https://capstone.uos.ac.kr/civ/api.php?action=feedcontributions&feedformat=atom&user=2020civ3 2026-04-09T10:51:29Z 사용자 기여 MediaWiki 1.28.2 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1761 2020-12-27T14:46:22Z

<p>2020civ3: /* 포스터 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> <br /> [[파일:사진1.png]] <br /> <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> <br /> [[파일:개념설계안.png]]<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> <br /> [[파일:이론계산1.png]]<br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> <br /> [[파일:이론계산2.png]]<br /> <br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> <br /> [[파일:이론계산3.png]]<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산4.png]]<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산5.png]]<br /> <br /> ===실제현장 적용===<br /> ====자가치유 콘크리트 적용 및 시뮬레이션====<br /> 먼저 교량에서 자가치유형 콘크리트를 일부 적용하는데 있어 우리가 설정한 곳은 교각에서 교량 상판을 받치는 부분이라고 할 수 있다. 이는 ‘개념설계안’에서 밝힌 부분으로 증명은 생략한다. <br /> 다음은 공릉천에 있는 송촌대교의 균열점검 및 유지보수 관련한 종합보고서의 일부분이다. <br /> <br /> [[파일:현장1.png]]<br /> 앞으로 설명하는 모든 교량의 경제성 분석에서 그림 3과 같은 방식으로 균열을 보수한다는 것으로 가정하도록 한다. 뿐만 아니라 균열 보수 비용도 교대⦁교각 부분에서 균열을 표면처리공법으로 보수했을 때 m당 38000원으로 적용한다. <br /> =====연상교=====<br /> 아래 그림은 연상교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장2.png]]<br /> 연상교는 7경간, 총길이 395m를 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 6개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 80.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 5.8m이고 세 번째 교각은 27.5m이다. 네 번째 교각은 총 44.7m이고 다섯 번째 교각은 8.4m이다. 여섯 번째 교각은 9.8m로 전체적으로 균열은 176.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 6707000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 2012100원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====안녕ic교=====<br /> 아래 그림은 안녕ic교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장3.png]]<br /> 안녕ic교는 5경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 4개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 10.1m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 7.1m이고 세 번째 교각은 1.7m이다. 네 번째 교각은 총 6.7m로 전체적으로 균열은 25.6m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 972800원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 291840원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====남성현과선교=====<br /> 아래 그림은 남성현과선교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장4.png]]<br /> 남성현과선교는 6경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 5개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 3.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 3.6m이고 세 번째 교각은 0.9m이다. 네 번째 교각은 총 7.7m이며 다섯 번째 교각은 0m로 전체적으로 균열은 15.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 589000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 176700원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> <br /> ===평가방법 및 기대효과===<br /> ====평가 방법====<br /> 투수성 시험을 기준으로 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율<br /> <br /> [[파일:기대효과1.png]]<br /> S-0.5: 약 50% 이상,S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> <br /> ====기대효과====<br /> <br /> [[파일:기대효과3.png]]<br /> 총 보수비용 8,268,800원 중 30%의 비용절감 효과 = 2,480,640 원의 비용절감 가능<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> <br /> [[파일:모형11.png]]<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:포스터11.png]]</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1760 2020-12-27T14:46:08Z

<p>2020civ3: /* 프로토타입 사진 혹은 작동 장면 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> <br /> [[파일:사진1.png]] <br /> <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> <br /> [[파일:개념설계안.png]]<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> <br /> [[파일:이론계산1.png]]<br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> <br /> [[파일:이론계산2.png]]<br /> <br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> <br /> [[파일:이론계산3.png]]<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산4.png]]<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산5.png]]<br /> <br /> ===실제현장 적용===<br /> ====자가치유 콘크리트 적용 및 시뮬레이션====<br /> 먼저 교량에서 자가치유형 콘크리트를 일부 적용하는데 있어 우리가 설정한 곳은 교각에서 교량 상판을 받치는 부분이라고 할 수 있다. 이는 ‘개념설계안’에서 밝힌 부분으로 증명은 생략한다. <br /> 다음은 공릉천에 있는 송촌대교의 균열점검 및 유지보수 관련한 종합보고서의 일부분이다. <br /> <br /> [[파일:현장1.png]]<br /> 앞으로 설명하는 모든 교량의 경제성 분석에서 그림 3과 같은 방식으로 균열을 보수한다는 것으로 가정하도록 한다. 