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과제 요약서(초록)
목차
제1장 연구의 개요 및 필요성 10
1. 연구의 개요 11
2. 연구개발의 필요성 11
가. 연구개발의 중요성 11
나. 연구개발 실적 18
다. 현기술상태의 취약성 20
제2장 연구개발의 목표 및 내용 26
1. 연구개발의 목표 및 내용 27
가. 연구개발의 최종목표 27
나. 연구 추진전략·내용 28
다. 연구개발의 추진체계 29
2. 연구개발의 내용 30
제3장 경량콘크리트 패널구성의 이론적 고찰 33
1. 바텀애쉬 및 경량콘크리트 패널의 이론적 고찰 34
가. 바텀애쉬의 활용현황 34
나. 바텀애쉬의 특성 39
2. 경량콘크리트 벽체 시스템의 개요 40
가. 경량패널을 이용한 경량벽체 시스템의 개발 배경 41
나. 경량벽체 시스템의 현황 및 문제점 41
제4장 바텀애쉬 골재의 유해성 평가 62
1. 바텀애쉬의 유해성 분석평가 63
가. 바텀애쉬(Bottom ash)의 용출시험 63
나. 바텀애쉬 입자 평가 66
2. 경량골재 물성평가 67
제5장 경량콘크리트 패널의 예비실험 74
1. 경량콘크리트 패널의 예비실험 75
2. 경량콘크리트 패널의 결과분석 75
제6장 경량콘크리트 복합패널관련 실험 79
1. 경량콘크리트 복합패널(관련규격 - KS F 4734) 관련 실험 80
가. Coating 경량콘크리트 복합패널 개요 80
나. Coating 경량콘크리트 복합패널의 용도 80
다. Coating 경량콘크리트 복합패널의 생산치수 81
라. 생산 공정 81
마. 경량콘크리트 패널의 각종 시험방법 82
2. 경량 콘크리트 패널의 Non-Coating 실험 84
제7장 난연성 경량콘크리트 패널의 제조 및 평가 90
1. 난연성 경량콘크리트 패널의 제조 및 평가 91
2. 경량콘크리트 패널 제조 및 실험결과 분석 93
가. 불연성 경량콘크리트 패널 평가 및 분석 97
나. 본 개발기술의 평가항목대비 결과 102
제8장 경량콘크리트 패널 시스템 제언 103
제9장 경량콘크리트 패널 벽체 시스템의 개발 방향 106
참고문헌 109
부록 : 경량콘크리트 패널 시험성적서 112
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1. 기술개발목표
ㆍ 건축물 부재의 난연성능 강화
ㆍ 경량화, 단열성능 개선으로 주거환경 개선
ㆍ 국내산 골재수급의 대체방안 제안 및 활용범위 확대
ㆍ 국제 경량 칸막이 성능 강화
ㆍ 건설비용의 저감효과
2. 기술개발의 목적 및 중요성
ㆍ 국내에서 개발된 난연재는 폴리스티렌을 응용한 난연재 제품들로서 표면코팅처리 기술이 대부분을 차지하고 있어 근본적인 대체기술 마련이 시급한 실정이다.
ㆍ 또한, 고강도 콘크리트 구조물에서의 화재시 콘크리트 구조물에 물리적, 화학적 영향을 주어 파괴되는 폭열 현상을 방지하기 위한 학계의 노력도 이어지고 있는 실정이다.
ㆍ 점점 고층화, 대형화 되어가는 건축물로 인해 재난피해 즉 인명피해, 재산피해, 건물 리모델링 등의 필요성이 대두됨으로 관련기술의 개발이 요구된다.
ㆍ 바텀애쉬(Bottom Ash) 재활용에 대한 실질적인 기술적 문제가 해결되지 않은 상태에서 대규모 재활용이 원활하게 이루어지지 않고 있으므로 이에 대한 해결방안이 필요하다.
ㆍ 바텀애쉬(Bottom Ash) 재활용에 대한 일반적인 인식이 낮은 상황에서 체계적이고 과학적인 자료의 축적 및 연구 자료가 부족한 실정이므로 관련 실용화 관련 기술에 대한 자료의 확충이 필요한 실정이다.
3. 기술개발의 내용 및 범위
ㆍ Bottom Ash + 폐 EPS 경량골재 제조기술의 개발
ㆍ 부위별 Bottom Ash + 폐 EPS 경량골재 제조기술 개발
ㆍ 건축용 패널의 다양한 성능조건 만족
4. 기술개발 결과
ㆍ 순수 국내 기술로 폐기물과 시멘트페이스트 원료를 습식혼합, 로터리 믹서에서 소성하지 않고 가공하여 인공경량골재를 제조한 후 기본 물성을 평가하였는데, 제조된 Coating Bottom Ash 인공경량골재의 절건 비중은 1.99~2.08, 흡수율은 4~5%이었으며, Coating EPS 인공경량골재의 절건 비중은 0.93%, 흡수율은 8.3%이었다. 이는 코팅전보다 흡수율은 약50~60% 감소하였고, 비중은 다소 증가한 값을 나타내었다.
ㆍ 이렇게 제조된 Coating Bottom Ash 인공경량골재를 사용하여 경량콘크리트 패널에 적용하여 단위중량, 길이변화율, 압축강도, 플로우, 난연 특성 등을 고찰하였다.
ㆍ Coating Bottom Ash 경량콘크리트 패널의 압축강도는 210kg/㎠, 단위중량 1.68t/㎥이였으며, Coating EPS 경량콘크리트 패널의 압축강도는 74kg/㎠, 단위중량 1.23t/㎥ 값을 보였다. 따라서 난연성이 요구되는 건축물의 내외부 벽체는 Coating Bottom Ash 경량콘크리트 패널이 적합할 것이며, 비 내력벽의 칸막이 벽체 또는 2차 건자재용으로는 Coating EPS 경량콘크리트 패널이 적합할 것이라 판단된다.
ㆍ 상기 값은 일반콘크리트 패널의 단위중량 2.17t/㎥에 비해 약 30% 단위중량 값이 감소하는 결과 값으로서 건물의 장스팬화, 경량화, 고층화 되고 있는 현 건설시장의 추세에 매우 적합한 소재라고 판단되며, 패널의 성형성 문제에서는 플로우 값이 일반콘크리트에 비해 약 2cm 높아 패널의 제조에도 매우 우수할 것이라 판단된다. 또한 패널의 압축강도 결과 값도 일반콘크리트 패널의 235kg/㎠에 근접한 값을 보여 내구성 확보 및 부재의 장수명화가 충분히 가능할 것이라 사료된다.
ㆍ 이상의 연구결과 난연성 경량콘크리트 패널의 제조는 사용된 소재의 재활용화, 인공경량 골재의 제조공정 간소화 및 무소성으로 인한 제조비용 절감, 일반 콘크리트 패널에 근접한 내구성 확보, 패널 자체의 경량화 등의 목적을 달성할 수 있어 향후 구조물의 벽체 및 콘크리트 2차 제품까지도 활용이 가능할 것으로 생각된다.
5. 기대효과
ㆍ 폐기물 처리 및 환경개선 사업에 일조
ㆍ 난연성능이 향상된 소재관련 산업의 활성화에 기여
ㆍ 신소재 개발로 인한 공기단축 및 공사비 절감 등 가격경쟁력 제고
ㆍ 코팅 골재를 투입한 경량콘크리트 패널 제조의 설계(안)
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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