초록 ▼

1. 최종목표
본 기술개발의 목표는 “순환형자원과 고인성섬유를 융합한 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료 및 내진구조 적용 신기술 개발”로서 기술개발목표는 다음과 같다.
。순환형자원(폐콘크리트, 고로슬래그 등)과 고인성섬유를 융합한 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료 개발
。친환경 고인성 고내구성 섬유복합재를 활용한 내진구조 적용
。친환경 고인성 고내구성 섬유복합재를 활용한 내진구조 적용 신기술의 설계/시공기법 확립 및 설계/시공 지침(안) 개발
2. 개발내용 및 결과
본 기술개발에서는 국내산업의 급

1. 최종목표
본 기술개발의 목표는 “순환형자원과 고인성섬유를 융합한 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료 및 내진구조 적용 신기술 개발”로서 기술개발목표는 다음과 같다.
。순환형자원(폐콘크리트, 고로슬래그 등)과 고인성섬유를 융합한 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료 개발
。친환경 고인성 고내구성 섬유복합재를 활용한 내진구조 적용
。친환경 고인성 고내구성 섬유복합재를 활용한 내진구조 적용 신기술의 설계/시공기법 확립 및 설계/시공 지침(안) 개발
2. 개발내용 및 결과
본 기술개발에서는 국내산업의 급속한 팽창으로 인하여 다량 발생/폐기되고 있는 순환형자원(연간 발생량 약 4,000만톤인 폐콘크리트, 연간발생량 약 1,000만톤인 고로슬래그 등)과 고인성섬유를 이용하여 친환경적이연서 고인성, 고내구성, 고내진성을 갖는 신소재 및 기술 개발이다. 본 기술개발의 목표는 “순환형자원과 고인성섬유를 융합한 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료 및 내진구조 적용기술 신개발”로서 다음과 같이 2개의 세부과제로 구성되어 상호 유기적인 관계를 맺고 있다. 각각의 세부과제별 개발목표는 다음과 같다.
。주관기관: 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료를 이용한 구조물 내진성능개선 기술 개발
• 기존 구조물 내진성능 개선 공법에 대한 분석
• 기존 내진성능 개선 공법을 적용한 구조물의 성능평가
• 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료를 이용한 구조물의 내진성능 평가 및 비교/분석(실험 및 해석)
• 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료를 이용한 구조물 내진구조 기술의 정립
• 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료를 적용한 구조물의 해석 및 설계기술 정립
• 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료를 이용한 구조물 내진성능 개선 기술의 실용화를 위한 설계·시공·유지관리 지침(안) 개발
。참여기업: 순환형자원의 재자원화를 위한 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료 개발 및 실용화
• 기존 구조물 성능개선 재료의 현장적용 현황 및 문제점 파악
• 순환형자원(폐콘크리트, 고로슬래그 등)과 고인성섬유의 화학·물리적 특성분석
• 마이크로역학을 이용하여 최적의 섬유 선정
• 마이크로역학을 이용하여 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료의 기본배합 제시
• 안정상태 균열이론을 이용하여 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료의 최적배합비 선정
• 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료의 역학적 특성 및 친환경 고인성 고내구성 검증
• 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료의 개발
• 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료의 실용화를 위한 경제성, 시장성 분석
3. 사업성과
。기술적 성과
1) 순환형자원을 활용한 건설 신소재에 대한 국내 기술 확보
2) 마이크로역학이론과 안정상태 균열이론을 활용한 국내 건설재료 기술의 발전에 기여
3) 순환형자원을 활용한 구조용 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재의 설계기법 확립
4) 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재의 시공기법 확립
5) 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재의 철근콘크리트 구조물(시제품)에 적용
6) 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재 및 기술의 신뢰성과 권리확보를 위한 특허 추진
。경제적 성과
1) 순환형자원(순환골재)을 적용한 콘크리트의 품질기준에 대한 정립을 통하여 사용 용도 확대 및 활용도 증대 등으로 경제적 수요 확대
2) 순환형자원(순환굵은골재, 고로슬래그 미분말)을 사용함으로써 환경적인
비용 절감 등을 통하여 정제적 이익발생
3) 구조물의 유지관리 비용 절감
4) 상용 중인 보수재의 가격인하 효과
5) 국내 자체개발 재료 및 내진성능개선 기술의 개발로 대외 의존도를 감소
6) 기존의 내진성능 개선을 위한 보수 재료 및 공법과의 경제성 분석
。사회적 성과(일자리 창출 등)
1) 본 기술개발의 참여로 인한 친환경 건설 신재료 및 신기술에 대한 연구인력의 전문화
2) 개발된 친환경 건설 신재료를 사용한 구조물 내진성능 개선 공법에 대한 전문인력양성
3) 개발된 친환경 건설 신재료를 사용한 구조물 보수·보강 실무 전문가 양성
4. 기술개발결과 활용계획
。활용계획
1) 순환형자원을 활용한 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재의 건설부분에 대한 활용기술 보급
2) 기존 보수재의 대체용으로 활용
3) 콘크리트 구조물의 성능과 사용연한 향상을 위한 보수공법으로 활용
4) 신설 구조물의 재료로서 활용범위의 확대
5) 유해 환경에 노출되어 있는 구조물의 재료로서 활용범위의 확대
6) 순환형자원을 활용한 재료 및 공법을 향후 순환골재 및 순환골재재활용사례에 공모 및 홍보
。향후추진계획
5. 기술개발자료의 보안관리
。보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술
- 본 기술개발에 대한 내용을 바탕으로 향후 특허등록 및 건설신기술 신청을 실시할 계획임으로 기술개발 내용에 대하여 일부 보안 필요함.