뿐만 아니라 균열 보수 비용도 교대⦁교각 부분에서 균열을 표면처리공법으로 보수했을 때 m당 38000원으로 적용한다. <br /> =====연상교=====<br /> 아래 그림은 연상교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장2.png]]<br /> 연상교는 7경간, 총길이 395m를 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 6개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 80.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 5.8m이고 세 번째 교각은 27.5m이다. 네 번째 교각은 총 44.7m이고 다섯 번째 교각은 8.4m이다. 여섯 번째 교각은 9.8m로 전체적으로 균열은 176.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 6707000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 2012100원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====안녕ic교=====<br /> 아래 그림은 안녕ic교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장3.png]]<br /> 안녕ic교는 5경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 4개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 10.1m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 7.1m이고 세 번째 교각은 1.7m이다. 네 번째 교각은 총 6.7m로 전체적으로 균열은 25.6m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 972800원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 291840원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====남성현과선교=====<br /> 아래 그림은 남성현과선교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장4.png]]<br /> 남성현과선교는 6경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 5개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 3.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 3.6m이고 세 번째 교각은 0.9m이다. 네 번째 교각은 총 7.7m이며 다섯 번째 교각은 0m로 전체적으로 균열은 15.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 589000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 176700원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> <br /> ===평가방법 및 기대효과===<br /> ====평가 방법====<br /> 투수성 시험을 기준으로 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율<br /> <br /> [[파일:기대효과1.png]]<br /> S-0.5: 약 50% 이상,S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> <br /> ====기대효과====<br /> <br /> [[파일:기대효과3.png]]<br /> 총 보수비용 8,268,800원 중 30%의 비용절감 효과 = 2,480,640 원의 비용절감 가능<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> <br /> [[파일:모형11.png]]<br /> <br /> ====포스터====<br /> &lt;그림&gt;</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1759 2020-12-27T14:45:49Z

<p>2020civ3: /* 기대효과 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> <br /> [[파일:사진1.png]] <br /> <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> <br /> [[파일:개념설계안.png]]<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> <br /> [[파일:이론계산1.png]]<br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> <br /> [[파일:이론계산2.png]]<br /> <br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> <br /> [[파일:이론계산3.png]]<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산4.png]]<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산5.png]]<br /> <br /> ===실제현장 적용===<br /> ====자가치유 콘크리트 적용 및 시뮬레이션====<br /> 먼저 교량에서 자가치유형 콘크리트를 일부 적용하는데 있어 우리가 설정한 곳은 교각에서 교량 상판을 받치는 부분이라고 할 수 있다. 이는 ‘개념설계안’에서 밝힌 부분으로 증명은 생략한다. <br /> 다음은 공릉천에 있는 송촌대교의 균열점검 및 유지보수 관련한 종합보고서의 일부분이다. <br /> <br /> [[파일:현장1.png]]<br /> 앞으로 설명하는 모든 교량의 경제성 분석에서 그림 3과 같은 방식으로 균열을 보수한다는 것으로 가정하도록 한다. 뿐만 아니라 균열 보수 비용도 교대⦁교각 부분에서 균열을 표면처리공법으로 보수했을 때 m당 38000원으로 적용한다. <br /> =====연상교=====<br /> 아래 그림은 연상교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장2.png]]<br /> 연상교는 7경간, 총길이 395m를 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 6개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 80.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 5.8m이고 세 번째 교각은 27.5m이다. 네 번째 교각은 총 44.7m이고 다섯 번째 교각은 8.4m이다. 여섯 번째 교각은 9.8m로 전체적으로 균열은 176.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 6707000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 2012100원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====안녕ic교=====<br /> 아래 그림은 안녕ic교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장3.png]]<br /> 안녕ic교는 5경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 4개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 10.1m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 7.1m이고 세 번째 교각은 1.7m이다. 