결과 분석...92
• 제 7 절 결과 비교분석...95
• 5.7.1 현장 계측에 의한 통수능 파악...95
• 5.7.2 현장 계측에 의한 침하 파악...98
• 제 6 장 사업성과...100
• 제 1 절 기술적 성과...100
• 제 2 절 경제적 성과...100
• 제 3 절 활용방안(사업화 방안)...101
• 제 7 장 결 론...103
• 참고문헌...106
• 부 록...108
• Ⅰ.풍쇄 슬래그의 사용용도...108