。연구개발의 기술임치 및 특허 출원·등록 실적
1) 특허(3건 출원)
2) 논문 (5건 게재, 2건 심사중)
3) 상훈(2건)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 『산학연공동기술개발사업』 최종보고서 제출서 ... 2
• 개 발 결 과 의 견 서 ... 3
• 최종보고요약서 ... 4
• 목 차 ... 7
• 제 1 장 서론 ... 11
• 제 1 절 기술개발의 개요 ... 11
• 1. 기술개발의 개요 ... 11
• 2. 기술개발의 필요성 ... 13
• 3. 기술개발의 중요성 ... 14
• 제 2 절 기술개발의 목표 및 수행 방법 ... 15
• 1. 기술개발 목표 및 달성도 ... 15
• 가. 기술개발 목표 ... 15
• 나. 기술개발 달성도 ... 16
• 2. 사업수행방법 ... 17
• 가. 사업수행 역할분담 및 수행 체계 ... 17
• 나. 인력 및 장비활용 ... 19
• 제 3 절 국내·외 기술 개발 현황 ... 21
• 1. 섬유복합재료의 연구동향 ... 21
• 가. 국내 섬유복합재료의 연구동향 ... 21
• 나. 국외 섬유복합재료의 연구동향 ... 22
• 2. 친환경 콘크리트 관련 연구동향 ... 23
• 가. 국내 친환경 콘크리트 관련 연구동향 ... 23
• 나. 국외 친환경 콘크리트 관련 연구동향 ... 25
• 3. 국내·외 건설 시장 현황 및 동향 ... 26
• 가. 국내 건설 시장 현황 및 규모 ... 26
• 나. 국외 건설 시장 현황 및 규모 ... 29
• 4. 순환형자원(건설·산업폐기물)의 시장 현황 ... 31
• 가. 국내·외 순환형자원(건설폐기물) 시장현황 ... 31
• 나. 국내·외 순환형자원(고로슬래그) 시장현황 ... 32
• 5. 기술개발 관련 특허현황 ... 34
• 가. 섬유복합재료 관련 특허현황 ... 34
• 나. 순환골재 콘크리트 관련 특허현황 ... 34
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 36
• 제 1 절 순환형자원과 고인성섬유를 융합한 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재의 기본 재료 선정 및 개발 ... 36
• 1. 기존 섬유보강 콘크리트에 대한 역학적 특성 ... 36
• 가. 섬유보강 콘크리트의 종류 및 특징 ... 36
• 나. 섬유복합재료의 구성 재료 및 배합 특성 ... 37
• 다. 섬유보강 콘크리트의 수화 및 미세구조 특성 ... 39
• 라. 섬유보강 콘크리트의 역학적 특성 ... 41
• 마. 섬유보강 콘크리트의 내구 특성 ... 43
• 바. 소결 ... 43
• 2. 마이크로 역학을 이용한 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재의 재료선정 ... 44
• 가. 기술개발 배경 ... 44
• 나. 마이크로역학을 이용한 최적의 섬유선정 ... 44
• 다. 마이크로역학을 이용한 최적의 배합 제시 ... 62
• 라. 소결 ... 91
• 3. 순환형자원과 고인성섬유를 융합한 친환경 고인성 고내구성 섬유복합모르타르의 기본재료 선정 및 배합공정 개발 ... 92
• 가. 개요 ... 92
• 나. 사용재료 ... 92
• 다. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합모르타르 배합과정 ... 93
• 4. 순환형자원과 고인성섬유를 융합한 친환경 고인성 고내구성 섬유복합콘크리트의 기본재료 선정 및 배합공정 개발 ... 94
• 가. 개요 ... 94
• 나. 사용재료 ... 94
• 다. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합콘크리트 배합과정 ... 102
• 제 2 절 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료의 재료적 특성 ... 104
• 1. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합모르타르의 재료적 특성 ... 104
• 가. 초기 및 장기강도 특성 분석 ... 104
• 나. 자기 수축량 저감 ... 104
• 다. 내구/내진특성 개선 ... 109
• 2. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합콘크리트의 재료적 특성 ... 114
• 가. 개요 ... 114
• 나. 순환골재를 활용한 콘크리트의 특성 및 관련기준 ... 114
• 다. 고로슬래그 미분말의 특성 ... 117
• 라. 강섬유의 특성 ... 117
• 마. 강섬유 보강 콘크리트의 특성 ... 118
• 제 3 절 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료를 활용한 철근콘크리트 구조물의 내진성능 개선 신기술 개발 ... 122
• 1. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합모르타르를 이용한 철근콘크리트 구조물의 내진성능 개선 ... 122