네 번째 교각은 총 6.7m로 전체적으로 균열은 25.6m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 972800원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 291840원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====남성현과선교=====<br /> 아래 그림은 남성현과선교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장4.png]]<br /> 남성현과선교는 6경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 5개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 3.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 3.6m이고 세 번째 교각은 0.9m이다. 네 번째 교각은 총 7.7m이며 다섯 번째 교각은 0m로 전체적으로 균열은 15.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 589000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 176700원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> <br /> ===평가방법 및 기대효과===<br /> ====평가 방법====<br /> 투수성 시험을 기준으로 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율<br /> <br /> [[파일:기대효과1.png]]<br /> S-0.5: 약 50% 이상,S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> <br /> ====기대효과====<br /> <br /> [[파일:기대효과3.png]]<br /> 총 보수비용 8,268,800원 중 30%의 비용절감 효과 = 2,480,640 원의 비용절감 가능<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====포스터====<br /> &lt;그림&gt;</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1758 2020-12-27T14:45:37Z

<p>2020civ3: /* 기대효과 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> <br /> [[파일:사진1.png]] <br /> <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> <br /> [[파일:개념설계안.png]]<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> <br /> [[파일:이론계산1.png]]<br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> <br /> [[파일:이론계산2.png]]<br /> <br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> <br /> [[파일:이론계산3.png]]<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산4.png]]<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산5.png]]<br /> <br /> ===실제현장 적용===<br /> ====자가치유 콘크리트 적용 및 시뮬레이션====<br /> 먼저 교량에서 자가치유형 콘크리트를 일부 적용하는데 있어 우리가 설정한 곳은 교각에서 교량 상판을 받치는 부분이라고 할 수 있다. 이는 ‘개념설계안’에서 밝힌 부분으로 증명은 생략한다. <br /> 다음은 공릉천에 있는 송촌대교의 균열점검 및 유지보수 관련한 종합보고서의 일부분이다. <br /> <br /> [[파일:현장1.png]]<br /> 앞으로 설명하는 모든 교량의 경제성 분석에서 그림 3과 같은 방식으로 균열을 보수한다는 것으로 가정하도록 한다. 뿐만 아니라 균열 보수 비용도 교대⦁교각 부분에서 균열을 표면처리공법으로 보수했을 때 m당 38000원으로 적용한다. <br /> =====연상교=====<br /> 아래 그림은 연상교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장2.png]]<br /> 연상교는 7경간, 총길이 395m를 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 6개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 80.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 5.8m이고 세 번째 교각은 27.5m이다. 네 번째 교각은 총 44.7m이고 다섯 번째 교각은 8.4m이다. 여섯 번째 교각은 9.8m로 전체적으로 균열은 176.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 6707000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 2012100원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====안녕ic교=====<br /> 아래 그림은 안녕ic교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장3.png]]<br /> 안녕ic교는 5경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 4개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 10.1m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 7.1m이고 세 번째 교각은 1.7m이다. 네 번째 교각은 총 6.7m로 전체적으로 균열은 25.6m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 972800원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 291840원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====남성현과선교=====<br /> 아래 그림은 남성현과선교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장4.png]]<br /> 남성현과선교는 6경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 5개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 3.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 3.6m이고 세 번째 교각은 0.9m이다. 네 번째 교각은 총 7.7m이며 다섯 번째 교각은 0m로 전체적으로 균열은 15.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 589000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 176700원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> <br /> ===평가방법 및 기대효과===<br /> ====평가 방법====<br /> 투수성 시험을 기준으로 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율<br /> <br /> [[파일:기대효과1.png]]<br /> S-0.5: 약 50% 이상,S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> <br /> ====기대효과====<br /> <br /> [[파일:기대효과2.png]]<br /> 총 보수비용 8,268,800원 중 30%의 비용절감 효과 = 2,480,640 원의 비용절감 가능<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====포스터====<br /> &lt;그림&gt;</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1757 2020-12-27T14:45:30Z

