초록 ▼

1. 최종목표
▪본 기술발은 OPC를 주요 결합재로 활용하는 기존의 콘크리트 제조방법을 탈피하여 산업부산물인 철강슬래그와 고칼슘플라이애시를 대량 활용한 알칼리 활성 PC수로관 개발이 최종 목표임
→ OPC 사용률 20%, 압축강도 25MPa 이상, 길이변화율 0.4% 이하, 내산성 6% 이하 등
2. 개발내용 및 결과
▪산업부산물을 활용한 알칼리 활성 무기바인더(AAB)의 물성평가
- 산업부산물을 활용한 AAB의 제조 및 기초물성 분석, 고활성화 요인분석 및 조건 도출과 AAB 활용 모르타르의 성능 분석을

1. 최종목표
▪본 기술발은 OPC를 주요 결합재로 활용하는 기존의 콘크리트 제조방법을 탈피하여 산업부산물인 철강슬래그와 고칼슘플라이애시를 대량 활용한 알칼리 활성 PC수로관 개발이 최종 목표임
→ OPC 사용률 20%, 압축강도 25MPa 이상, 길이변화율 0.4% 이하, 내산성 6% 이하 등
2. 개발내용 및 결과
▪산업부산물을 활용한 알칼리 활성 무기바인더(AAB)의 물성평가
- 산업부산물을 활용한 AAB의 제조 및 기초물성 분석, 고활성화 요인분석 및 조건 도출과 AAB 활용 모르타르의 성능 분석을 통해 AAB의 사용 재료별 최적 구성비를 도출함
▪AAB를 이용한 콘크리트의 공학적 특성분석
- 배합요인별 AAB 콘크리트의 슬럼프, 공기량, 압축강도 및 휨강도 등의 물리·역학적 성능규명과 길이변화율, 동결융해저항성 및 내산성 등의 내구성능 분석을 통해 PC 수로관용 AAB 콘크리트의 최적 제조조건을 도출하고, 저시멘트 개념의 AAB 콘크리트(OPC 사용률 10%) 제조기술을 확보함
▪ AAB 콘크리트를 이용한 PC 수로관의 적용기술 개발
- PC 수로관의 요구성능 분석을 통해 개발기술을 적용하기 위한 시제품군을 선정하고 요구성능 조건을 도출하였으며, AAB 콘크리트 적용 PC 수로관의 최적 양생조건을 도출함
- AAB 콘크리트의 제조기술을 활용한 PC 수로관 시제품 2종을 개발하고, 현장 실기플랜트에서의 생산성능 검증과 시제품에 대한 우수한 성능을 검증함
- 현장 생산시스템을 이용하여 설계기준강도별 AAB 콘크리트를 제조한 후 이에 대한 품질성능을 검증하였으며, 이를 통해 고강도 콘크리트에 대한 적용성을 검증함
▪AAB 콘크리트 PC 수로관에 대한 제품화 및 상용화 기반구축의 일환으로 개발기술의 특성을 반영한 배합설계, 품질관리 및 생산관리 지침(안)을 작성 제시하였으며, 개발제품에 대한 경제성을 확인함
3. 사업성과
◦ 기술적 성과
▪제철소 및 발전소 부산물인 철강슬래그(고로슬래그)와 고칼슘플라이애시를 대량 활용함으로서 기존 보통 포틀랜드 시멘트의 사용량을 최소화한 알칼리 활성 무기바인더(AAB)의 최적 구성조건 도출과 AAB 콘크리트의 공학적 성능을 종합적으로 검증하여 PC 수로관용 AAB의 최적 제조기술을 확보함
▪탄소저감 개념의 친환경 결합재 제조 및 적용기술의 국산화와 산업부산물을 대량 활용할 수 있는 기술개발을 통해 관련 제품의 경제성 확보를 물론 국내 관련 산업체의 기술력 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대됨
▪AAB 콘크리트를 적용한 시제품 2종을 개발완료하고 성능을 검증하였으며, 참여기업 배치플랜트에서의 생산성 검토, 개발제품의 특성을 반영한 배합, 품질 및 생산관리 지침(안) 작성 등 개발기술의 실질적인 제품화 및 상용화를 위한 기반을 구축함.
