초록 ▼

□ 연구개요
이 연구에서는 다중 균열에 의한 변형률 경화 거동이 나타나기 위한 기본 조건을 만족하고 시멘트 대신 산업부산물을 활성화시켜 재료의 친환경성을 동시에 만족하는 고유동 초고연성 무시멘트 섬유보강 복합재료를 개발하는 것이며, 이러한 재료 개발을 통하여 초고층 구조물, 원자력 발전소, 유정 시설물 등과 같은 특수 구조물에 적용이 가능하고 지진과 같은 대변형과 에너지가 가해지는 하중을 받게 되는 경우 하중 저항 능력과 에너지 흡수 능력을 증대하고 구조물의 안전성을 높일 수 있음.

□ 연구 목표대비 연구결과

□ 연구개요
이 연구에서는 다중 균열에 의한 변형률 경화 거동이 나타나기 위한 기본 조건을 만족하고 시멘트 대신 산업부산물을 활성화시켜 재료의 친환경성을 동시에 만족하는 고유동 초고연성 무시멘트 섬유보강 복합재료를 개발하는 것이며, 이러한 재료 개발을 통하여 초고층 구조물, 원자력 발전소, 유정 시설물 등과 같은 특수 구조물에 적용이 가능하고 지진과 같은 대변형과 에너지가 가해지는 하중을 받게 되는 경우 하중 저항 능력과 에너지 흡수 능력을 증대하고 구조물의 안전성을 높일 수 있음.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도 목표는 저비용 무시멘트 고연성 변형률 경화 폴리프로필렌 섬유보강 복합재료 개발 및 유동특성을 평가하는 것으로서, 수산화칼슘, 규산나트륨, 탄산나트륨 등 다양한 알칼리 활성화제의 종류에 따라 무시멘트 매트릭스의 강도 특성을 평가하고 폴리프로필렌 섬유보강 복합재료의 역학특성을 평가하여, 물결합재비가 35%인 경우가 가장 우수하였고 인장변형성능 측면에서 물결합재비 45%가 가장 우수한 성능이 나타남을 확인함. 또한 슬러프 플로가 최대 540 mm까지 나타날 수 있음을 확인함.
2차년도 목표는 섬유 형상별 무시멘트 폴리에틸렌 섬유보강 복합재료 개발 및 유동 특성을 평가하는 것으로서, 연구를 통하여 수산화칼슘과 황산나트륨 조합이 강도와 연성측면에서 가장 우수한 것을 확인하였으며, 형상비가 다른 폴리에틸렌 섬유 두 종류와 물-결합재비 34%와 38%에 대해 성능평가를 수행하여 강도가 약 10% 더 높은 폴리에틸렌 섬유를 사용한 경우 형상비가 다소 낮더라도 강도와 연성이 유사하게 나타남을 확인함.
3차년도 목표는 고유동 초고연성 무시멘트 폴리에틸렌 섬유보강 복합재료를 개발하는 것으로서, 압축강도 32.9 MPa, 연성 7.9%, 인장강도 8.3 MPa의 성능을 나타내는 초고연성 폴리에틸렌 섬유보강 복합재료를 개발함. 개발한 복합재료의 압축강도가 UHPC에 비하여 20% 수준이지만 높은 연성으로 인성이 유사하였으며, 이러한 성능을 검증하기 위하여 내충격실험을 실시한 결과 UHPC와 유사한 내충격성을 나타내었음.

□ 연구개발결과의 중요성
우리나라 사회가 성숙기에 접어들면서 국내 건설 시장은 포화상태이며, 대부분의 건설회사들이 해외 건설시장으로 눈을 돌려 초고층 구조물, 원자력 발전소, 유정 시설물 등과 같은 건설을 수주하고 있음. 국내의 경우 이러한 국내 건설 산업의 기술적 요구에 따라 이러한 다양한 특수 구조물에 필요한 새로운 건설 재료에 대한 연구가 필요하며, 이 연구는 이러한 사회적 요구에 부합하는 건설재료를 개발하는 연구로서 연구결과의 활용성이 높음. 또한 알칼리활성 슬래그 기반 무시멘트 고연성 복합재료 관련된 연구분야에서 이 연구 결과는 세계 최고 수준임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• ○ 1차년도 목표: 저비용 무시멘트 고연성 변형률 경화 폴리프로필렌 섬유보강 복합재료 개발 및 유동특성 평가 ... 3
• ○ 2차년도 목표: 섬유 형상별 무시멘트 폴리에틸렌 섬유보강 복합재료 개발 ... 6
• ○ 3차년도 목표: 고유동 초고연성 무시멘트 폴리에틸렌 섬유보강 복합재료 개발 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 4. 참고문헌 ... 12
• 5. 연구성과 ... 13
• 대표적 연구실적 ... 15
• 끝페이지 ... 27