<p>2020civ3: /* 평가 방법 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> <br /> [[파일:사진1.png]] <br /> <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> <br /> [[파일:개념설계안.png]]<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> <br /> [[파일:이론계산1.png]]<br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> <br /> [[파일:이론계산2.png]]<br /> <br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> <br /> [[파일:이론계산3.png]]<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산4.png]]<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산5.png]]<br /> <br /> ===실제현장 적용===<br /> ====자가치유 콘크리트 적용 및 시뮬레이션====<br /> 먼저 교량에서 자가치유형 콘크리트를 일부 적용하는데 있어 우리가 설정한 곳은 교각에서 교량 상판을 받치는 부분이라고 할 수 있다. 이는 ‘개념설계안’에서 밝힌 부분으로 증명은 생략한다. <br /> 다음은 공릉천에 있는 송촌대교의 균열점검 및 유지보수 관련한 종합보고서의 일부분이다. <br /> <br /> [[파일:현장1.png]]<br /> 앞으로 설명하는 모든 교량의 경제성 분석에서 그림 3과 같은 방식으로 균열을 보수한다는 것으로 가정하도록 한다. 뿐만 아니라 균열 보수 비용도 교대⦁교각 부분에서 균열을 표면처리공법으로 보수했을 때 m당 38000원으로 적용한다. <br /> =====연상교=====<br /> 아래 그림은 연상교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장2.png]]<br /> 연상교는 7경간, 총길이 395m를 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 6개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 80.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 5.8m이고 세 번째 교각은 27.5m이다. 네 번째 교각은 총 44.7m이고 다섯 번째 교각은 8.4m이다. 여섯 번째 교각은 9.8m로 전체적으로 균열은 176.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 6707000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 2012100원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====안녕ic교=====<br /> 아래 그림은 안녕ic교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장3.png]]<br /> 안녕ic교는 5경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 4개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 10.1m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 7.1m이고 세 번째 교각은 1.7m이다. 네 번째 교각은 총 6.7m로 전체적으로 균열은 25.6m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 972800원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 291840원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====남성현과선교=====<br /> 아래 그림은 남성현과선교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장4.png]]<br /> 남성현과선교는 6경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 5개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 3.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 3.6m이고 세 번째 교각은 0.9m이다. 네 번째 교각은 총 7.7m이며 다섯 번째 교각은 0m로 전체적으로 균열은 15.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 589000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 176700원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> <br /> ===평가방법 및 기대효과===<br /> ====평가 방법====<br /> 투수성 시험을 기준으로 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율<br /> <br /> [[파일:기대효과1.png]]<br /> S-0.5: 약 50% 이상,S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> <br /> ====기대효과====<br /> <br /> [[파일:기대효과1.png]]<br /> 총 보수비용 8,268,800원 중 30%의 비용절감 효과 = 2,480,640 원의 비용절감 가능<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====포스터====<br /> &lt;그림&gt;</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1756 2020-12-27T14:44:59Z

<p>2020civ3: /* 기대효과 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> <br /> [[파일:사진1.png]] <br /> <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> <br /> [[파일:개념설계안.png]]<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> <br /> [[파일:이론계산1.png]]<br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> <br /> [[파일:이론계산2.png]]<br /> <br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> <br /> [[파일:이론계산3.png]]<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산4.png]]<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산5.png]]<br /> <br /> ===실제현장 적용===<br /> ====자가치유 콘크리트 적용 및 시뮬레이션====<br /> 먼저 교량에서 자가치유형 콘크리트를 일부 적용하는데 있어 우리가 설정한 곳은 교각에서 교량 상판을 받치는 부분이라고 할 수 있다. 이는 ‘개념설계안’에서 밝힌 부분으로 증명은 생략한다. <br /> 다음은 공릉천에 있는 송촌대교의 균열점검 및 유지보수 관련한 종합보고서의 일부분이다. <br /> <br /> [[파일:현장1.png]]<br /> 앞으로 설명하는 모든 교량의 경제성 분석에서 그림 3과 같은 방식으로 균열을 보수한다는 것으로 가정하도록 한다. 뿐만 아니라 균열 보수 비용도 교대⦁교각 부분에서 균열을 표면처리공법으로 보수했을 때 m당 38000원으로 적용한다. <br /> =====연상교=====<br /> 아래 그림은 연상교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장2.png]]<br /> 연상교는 7경간, 총길이 395m를 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 6개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 80.