초록 ▼

연구의 목적 및 내용
지난 3년간의 연구사업을 통해 반응성 부산물 활용 내부양생 기술에 대해 연구하였으며 이 기술이 시멘트계 구조물(모르타르 및 콘크리트 기반)의 수축과 내구성을 동시에 개선하여 사용연한을 증가시킬 수 있음을 정량적으로 확인하였다. 그러나 동시에 1) 반응성 부산물은 기존의 일반 내부양생용 재료인 소성팽창형 인공경량골재에 비해 자기수축 저감효과가 상대적으로 낮다는 것을 발견하였다. 이는 표면의 반응성으로 인해 표면공극조직이 치밀해짐에 따라 골재의 발수속도가 감소했기 때문이다. 동시에 2) 내부양생 기술은 자기수

연구의 목적 및 내용
지난 3년간의 연구사업을 통해 반응성 부산물 활용 내부양생 기술에 대해 연구하였으며 이 기술이 시멘트계 구조물(모르타르 및 콘크리트 기반)의 수축과 내구성을 동시에 개선하여 사용연한을 증가시킬 수 있음을 정량적으로 확인하였다. 그러나 동시에 1) 반응성 부산물은 기존의 일반 내부양생용 재료인 소성팽창형 인공경량골재에 비해 자기수축 저감효과가 상대적으로 낮다는 것을 발견하였다. 이는 표면의 반응성으로 인해 표면공극조직이 치밀해짐에 따라 골재의 발수속도가 감소했기 때문이다. 동시에 2) 내부양생 기술은 자기수축 제거를 위한 기술이므로 일부 건조수축이 증가하는 경우도 있다. 따라서 이에 대한 후속연구로 부산물의 내부양생 효율을 자기/건조수축의 관점에서 동시에 개선하는 연구가 필요하다.

연구결과
1. 석탄바닥재를 Pelletizing seed로 사용한 소성/비소성 경량골재 개발
- 미가공 석탄바닥재의 입도조절을 통한 내부양생용 경량골재로서의 활용성 확인/석탄바닥재를 Pelletizing seed로 사용한 비소성 경량골재 개발
- 석탄바닥재 골재에 대한 새로운 흡수율 측정방법 개발/원심분리 방법을 활용해 석탄바닥재와 같은 거대공극이 있는 석탄바닥재는 기존 흡수율 측정방법을 사용하기 어려우며, 이를 극복하기 위한 새로운 형태의 흡수율 측정방법을 확인
2. 14일간 자기수축 0 microstrain 인 단위결합재량 560 kg/m³급 고성능 콘크리트 개발
- 시멘트 매트릭스 내에서의 수분확산 특성 분석을 통한 적정 혼입량 결정 및 적정 내부 양생용 골재 크기 결정
- 고성능 콘크리트의 자기수축 감소효과 확인: 아래 그림의 BA1 및 BA2의 자기수축이 감소함을 확인 하였으며 (변형이 양의 값), 최종적인 50일간 자기수축 0 stain, 35일간 건조수축 0 strain임을 확인
- 수축 저감효과의 메커니즘 증명을 위해 수화물의 특성 분석 및 수화도 측정을 수행, 이 때 기존의 수화도 측정인 강열감량법이 아닌, 진공건조법을 적용하여 고정수량을 측정하는 새로운 형태의 기법을 고안함/석탄바닥재를 Particle seed로 하는 비소성 경량골재(Cold-bonded bottom ash aggregates, CBBA)를 사용한 무수축 모르타르의 자기수축 특성을 실험적으로 분석하였으며, 그 결과 7일 까지 수축량이 0 strain 이하인 모르타르를 개발
3. 내구성능을 고려한 사용연한 분석 및 기존 내부양생 기술 대비 부산물 활용 내부양생기술의 정량적 효율성 비교
- 기존 내부양생용 재료인 인공경량골재에 비해 반응성 부산물 혼입 시편의 염소침투 깊이가 큰 것을 확인/동시에, 염해-중성화 침투깊이 확인결과 중성화에 의한 염소 재침투를 석탄바닥재 골재가 막을 수 있음을 확인

연구결과의 활용계획
1. 기술적/학문적 측면
- 개발된 기술을 통해 건설 구조물의 내구성향상 및 사용연한연장 도모
- 상업성 있는 비구조용 경량골재 개발
- 초기단계에 있는 시멘트계 구조재료의 사용연한평가 연구 분야 촉진에 기여
2. 경제적/산업적 측면
- 석탄 바닥재와 같은 폐기 부산물의 효과적 소비가 가능
- 기존 고성능 콘크리트 구조물 이외에도 Mega-structure, 부유식 해양 구조물의 시공 현실화에 기여

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&contents
Internal curing technology using reactive by-products has been studied through the research projects for the past three years and quantitatively confirmed that this technology can improve the durability and reduce the shrinkage of cementitious structures simultaneously. However,

Purpose&contents
Internal curing technology using reactive by-products has been studied through the research projects for the past three years and quantitatively confirmed that this technology can improve the durability and reduce the shrinkage of cementitious structures simultaneously. However, it was found that the reactive by-product had lower efficiency of reducing the shrinkage compared with artificial lightweight aggregate. This is because the water transfer rate of the aggregate by time decreases as the surface pores becomes dense due to the reaction. At the same time, internal curing technology is a technique for self-shrinkage removal, so some drying shrinkage may increase. Therefore, further study is needed to improve the internal curing efficiency of byproduct simultaneously from the standpoint of self / drying shrinkage.

Result
1. Development of non-calcined lightweight aggregate using coal bottom ash
- Application of lightweight aggregate for internal curing through control of particle size of raw coal flooring material
- Development of new water absorption measurement method for aggregate
2. Development of high performance concrete with 560 kg/m³ of binder weight, which achieving 0 microstrain for 14 days
- Determination of proper mixing amount through analysis of water transfer property in cement matrix and proper sizing of aggregate for internal curing
- Confirmation of the effect of reducing the autogenous shrinkage of high performance concrete
- Applying the vacuum drying method to evaluate the hydration degree
3. Comparison of quantitative efficiency of internal curing technology by using byproducts compared to existing internal curing technology and analysis of service life considering durability performance
- Confirmation that the coal botttom ash aggregate can prevent chlorine penetration under carbonation condition

Expected Contribution
1. Technical / academic aspects
- Improvement of durability of construction structure and extension of service life through developed technology
- Development of commercial non-structural lightweight aggregate
- Contribution to the promotion of cementitious structural materials research
2. Economic / Industrial aspects
- Effective consumption of waste by-products such as coal bottom ash
- Contribution to realize high-performance concrete structures and mega-structure for floating oceanic structures

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 15
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 18
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 39
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 41
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 44
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 45
• 8. 참고문헌 ... 46
• 9. 연구성과 ... 47
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 50
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 50
• 12. 기타사항 ... 50
• 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 51
• 별첨2 세부 목표 관련 ... 65
• 끝페이지 ... 89