보고서 정보
주관연구기관 |
청주대학교 산학협력단 Chengju University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2015-06 |
과제시작연도 |
2014 |
주관부처 |
중소기업청 Small and Medium Business Administration |
등록번호 |
TRKO201600007153 |
과제고유번호 |
1425088945 |
사업명 |
산학연협력기술개발 |
DB 구축일자 |
2016-09-10
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초록
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1. 최종목표
○ 입자크기를 선별한 5~13 mm 크기의 순환골재를 기존 13~25 mm 크기의 굵은골재만을 사용한 레미콘에 10~50% 부분치환하므로서 콘크리트의 재료분리저감, 강도향상 및 균열저감 기술 개발
∙ 국내 상당수 레미콘제조업체에서는 레미콘용 굵은골재로서 5~25 mm 골재를 KS F 2527에 적합하도록 적절히 혼합하여 사용하여야 하나, 경제적 이유로 5~13 mm 이하 골재는 사용하지 않고 레미콘을 제조하여 불연속입도를 만들고 배합상 잔골재율을 높게 하여 재료분리, 균열발생 및 강도저하 등의 문제점을 야기
1. 최종목표
○ 입자크기를 선별한 5~13 mm 크기의 순환골재를 기존 13~25 mm 크기의 굵은골재만을 사용한 레미콘에 10~50% 부분치환하므로서 콘크리트의 재료분리저감, 강도향상 및 균열저감 기술 개발
∙ 국내 상당수 레미콘제조업체에서는 레미콘용 굵은골재로서 5~25 mm 골재를 KS F 2527에 적합하도록 적절히 혼합하여 사용하여야 하나, 경제적 이유로 5~13 mm 이하 골재는 사용하지 않고 레미콘을 제조하여 불연속입도를 만들고 배합상 잔골재율을 높게 하여 재료분리, 균열발생 및 강도저하 등의 문제점을 야기하고 있는 실정임
∙ 이에 따라 본 연구에서는 경제성, 자원재활용 및 불연속입도 개선을 위해 5~13 mm 크기의 순환 골재를 선별하여 이를 13 mm 이상 부순 굵은골재에 치환하여 미세미립자부터 굵은골재에 이르는 콘크리트용 구성재료의 연속입도 구현 및 입도분포 최적화를 이루고 이를 통해 고품질 콘크리트를 제조하여 강도향상, 재료분리 및 건조수축 저감 기술을 개발하고자 함
■ 5~13 mm 순환굵은골재와 13mm 이상 부순골재의 혼합에 의한 콘크리트용 굵은골재화 기술 개발 (최적혼합비 30%, 연속입도 구현, KS 상 골재 품질규격 만족)
■ 5~13mm 순환 굵은골재 및 13mm 이상 부순굵은골재를 혼합 사용한 고품질 콘크리트 물성 평가, 최적배합도출 및 제조기술개발 (압축강도 5~10% 향상, 건조수축 길이변화율 5~10% 저감, 블리딩 5% 저감, 호칭강도 24, 27, 40MPa 최적 배합도출)
■ 개발 레미콘의 B/P test 실시 및 실용화
2. 개발내용 및 결과
○ 5~13 mm 크기 순환 굵은골재 품질 및 이를 13mm 이상 굵은골재와 혼합시 품질확보여부 검증
- 순환골재의 품질중 중점관리 요소인 흡수율과 밀도 확보여부 검증, 순환골재와 부순골재 혼합 시 혼합골재 흡수율, 조립률, 입형판정실적률 등 성능확보여부 검증(KCL 공인 성적서)
○ 5~13 mm 순환 굵은 골재 치환에 따른 호칭강도별 콘크리트의 물성평가
- 5~13 mm 순환골재(치환율 0, 10, 20, 30, 40, 50, 100 %)와 부순골재(치환율 20, 40 %)에 따른 콘크리트 물성평가 수행
- 슬럼프 : 순환골재 치환에 따라 큰 차이없으나 30%이후 감소,(적정치환률 20~30%)
- 블리딩 : 순환골재 치환에 따라 전반적으로 감소(적정치환률 20~30%)
- 압축강도 : 순환골재 치환에 따라 30%내외에서 강도 향상(적정치환률 20~30%)
- 건조수축 순환골재 치환에 따라 수축이 감소함(적정치환범위 30~40 %)
- 순환골재 치환율 20~30 %에서 목표성능 달성 확인함
○ 5~13 mm 순환 굵은 골재 최적 배합비 도출
