초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구는 콘크리트 구조물의 유지관리비용 절감 및 환경성 증진을 위하여 자기 치유 효과를 적용하는 것을 목적으로 한다. 미생물과 이산화탄소 흡수 성능이 있는 재료를 첨가하여 치유 성능 향상과 동시에 친환경적 효과를 유도하고 이러한 성능을 실험적, 수치 해석적으로 분석하고자 한다. 이를 통하여 장기적 관점에서 환경 문제 해결과 보수 비용 감소를 통한 유지관리비용 절감에 도움이 될 것으로 기대한다.

연구결과
1. 탄산칼슘 석출을 유발하는 미생물인 Sporosarcina pasteurii를 이

연구의 목적 및 내용
본 연구는 콘크리트 구조물의 유지관리비용 절감 및 환경성 증진을 위하여 자기 치유 효과를 적용하는 것을 목적으로 한다. 미생물과 이산화탄소 흡수 성능이 있는 재료를 첨가하여 치유 성능 향상과 동시에 친환경적 효과를 유도하고 이러한 성능을 실험적, 수치 해석적으로 분석하고자 한다. 이를 통하여 장기적 관점에서 환경 문제 해결과 보수 비용 감소를 통한 유지관리비용 절감에 도움이 될 것으로 기대한다.

연구결과
1. 탄산칼슘 석출을 유발하는 미생물인 Sporosarcina pasteurii를 이용하여 균열부위의 회복 메커니즘을 SEM을 이용한 시각적 관찰과 EDS를 이용한 성분적 분석을 수행하였으며, 이를 보다 효율적으로 이용하기 위한 배양 기술을 확립하였다.

2. 포타슘 카보네이트를 시멘트와 치환하여, 일반 포틀랜트 시멘트와 유사한 강도 발현을 하면서도 이산화 탄소 흡수 성능을 개선할 수 있는 배합을 선정하였다.

3. 고로슬래그 미분말을 시멘트와 치환하여 수중에서의 치유 성능 향상을 도모하였다. 또한 비파괴 측정 방식인 초음파측정 방식을 이용하여 담수와 해수 속에서의 치유 성능을 확인하였다.

4. 치유 효과를 수치 해석적으로 분석하기 위한 기초 과정으로, 콘크리트의 균열을 모사할 수 있는 수치해석 모델을 개발하였다. 기존의 FEM방식과 다르게 각각의 요소를 직접 분할할수 있고 발생된 균열의 물성치를 직접 조정하는 방식으로 치유 효과를 적용할 수 있다.

연구결과의 활용계획
본 연구를 통해 콘크리트 구조물의 자기 치유 특성의 범용성 확보를 위한 방안을 개발하였다. 자기 치유 메커니즘의 시각적 분석과 성분적 분석을 통한 정량화 방식을 제안하였다. 이는 향후 다른 자기 치유 성능 분석에 응용 가능하다. 또한 환경적 문제 해결을 위한 기초적인 활용 방안으로 이산화탄소 흡수 방법을 제시하고 일반 콘크리트 대비 유사한 성능을 확인함으로써 실제 재료 개발에 사용될 수 있을 것으로 기대한다. 또한, 치유 효과의 수치해석 모델을 개발하였다. 이는 향후 콘크리트 균열 진전 해석 및 치유 성능 평가 해석에 활용 가능하다.

(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose&contents
This study focus on the reduction of life cycle cost and eviromental pollution of concrete structures using the self-healing effect of cementitious material. A microorganisms and a carbon dioxide absorbing material were added to the Portland cement to attract eco-friendly effects

Purpose&contents
This study focus on the reduction of life cycle cost and eviromental pollution of concrete structures using the self-healing effect of cementitious material. A microorganisms and a carbon dioxide absorbing material were added to the Portland cement to attract eco-friendly effects and to improve healing performance, and experience method and numerical method used for performance review. It look forward to help reducing life cycle cost and solving environmental issues.

Result
1. Sporosarcina pasteurii which cause precipitation of calcium carbonate was used for visual observation and component analysis of self-healing concrete by using SEM and EDS. And more efficient culture technology for sporosarina pasteurii was established.

2. A Potassium carbonate replaced a certain amount of cement, and it showed similar strength with the normal Portland concrete, but it absorbed more carbon dioxide than the normal Portland concrete. And more efficient mix combination was selected.

3. Ground granulated blast-furnace slag was used for improving recovery effect underwater environment. Nondestructive ultrasonic measurement was used for estimating healing effect with tap water and sea water.

4. A numerical analysis model of concrete which can imitate a crack was developed for basic course of analyze self-healing of concrete by using computer analysis.
Developed rigid body spring model can separate each elements and apply healing effect directly, unlike FEM.

Expected Contribution
This study showed a method for securing the versatility of self-healing concrete, and a visual observation and component analysis of self-healing were proposed.
Those could be applied various analysis of concrete healing. And absorbing carbon dioxide which is one kind of environmental problem was proposed using replacement a potassium carbonate, which could be used for real material development. Lastly, a numerical analysis model imitate a crack can be apply for crack propagation and healing analysis using computer anlaysis.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 12
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 48
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 49
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 49
• 7. 참고문헌 ... 50
• 8. 연구성과 ... 54
• 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 56
• 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 56
• 11. 기타사항 ... 57
• 끝페이지 ... 57