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 5.8m이고 세 번째 교각은 27.5m이다. 네 번째 교각은 총 44.7m이고 다섯 번째 교각은 8.4m이다. 여섯 번째 교각은 9.8m로 전체적으로 균열은 176.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 6707000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 2012100원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====안녕ic교=====<br /> 아래 그림은 안녕ic교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장3.png]]<br /> 안녕ic교는 5경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 4개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 10.1m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 7.1m이고 세 번째 교각은 1.7m이다. 네 번째 교각은 총 6.7m로 전체적으로 균열은 25.6m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 972800원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 291840원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====남성현과선교=====<br /> 아래 그림은 남성현과선교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장4.png]]<br /> 남성현과선교는 6경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 5개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 3.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 3.6m이고 세 번째 교각은 0.9m이다. 네 번째 교각은 총 7.7m이며 다섯 번째 교각은 0m로 전체적으로 균열은 15.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 589000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 176700원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> <br /> ===평가방법 및 기대효과===<br /> ====평가 방법====<br /> 투수성 시험을 기준으로 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율<br /> &lt;그림 &gt;<br /> S-0.5: 약 50% 이상,S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====기대효과====<br /> <br /> [[파일:기대효과1.png]]<br /> 총 보수비용 8,268,800원 중 30%의 비용절감 효과 = 2,480,640 원의 비용절감 가능<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====포스터====<br /> &lt;그림&gt;</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1755 2020-12-27T14:44:34Z

<p>2020civ3: /* 자가치유 콘크리트 적용 및 시뮬레이션 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> <br /> [[파일:사진1.png]] <br /> <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> <br /> [[파일:개념설계안.png]]<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> <br /> [[파일:이론계산1.png]]<br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> <br /> [[파일:이론계산2.png]]<br /> <br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> <br /> [[파일:이론계산3.png]]<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산4.png]]<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산5.png]]<br /> <br /> ===실제현장 적용===<br /> ====자가치유 콘크리트 적용 및 시뮬레이션====<br /> 먼저 교량에서 자가치유형 콘크리트를 일부 적용하는데 있어 우리가 설정한 곳은 교각에서 교량 상판을 받치는 부분이라고 할 수 있다. 이는 ‘개념설계안’에서 밝힌 부분으로 증명은 생략한다. <br /> 다음은 공릉천에 있는 송촌대교의 균열점검 및 유지보수 관련한 종합보고서의 일부분이다. <br /> <br /> [[파일:현장1.png]]<br /> 앞으로 설명하는 모든 교량의 경제성 분석에서 그림 3과 같은 방식으로 균열을 보수한다는 것으로 가정하도록 한다. 뿐만 아니라 균열 보수 비용도 교대⦁교각 부분에서 균열을 표면처리공법으로 보수했을 때 m당 38000원으로 적용한다. <br /> =====연상교=====<br /> 아래 그림은 연상교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장2.png]]<br /> 연상교는 7경간, 총길이 395m를 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 6개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 80.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 5.8m이고 세 번째 교각은 27.5m이다. 네 번째 교각은 총 44.7m이고 다섯 번째 교각은 8.4m이다. 여섯 번째 교각은 9.8m로 전체적으로 균열은 176.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 6707000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 2012100원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====안녕ic교=====<br /> 아래 그림은 안녕ic교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장3.png]]<br /> 안녕ic교는 5경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 4개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 10.1m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 7.1m이고 세 번째 교각은 1.7m이다. 네 번째 교각은 총 6.7m로 전체적으로 균열은 25.6m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 972800원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 291840원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====남성현과선교=====<br /> 아래 그림은 남성현과선교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> <br /> [[파일:현장4.png]]<br /> 남성현과선교는 6경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 5개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 3.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 3.6m이고 세 번째 교각은 0.9m이다. 