초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 고로슬래그를 시멘트 대체재로 다량 치환하고 커피애쉬와 순환골재를 알칼리 자극제로 활용하여, 기존 콘크리트 대비 시멘트사용량을 감소시킨 순환골재콘크리트를 개발하고 그 특성을 분석함. 개발된 커피애쉬 콘크리트를 비구조용 프리캐스트 콘크리트 제품에 적용하는 기술을 연구함.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 각 지역에서 발생된 커피찌꺼기를 소각하여 발생된 시료의 형상분석결과, 입자는 구형이며, 다공질의 형태를 갖고 있음. 커피애쉬의 성분분석결과, 주요 성분은 K2O, P2O5, MgO, CaO

□ 연구개요
본 연구에서는 고로슬래그를 시멘트 대체재로 다량 치환하고 커피애쉬와 순환골재를 알칼리 자극제로 활용하여, 기존 콘크리트 대비 시멘트사용량을 감소시킨 순환골재콘크리트를 개발하고 그 특성을 분석함. 개발된 커피애쉬 콘크리트를 비구조용 프리캐스트 콘크리트 제품에 적용하는 기술을 연구함.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 각 지역에서 발생된 커피찌꺼기를 소각하여 발생된 시료의 형상분석결과, 입자는 구형이며, 다공질의 형태를 갖고 있음. 커피애쉬의 성분분석결과, 주요 성분은 K2O, P2O5, MgO, CaO이며 전체의 약 96.5%를 차지함.
- 5개 지역에서 수집한 커피찌꺼기의 커피애쉬 성분별 표준오차는 약 0.3이하로 지역별 또는 커피종류에 따른 성분차는 매우 작은 것으로 분석됨.
- 모르타르 적용시 고로슬래그 체적대비 약 20 ~40%의 커피애쉬 혼입이 고로슬래그의 잠재수경성 반응촉진에 가장 적합한 비율인 것으로 추정됨.
- 커피애쉬 혼입 및 골재종류 변경에 따른 압축강도 분석결과, 약 7.7MPa의 강도저하가 발생되어 고로슬래그 혼입에 따른 재령 56일시 강도저하는 약 3.7MPa인 것으로 확인됨.
- NT Build 492시험을 적용하여 확산계수를 측정한 결과, 커피애쉬의 혼입율에 따라 확산계수가 증가하는 것으로 확인됨.
- 커피애쉬의 혼입률에 따른 고로슬래그의 잠재수경성 반응속도차에 의한 것으로 추정되며, 전체 바인더 부피기준 약 10 ~ 20%의 커피애쉬 혼입시 반응촉진에 의한 적정한 콘크리트 성능개선효과를 유도할 수 있을 것으로 추정됨.
- 비구조용 프리캐스트 실물제품의 적용을 목표로 작업특성 분석을 위해 관입저항특성을 평가함. 측정결과, 커피애쉬의 혼입량이 증가할수록 관입저항값도 증가하는 것으로 측정되었으나 120분 후 변수별 저항치의 차이는 크지 않은 것으로 확인됨.
- 변수별 타설 60분후 및 타설 120분후의 관입저항치를 비교한 결과에서도 큰 차이가 발생하지 않았으므로 프리캐스트 제품생산시에도 작업성 또는 생산성에 영향을 미치지 않을 것으로 판단됨.
- 보도블럭에 커피애쉬 콘크리트를 적용하여 휨강도를 평가한 결과, 휨강도 범위는 4.8 MPa ~ 7.7MPa의 범위인 것으로 측정되었으며, 평균 휨강도는 약 6.2MPa로 산출되어 비구조용 프리캐스트 제품의 적용이 가능할 것으로 예상됨.

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
- 기존 연구에서 시도되지 않은 알칼리자극제, 혼화재용 유기성 폐기물 소각재를 연 구하므로 국외적 신규 연구 영역 선점가능
- 유기성 폐기물 소각재의 적용기술 정립 및 활용방안 정립가능
- 3종 폐기물의 재활용으로 자원순환 및 생산단가절감
- 건설폐기물, 산업부산물, 유기성 폐기물 소각재 등 대량 폐기물의 자원화로 사회경제적 이익추구
- 최근 정부에서 추진중인 탄소중립과 관련하여 연구결과의 콘크리트분야 적용이 가능할 것으로 예상
- 보도블럭에 연구결과를 적용하였으며, 해당 성능을 분석하였으므로 이와 유사한 프리캐스트 콘크리트 제품에 적용이 가능할 것으로 예상

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구배경 ... 4
• 2) 연구필요성 ... 5
• 3) 연구목표 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석(해당 시) ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 1) 기술적 측면 ... 13
• 2) 사회·경제적 측면 ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 30