- 호칭강도 21, 24, 27 MPa의 최적 배합도출(단위수량, 잔골재율, 고성능감수제 사용량 등)
- 5~13 mm 순환골재 치환율 0, 10, 20, 30 %에 대하여 실험 진행
- 순환골재 치환율 30 %에서 블리딩, 건조수축 저감 및 압축강도 향상 확인
○ 5~13 mm 순환골재 치환율 30% 조건에서 21, 24, 27 MPa의 Mock-up Test 진행
- 호칭강도(21 MPa, 24 MPa, 27 MPa)에 대하여 순환골재 치환율(0, 30 %) 별 Mock-up Test
- 참여기업내 BP에 적용가능한 시방배합 도출 및 검증
- BP수준에서 성능발현 여부 확인, 제조 및 타설과정에서 중점관리 사항 확인
3. 사업성과
○ 기술적 성과
- 레미콘제조시 13mm 이하 굵은골재를 사용하지 않는 레미콘의 불연속입도, 균열증가등의 문제점을 보다 경제적으로 해결할 수 있는 기술개발로 콘크리트의 품질저하 문제 해결
- 순환골재의 효율적인 활용측면에서 입도분급을 통한 13mm 이하 골재의 활용기술 개발로 이분야 활용 촉진
- 레미콘 제조시 재료 및 배합상 문제로 발생되는 현장 구조물의 각종 하자 발생 저감 가능
- 골재자원부족 해결차원에서 혼합골재(순환골재+부순골재)의 활용방안으로 골재입경별 혼합방법 제안으로 이분야 기술 개발 촉진가능
- 실험과 실증적 규명을 통해 순환골재의 재활용에 관한 기술을 개발함으로서 폐콘크리트의 유효 이용 촉진
- 특허출원 1건, 학술논문 1건, 국내외 학술발표논문 3건 및 수상실적 1건등의 성과를 도출함
○ 경제적 성과
- 순환골재의 재활용을 통한 폐기물 감량화가 가능하고, 폐기물이 자원화 됨으로서 불법적 투기 및 매립예방
- 레미콘 제조시 13mm 이하 순환골재 사용으로 동일 크기 부순골재 사용시보다 m3당 3000원 정도 골재 비용 저감 및 배합상 골재 연속입도 구현으로 잔골재율 저감에 따른 단위수량 및 고성능 감수제 사용량 저감으로 추가적인 비용절감 가능
- 순환골재 제조업체의 콘크리트용 골재로서 순환골재의 판로 확보 가능
- 본 기술개발을 통해 제조된 콘크리트의 균열저감 및 강도향상 성능으로 건설공사 현장내 각종 하자 발생 저감으로 보수비용 절감
- 폐기물 매립감소로 인한 환경피해 저감 및 본 기술사용에 따른 기업 이미지 상승
- 기존 사용되는 부순골재보다 저렴한 가격으로 콘크리트 제조비용 절감 및 동등 혹은 그이상의 콘크리트 성능 발휘
○ 사회적 성과(일자리 창출 등)
- 순환골재의 사용에 따른 환경친화적 이미지 구축, 콘크리트의 균열저감 및 강도 향상으로 하자관련 각종 분쟁의 저감으로 사회적 비용 절감효과
- 순환골재의 입도분급 사용기술 및 혼합골재제조 및 품질확보관련 새로운 일자리창출 가능
4. 기술개발결과 활용계획
○ 본 과제를 통해 개발된 레미콘(최적 순환골재 치환율 및 배합비)을 참여기업내 품질관리실과 협의하에 실제 배쳐플랜트에 적용 및 출하하여 현장에 지속적으로 적용할 계획임
- 적용성과에 대한 학회지 논문 투고와 개발기술의 방법에 대한 특허를 출원하여 지식재산권을 확보
- 순환골재 관련 업체와 한국건설순환자원학회와 연계하여 순환골재를 콘크리트용 구조체로 적극 활용하는 전략을 전개하여 순환골재의 고부가가치화에 주력예정
- 참여기업의 레미콘제조에 본 기술 적용하여 출하예정(민간건설공사 현장 중심, 24 MPa급)
- 발주처, 건설 시공사, 감리단 등에게 지속적인 홍보 및 교육을 통해 제품출하 및 지속적 판로 구축예정
5. 기술개발자료의 보안관리
○ 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술
- 의견없음
○ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원·등록 실적
- 특허 출원 일자 : 2015년 09월 22일
- 특허 출원 번호 : 10-2015-0133752 (접수번호 1-1-2015-0922496-13)
- 특허명 : 5~13 mm 순환 굵은골재를 치환하여 제조되는 콘크리트 및 그 제조방법
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