네 번째 교각은 총 7.7m이며 다섯 번째 교각은 0m로 전체적으로 균열은 15.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 589000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 176700원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> <br /> ===평가방법 및 기대효과===<br /> ====평가 방법====<br /> 투수성 시험을 기준으로 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율<br /> &lt;그림 &gt;<br /> S-0.5: 약 50% 이상,S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====기대효과====<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 총 보수비용 8,268,800원 중 30%의 비용절감 효과 = 2,480,640 원의 비용절감 가능<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====포스터====<br /> &lt;그림&gt;</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1754 2020-12-27T14:43:25Z

<p>2020civ3: /* 자가치유캡슐 구성 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> <br /> [[파일:사진1.png]] <br /> <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> <br /> [[파일:개념설계안.png]]<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> <br /> [[파일:이론계산1.png]]<br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> <br /> [[파일:이론계산2.png]]<br /> <br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> <br /> [[파일:이론계산3.png]]<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산4.png]]<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> <br /> [[파일:이론계산5.png]]<br /> <br /> ===실제현장 적용===<br /> ====자가치유 콘크리트 적용 및 시뮬레이션====<br /> 먼저 교량에서 자가치유형 콘크리트를 일부 적용하는데 있어 우리가 설정한 곳은 교각에서 교량 상판을 받치는 부분이라고 할 수 있다. 이는 ‘개념설계안’에서 밝힌 부분으로 증명은 생략한다. <br /> 다음은 공릉천에 있는 송촌대교의 균열점검 및 유지보수 관련한 종합보고서의 일부분이다. <br /> &lt;그림 &gt;<br /> 앞으로 설명하는 모든 교량의 경제성 분석에서 그림 3과 같은 방식으로 균열을 보수한다는 것으로 가정하도록 한다. 뿐만 아니라 균열 보수 비용도 교대⦁교각 부분에서 균열을 표면처리공법으로 보수했을 때 m당 38000원으로 적용한다. <br /> =====연상교=====<br /> 아래 그림은 연상교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 연상교는 7경간, 총길이 395m를 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 6개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 80.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 5.8m이고 세 번째 교각은 27.5m이다. 네 번째 교각은 총 44.7m이고 다섯 번째 교각은 8.4m이다. 여섯 번째 교각은 9.8m로 전체적으로 균열은 176.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 6707000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 2012100원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====안녕ic교=====<br /> 아래 그림은 안녕ic교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 안녕ic교는 5경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 4개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 10.1m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 7.1m이고 세 번째 교각은 1.7m이다. 네 번째 교각은 총 6.7m로 전체적으로 균열은 25.6m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 972800원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 291840원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====남성현과선교=====<br /> 아래 그림은 남성현과선교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 남성현과선교는 6경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 5개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 3.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 3.6m이고 세 번째 교각은 0.9m이다. 네 번째 교각은 총 7.7m이며 다섯 번째 교각은 0m로 전체적으로 균열은 15.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 589000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 176700원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> <br /> ===평가방법 및 기대효과===<br /> ====평가 방법====<br /> 투수성 시험을 기준으로 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율<br /> &lt;그림 &gt;<br /> S-0.5: 약 50% 이상,S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====기대효과====<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 총 보수비용 8,268,800원 중 30%의 비용절감 효과 = 2,480,640 원의 비용절감 가능<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====포스터====<br /> &lt;그림&gt;</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1753 2020-12-27T14:42:06Z