• 가. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합모르타르를 이용한 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 내진성능 개선 실험 ... 122
• 나. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합모르타르를 이용한 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 구조물의 내진성능 평가 및 개선 ... 130
• 다. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합모르타르를 이용한 고성능 배근상세 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부의 내진성능 평가 및 개선 ... 149
• 2. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합콘크리트를 이용한 철근콘크리트 구조물의 내진성능 개선 ... 167
• 가. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합콘크리트를 이용한 철근콘크리트 구조물의 구조 및 내진성능 개선 실험 ... 167
• 나. 순환굵은골재와 고로슬래그 미분말의 치환율에 따른 PVA섬유 보강 철근콘크리트 보의 구조성능 평가 및 개선 ... 176
• 다. 순환굵은골재와 고로슬래그 미분말의 사용과 하이브리드섬유 혼입에 따른 철근콘크리트 보의 구조성능 평가 및 개선 ... 183
• 라. 순환굵은골재와 고로슬래그 미분말의 사용과 하이브리드섬유 혼입에 따른 철근콘크리트 보-기둥 접합부의 구조성능 평가 및 개선 ... 191
• 3. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재를 이용한 철근콘크리트 구조물의 내진성능 개선에 대한 설계 및 시공기법 확립 ... 202
• 가. 개요 ... 202
• 나. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재를 이용한 철근콘크리트 구조물의 내진성능 개선에 대한 설계기법 확립 ... 203
• 다. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재를 이용한 철근콘크리트 구조물의 내진성능 개선에 대한 시공기법 확립 ... 210
• 4. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합콘크리트의 시공 및 품질관리 매뉴얼 ... 219
• 가. 개요 ... 219
• 나. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합콘크리트의 시공 및 품질관리 매뉴얼 ... 219
• 다. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합콘크리트의 분리타설을 활용한 철근콘크리트 구조물의 내진성능 개선 시공 및 품질관리 ... 222
• 제 3 장 사 업 성 과 ... 224
• 제 1 절 기술적 성과 ... 224
• 1. 기술적 성과 ... 224
• 2. 개발기술의 평가항목별 기술적 성과 ... 225
• 3. 기술적 성과물 ... 225
• 가. 특허 (3건 출원) ... 225
• 나. 논문(5건 게재, 2건 심사중) ... 229
• 다. 상훈(2 건) ... 233
• 4. 연구결과물의 시제품 활용 ... 234
• 가. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재 적용 철근콘크리트 보 ... 234
• 나. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재 적용 철근콘크리트 내부 보-기둥 접합부 ... 236
• 다. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재 적용 철근콘크리트 외부 보-기둥 접합부 ... 238
• 제 2 절 경제적 성과 ... 239
• 1. 순환형자원의 사용 용도 확대 및 활용도 증대에 따른 경제적 수요 확대 ... 239
• 2. 순환형자원의 사용에 따른 환경적 비용 절감 ... 239
• 3. 구조물의 유지관리 비용 절감 ... 240
• 4. 상용 중인 보수재의 가격인하 효과 ... 240
• 5. 친환경 고인성 고내구성 섬유복합재료 개발로 대외 의존도률 감소 ... 240
• 6. 기존의 내진성능 개선을 위한 보수 재료 및 공법과의 경제성 분석 ... 240
• 제 3 절 사업성과 평가의 착안점 및 자체평가 ... 241
• 1. 연구개발 종료시 최종평가의 착안점 ... 241
• 2. 연차별 평가의 착안점 및 척도 ... 241
• 3. 사업성과의 자체평가 ... 243
• 가. 사업성과의 자체평가 및 근거 ... 243
• 나. 연구 개발 실적 ... 244
• 다. 기술개발 목표 달성도 ... 247
• 라. 종합 의견 ... 248
• 제 4 장 결 론 ... 249
• 제 1 절 활용계획 ... 249
• 제 2 절 향후추진계획 ... 250
• 제 3 절 향후추진체계 ... 250
• 참고문헌 ... 251
• 끝페이지 ... 254