▪본 연구결과를 토대로 타 기술과의 차별성 확보 및 시장선점을 위한 지적재산권 1건을 출원함
◦ 경제적, 사회적 성과
▪각종 산업부산물을 콘크리트 2차 제품용 주요 결합재 및 알칼리 활성화재로 대량 활용함으로서 해당 제품의 가격경쟁력 확보는 물론 관련 기업의 시장경쟁력 제고효과가 있을 것으로 판단됨
▪현재 원천기술 부재로 인한 산업부산물의 대량 재자원화 기술과 알칼리 활성 콘크리트 제조기술에 대한 해외선진국으로 부터의 도입을 차단하고 국내기술로 대체함으로서 외화 유출차단 및 원천기술 확보가 가능할 것으로 판단됨
▪최근 저탄소 녹색성장과 시대적 요구에 적극 부응할 수 있는 건설용 친환경 소재분야의 기술을 선점할 수 있음은 물론 관련업계의 활성화 및 기술수준을 업그레이드 할 수 있을 것으로 기대됨
4. 기술개발결과 활용계획
▪본 기술개발의 성과물로 출원중에 있는 AAB 콘크리트 제조 및 PC 수로관 제조방법에 관한 특허를 획득하고, 본 기술개발 결과를 토대로 제품의 성능을 객관적으로 인증 받을 수 있는 중기청 성능인증, 조달 우수제품 등의 인증을 추진할 계획이며, 이를 통해 판로확보를 위한 기반을 구축하고자 함
▪산업부산물을 대량 활용한 AAB 콘크리트의 제조기술 개발결과를 토대로 다양한 용도개발 및 고성능화 등을 통해 대외 판로를 개척하며, 지역을 거점으로 영업망을 확충하여 관련 개발 기술을 중장기적으로 성장시킬 계획임
5. 기술개발자료의 보안관리
◦ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원
등록 실적
- 특허 1건 출원
· 알칼리 활성 콘크리트를 이용한 프리캐스트(PC) 수로관 및 이의 제조방법
· 출원번호(출원일) : 10-2014-0046261(2014.04.17)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 ... 2
• 개발결과의견서 ... 3
• 최종보고 요약서 ... 4
• 목차 ... 6
• 제 1 장 서 론 ... 8
• 제 1 절 기술개발의 개요 ... 8
• 제 2 절 기술개발의 필요성 및 중요성 ... 9
• 제 3 절 기술개발 현황 및 시장규모 ... 13
• 제 4 절 기술개발 목표 및 내용 ... 17
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 20
• 제 1 절 관련 기술정보 및 자료 분석 ... 20
• 1.1 산업부산물 활용 알칼리 활성 무기결합재 ... 20
• 1.2 철강슬래그의 특성 ... 33
• 1.3 고칼슘플라이애시의 특성 ... 36
• 제 2 절 산업부산물을 활용한 알칼리 활성 무기바인더 [저시멘트 결합재]의 기초물성 평가 ... 46
• 2.1 산업부산물 활용 알칼리 활성 무기바인더의 반응메커니즘 분석 ... 46
• 2.2 알칼리 활성 무기바인더의 특성분석 ... 48
• 2.2.1 재료 특성분석 ... 48
• 2.2.2 산업부산물 활용 알칼리 활성 무기바인더의 제조 및 기초 물성분석 ... 53
• 2.2.3 알칼리 활성 무기바인더를 이용한 모르타르의 물리.역학적 특성평가 ... 54
• 2.2.4 알칼리 활성 무기바인더의 고활성화 기법 분석 및 도출 ... 70
• 제 3 절 알칼리 활성 무기바인더를 이용한 콘크리트의 공학적 특성분석 ... 78
• 3.1 실험계획 ... 78
• 3.2 사용재료 ... 78
• 3.3 시험방법 ... 80
• 3.4 배합 및 혼합방법 ... 84
• 3.5 실험결과 및 고찰 ... 85
• 제 4 절 PC 수로관의 요구성능 분석 ... 94
• 4.1 PC 수로관 관련 규격 현황 ... 94
• 4.2 KS F 4010 『철근 콘크리트 플룸 및 벤치 플룸』 ... 94
• 4.3 KS F 4417『도로용 철근 콘크리트 측구』 ... 97
• 4.4 KCL-QA-709 『조립 연결식 개거 수로관』 ... 103
• 4.5 KCL-QA-948 『편측고 수로관』 ... 104
• 4.6 PC 수로관 요구 성능 ... 106
• 제 5 절 알칼리 활성 무기바인더 콘크리트를 이용한 PC 수로관의 적용기술 개발 ... 107
• 5.1 시제품 제작용 AAB 콘크리트의 최적 양생 기법 분석 및 도출 ... 107
• 5.2 AAB 콘크리트를 이용한 PC 수로관 시제품 제작 및 성능평가 ... 111
• 5.3 고강도 PC 수로관 개발을 위한 설계기준강도별 AAB 콘크리트의 특성 분석 ... 115
• 제 6 절 알칼리 활성 무기바인더 콘크리트의 환경성 평가 ... 120
• 제 7 절 알칼리 활성 무기바인더 콘크리트를 이용한 PC 수로관의 품질 및 생산관리 지침(안) ... 121
• 7.1 AAB 콘크리트 이용 PC 수로관의 배합설계 및 품질관리 지침(안) ... 121
• 7.2 AAB 콘크리트 이용 PC 수로관의 생산관리 지침(안) ... 126
• 제 8 절 알칼리 활성 무기바인더 콘크리트를 이용한 PC 수로관의 경제성 분석 ... 131
• 제 3 장 사업성과 ... 137
• 제 1 절 기술적 성과 ... 137
• 제 2 절 경제.산업적 성과 ... 138
• 제 3 절 기술개발결과 활용계획 ... 139
• 제 4 장 결론 ... 141
• 제 1 절 산업부산물을 활용한 알칼리 활성 무기바인더[저시멘트 결합재]의 기초물성 평가 ... 141
• 제 2 절 AAB를 이용한 콘크리트의 공학적 특성분석 ... 142
• 제 3 절 AAB 콘크리트를 이용한 PC 수로관의 적용기술 개발 ... 143
• 제 4 절 목표달성도 “사업계획 대비 목표 달성도” ... 144
• 참고문헌 ... 145
• 부록 ... 147
• 1. 지적재산권 출원 증빙자료 ... 148
• 2. 논문 발표실적 증빙자료 ... 150
• 3. 공인시험기관 성적서 ... 152
• 끝페이지 ... 152