<p>2020civ3: /* 자가치유 콘크리트 경제성 확인 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> <br /> [[파일:사진1.png]] <br /> <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> <br /> [[파일:개념설계안.png]]<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> <br /> [[파일:이론계산1.png]]<br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> <br /> [[파일:이론계산2.png]]<br /> <br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> ===실제현장 적용===<br /> ====자가치유 콘크리트 적용 및 시뮬레이션====<br /> 먼저 교량에서 자가치유형 콘크리트를 일부 적용하는데 있어 우리가 설정한 곳은 교각에서 교량 상판을 받치는 부분이라고 할 수 있다. 이는 ‘개념설계안’에서 밝힌 부분으로 증명은 생략한다. <br /> 다음은 공릉천에 있는 송촌대교의 균열점검 및 유지보수 관련한 종합보고서의 일부분이다. <br /> &lt;그림 &gt;<br /> 앞으로 설명하는 모든 교량의 경제성 분석에서 그림 3과 같은 방식으로 균열을 보수한다는 것으로 가정하도록 한다. 뿐만 아니라 균열 보수 비용도 교대⦁교각 부분에서 균열을 표면처리공법으로 보수했을 때 m당 38000원으로 적용한다. <br /> =====연상교=====<br /> 아래 그림은 연상교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 연상교는 7경간, 총길이 395m를 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 6개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 80.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 5.8m이고 세 번째 교각은 27.5m이다. 네 번째 교각은 총 44.7m이고 다섯 번째 교각은 8.4m이다. 여섯 번째 교각은 9.8m로 전체적으로 균열은 176.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 6707000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 2012100원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====안녕ic교=====<br /> 아래 그림은 안녕ic교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 안녕ic교는 5경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 4개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 10.1m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 7.1m이고 세 번째 교각은 1.7m이다. 네 번째 교각은 총 6.7m로 전체적으로 균열은 25.6m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 972800원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 291840원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====남성현과선교=====<br /> 아래 그림은 남성현과선교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 남성현과선교는 6경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 5개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 3.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 3.6m이고 세 번째 교각은 0.9m이다. 네 번째 교각은 총 7.7m이며 다섯 번째 교각은 0m로 전체적으로 균열은 15.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 589000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 176700원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> <br /> ===평가방법 및 기대효과===<br /> ====평가 방법====<br /> 투수성 시험을 기준으로 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율<br /> &lt;그림 &gt;<br /> S-0.5: 약 50% 이상,S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====기대효과====<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 총 보수비용 8,268,800원 중 30%의 비용절감 효과 = 2,480,640 원의 비용절감 가능<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====포스터====<br /> &lt;그림&gt;</div>

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<p>2020civ3: /* 개념설계안 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> <br /> [[파일:사진1.png]] <br /> <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> <br /> [[파일:개념설계안.png]]<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> &lt;그림 &gt; <br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> ===실제현장 적용===<br /> ====자가치유 콘크리트 적용 및 시뮬레이션====<br /> 먼저 교량에서 자가치유형 콘크리트를 일부 적용하는데 있어 우리가 설정한 곳은 교각에서 교량 상판을 받치는 부분이라고 할 수 있다. 이는 ‘개념설계안’에서 밝힌 부분으로 증명은 생략한다. <br /> 다음은 공릉천에 있는 송촌대교의 균열점검 및 유지보수 관련한 종합보고서의 일부분이다. <br /> &lt;그림 &gt;<br /> 앞으로 설명하는 모든 교량의 경제성 분석에서 그림 3과 같은 방식으로 균열을 보수한다는 것으로 가정하도록 한다. 뿐만 아니라 균열 보수 비용도 교대⦁교각 부분에서 균열을 표면처리공법으로 보수했을 때 m당 38000원으로 적용한다. <br /> =====연상교=====<br /> 아래 그림은 연상교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 연상교는 7경간, 총길이 395m를 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 6개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 80.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 5.8m이고 세 번째 교각은 27.5m이다. 네 번째 교각은 총 44.7m이고 다섯 번째 교각은 8.4m이다. 여섯 번째 교각은 9.8m로 전체적으로 균열은 176.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 6707000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 2012100원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====안녕ic교=====<br /> 아래 그림은 안녕ic교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 안녕ic교는 5경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 4개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 10.1m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 7.1m이고 세 번째 교각은 1.7m이다. 네 번째 교각은 총 6.7m로 전체적으로 균열은 25.6m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 972800원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 291840원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====남성현과선교=====<br /> 아래 그림은 남성현과선교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 남성현과선교는 6경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 5개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 3.