초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 사용이 범용적인 저가형 자기치유 방법에 고가의 부가재료가 아닌 저가형 부산물을 적용해 자기치유 효율을 극대화 하는 기술을 개발하고자 한다. 여기서 대상으로 하는 기술은, 콘크리트 구조체 자체를 위한 자기치유 기술이 아닌, 균열된 구조체에 주입할 수 있는 시멘트계 그라우트를 우선 대상으로 한다.
- 1차년도: 부산물을 활용한 시멘트계 물질의 자기치유 가능성 확인
- 2차년도: 부산물의 자기치유 메커니즘 상세분석
- 3차년도: 여러 환경조건에서의 균열충진 정도 확인

□ 연구

□ 연구개요
본 연구에서는 사용이 범용적인 저가형 자기치유 방법에 고가의 부가재료가 아닌 저가형 부산물을 적용해 자기치유 효율을 극대화 하는 기술을 개발하고자 한다. 여기서 대상으로 하는 기술은, 콘크리트 구조체 자체를 위한 자기치유 기술이 아닌, 균열된 구조체에 주입할 수 있는 시멘트계 그라우트를 우선 대상으로 한다.
- 1차년도: 부산물을 활용한 시멘트계 물질의 자기치유 가능성 확인
- 2차년도: 부산물의 자기치유 메커니즘 상세분석
- 3차년도: 여러 환경조건에서의 균열충진 정도 확인

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) 부산물을 활용한 시멘트계 물질의 자기치유 가능성 확인
- OPC 및 슬래그 시멘트 + CFBC ash 20% 이하 적용 시 노출조건(건조/포화)에 따라 자기치유 효율 78~95% 확보 (0.2 mm 균열폭, 균열 발생 28일 후 상온 노출 조건; 참고: 기존 OPC 및 슬래그시멘트의 경우 55~70% 수준임)
- 다양한 환경조건을 고려해 섬유 등과 hybrid 사용 시 자기치유 효율 96~100% 확보 가능 (100 시간 이내에 75~100%)
(2) 부산물의 자기치유 메커니즘
- 주요 자기치유 메커니즘이 탄산화임을 확인, 경우에 따라 팽창성 수화물 생성이 일부 협력함을 증명
- 탄산화에 대해 화학적 FEM 모델링 진행(프랑스 연구진과 협력): 수화반응, 탄산화, 수분이동, 공극충전에 대한 복합적 연계모델
- 실험 및 시뮬레이션에 대한 깊이별 프로파일 비교
(3) 여러 환경조건에서의 균열충진 정도 확인
- 탄산화, 건습반복, 황산염, 황산 노출, 염소침투의 조건에 대한 균열충진(투수율 저감량)효율 확인
- 다양한 조건에서 종합적으로 사용이 가능한 투수율 측정방법 고안 및 개발
- 각각에 대한 시멘트 메트릭스 및 균열부 현상에 대한 노출에 따른 손상량 정량/반 정량/정성 평가

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
(관련분야 기여)
- 부산물 기반 자기치유형 결합재 배합비 도출 및 성능 확인 + 자기치유 특성이 필요한 시멘트 복합재료의 저가화 및 사용처 확대
- 자기치유형 시멘트계 재료의 표준화/시방화에의 기여

(활용계획)
- 지반보강, Rock grouting, 지중 방수벽 설치 등을 위해서 다양한 종류의 시멘트계 주입재가 사용: 이러한 곳은 여러 이유로 보수 후에도 균열이 확대되어 문제가 발생할 가능성이 큰데, 이 때 보수재가 높은 자기치유 성능을 가지고 있다면 사용연한을 한 단계 더 연장 시킬 수 있음
- 최근 문제가 되고 있는 방사능 폐기물 처리장 균열누수 문제, 농촌용 지하차수벽 유실문제, 매스 슬래브의 극초기 휨 크리프로 인한 처짐균열 문제, 원전벽체 내 콘크리트 채움부족 문제 등에도 본 기술의 적용이 가능할 것으로 기대됨

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개요 ... 4
• 2) 이론적 가설에 따른 연구목표 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 연구방법개요 ... 5
• 2) 연구세부방법 및 수행내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 19
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 25
• 끝페이지 ... 40