초록 ▼

□ 연구개요
다양한 재난으로부터 국민의 생명 및 재산을 보호하기 위한 방안으로 기존의 건설재료 대비 하중 저항성능이 매우 우수한 초고성능 섬유보강 콘크리트(Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete, UHPFRC)와 같은 건설 신소재 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 약 15년 이상의 오랜 연구 활동 및 막대한 연구비 투입에도 불구하고 UHPFRC와 같은 건설신소재의 실제 현장적용 실적은 미미한 실정이며, 이는 매우 고가의 재료비가 소모되는 데에서 기인한다. 본 연구에서는

□ 연구개요
다양한 재난으로부터 국민의 생명 및 재산을 보호하기 위한 방안으로 기존의 건설재료 대비 하중 저항성능이 매우 우수한 초고성능 섬유보강 콘크리트(Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete, UHPFRC)와 같은 건설 신소재 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 약 15년 이상의 오랜 연구 활동 및 막대한 연구비 투입에도 불구하고 UHPFRC와 같은 건설신소재의 실제 현장적용 실적은 미미한 실정이며, 이는 매우 고가의 재료비가 소모되는 데에서 기인한다. 본 연구에서는 구조물의 내구성 향상, 철근 부식방지 및 높은 하중 저항 성능이라는 기존에 UHPFRC가 가지고 있는 장점을 최대로 발휘하면서도, 건설비용을 획기적으로 저감하기 위한 박판(thin-walled) UHPFRC 구조물 및 박판 UHPFRC 스킨 합성 구조물을 개발하였다. 또한, 박판 UHPFRC 스킨을 활용하여 지진 및 폭발 등에 의해 손상된 구조물의 보강 기술을 개발하고, 이러한 박판 UHPFRC 구조물을 실제 설계에 반영하여 활용하기 위한 다양한 하중속도에서의 설계 및 성능 평가 기술을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
[1차년] 박판(Thin-walled) UHPFRC skin 제조 기술 및 성능평가 기술 개발
⦁ 박판 UHPFRC skin 제조성능 향상을 위해, 부재 두께별 성능 평가를 수행하였으며, 그 결과 최적의 섬유 종류 및 길이, 타설방법, Hybrid 섬유 혼입비율에 대해서 도출
[2차년] UHPFRC와 이종재료간의 부착특성 평가 및 부착성능 향상 기술 개발
⦁ UHPFRC와 일반 콘크리트(NSC) 및 경량콘크리트(LWC)간의 부착특성을 평가하였으며, 표면처리 기법 및 철근 노출을 통한 부착성능 향상 기술 제시
[3차년] UHPFRC 구조부재의 정적 설계기술 개발
⦁ UHPFRC 단독 구조부재인 박판기둥 및 중공기둥에 대해 부재의 크기, 형상 및 두께에 따른 압축성능을 평가하였으며, 좌굴 발생에 의한 성능 차이를 검증
⦁ UHPFRC-NSC 합성 보 부재의 보강 정도에 따른 정적 휨성능을 평가하여, UHPFRC 박판-보통 콘크리트의 합성의 효율성을 검증
⦁ 이러한 결과를 통해 UHPFRC 구조부재의 정적 하중에서의 설계 주요인자 도출
[4차년] UHPFRC 구조부재의 동적 설계기술 개발
⦁ UHPFRC-NSC 합성 보 부재에 대한 충격실험 및 충격 후 잔류성능 평가를 수행하여 하중 속도를 고려한 UHPFRC 구조부재의 동적 하중에서의 설계 주요인자를 도출

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
⦁ UHPFRC의 사용을 최소화 하면서도 단면 크기를 감소시킴으로 건설비용 저감, 구조물 내구성능 향상, 공기 단축 및 구조부재간의 접합 문제 해결이라는 직접적인 효과뿐만 아니라, 기존에 이상적인 아이디어 형태로만 제시되었던 연구분야를 현실화 시키는데 기여
⦁ 최근 국내 기술로 개발된 UHPFRC 구조물이 북미 등의 해외에 수출되고 있는 실정으로, 이와함께 본 연구개발의 결과인 UHPFRC 합성부재 등이 활용될 경우 향후 시장 선점을 위한 선제적인 원천 기술 확보 측면에서 기여
⦁ 최근 국내에서도 크게 문제가 되고 있는 지진에 의해 손상된 구조물의 보수보강 및 신규 구조물 건설 시에 모두 활용이 가능하며, 이를 통해 대규모 재난 발생시 구조물의 저항성능 향상과 함께 대피 시간을 확보함으로써 국민의 생명 및 재산을 보호에 기여
⦁ 기존의 일반적인 프리캐스트 구조에서 발생할 수 있는 구조부재간의 접합문제 해결 및 강합성 콘크리트 부재의 부착성능 향상에 활용

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) 박판(Thin-walled) UHPFRC skin 제조 기술 개발 [1차년] ... 4
• 2) 박판(Thin-walled) UHPFRC skin 성능 평가 [1차년] ... 4
• 3) UHPFRC skin과 이종재료 사이의 부착특성 평가 및 부착특성 향상 기술 개발 [2차년] ... 6
• 4) UHPFRC 단독 구조부재의 개발 및 정적 성능 평가 [3차년] ... 8
• 5) UHPFRC 합성 구조부재의 개발, 정적 성능 평가 및 설계기술 개발 [3차년] ... 9
• 6) Thin-walled UHPFRC 합성 부재의 동적성능 평가 (구조 보강용 포함) [4차년] ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 15
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 22