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 3.6m이고 세 번째 교각은 0.9m이다. 네 번째 교각은 총 7.7m이며 다섯 번째 교각은 0m로 전체적으로 균열은 15.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 589000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 176700원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> <br /> ===평가방법 및 기대효과===<br /> ====평가 방법====<br /> 투수성 시험을 기준으로 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율<br /> &lt;그림 &gt;<br /> S-0.5: 약 50% 이상,S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====기대효과====<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 총 보수비용 8,268,800원 중 30%의 비용절감 효과 = 2,480,640 원의 비용절감 가능<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====포스터====<br /> &lt;그림&gt;</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1751 2020-12-27T14:40:58Z

<p>2020civ3: /* 개념설계안 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> [[파일:사진1.png]] <br /> <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> <br /> [[파일:개념설계안.png]]<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> &lt;그림 &gt; <br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> ===실제현장 적용===<br /> ====자가치유 콘크리트 적용 및 시뮬레이션====<br /> 먼저 교량에서 자가치유형 콘크리트를 일부 적용하는데 있어 우리가 설정한 곳은 교각에서 교량 상판을 받치는 부분이라고 할 수 있다. 이는 ‘개념설계안’에서 밝힌 부분으로 증명은 생략한다. <br /> 다음은 공릉천에 있는 송촌대교의 균열점검 및 유지보수 관련한 종합보고서의 일부분이다. <br /> &lt;그림 &gt;<br /> 앞으로 설명하는 모든 교량의 경제성 분석에서 그림 3과 같은 방식으로 균열을 보수한다는 것으로 가정하도록 한다. 뿐만 아니라 균열 보수 비용도 교대⦁교각 부분에서 균열을 표면처리공법으로 보수했을 때 m당 38000원으로 적용한다. <br /> =====연상교=====<br /> 아래 그림은 연상교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 연상교는 7경간, 총길이 395m를 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 6개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 80.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 5.8m이고 세 번째 교각은 27.5m이다. 네 번째 교각은 총 44.7m이고 다섯 번째 교각은 8.4m이다. 여섯 번째 교각은 9.8m로 전체적으로 균열은 176.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 6707000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 2012100원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====안녕ic교=====<br /> 아래 그림은 안녕ic교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 안녕ic교는 5경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 4개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 10.1m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 7.1m이고 세 번째 교각은 1.7m이다. 네 번째 교각은 총 6.7m로 전체적으로 균열은 25.6m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 972800원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 291840원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====남성현과선교=====<br /> 아래 그림은 남성현과선교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 남성현과선교는 6경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 5개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 3.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 3.6m이고 세 번째 교각은 0.9m이다. 네 번째 교각은 총 7.7m이며 다섯 번째 교각은 0m로 전체적으로 균열은 15.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 589000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 176700원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> <br /> ===평가방법 및 기대효과===<br /> ====평가 방법====<br /> 투수성 시험을 기준으로 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율<br /> &lt;그림 &gt;<br /> S-0.5: 약 50% 이상,S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====기대효과====<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 총 보수비용 8,268,800원 중 30%의 비용절감 효과 = 2,480,640 원의 비용절감 가능<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====포스터====<br /> &lt;그림&gt;</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1750 2020-12-27T14:40:45Z

<p>2020civ3: /* 개념설계안 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> [[파일:사진1.png]] <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> [[파일:개념설계안.png]]<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> &lt;그림 &gt; <br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> ===실제현장 적용===<br /> ====자가치유 콘크리트 적용 및 시뮬레이션====<br /> 먼저 교량에서 자가치유형 콘크리트를 일부 적용하는데 있어 우리가 설정한 곳은 교각에서 교량 상판을 받치는 부분이라고 할 수 있다. 이는 ‘개념설계안’에서 밝힌 부분으로 증명은 생략한다. <br /> 다음은 공릉천에 있는 송촌대교의 균열점검 및 유지보수 관련한 종합보고서의 일부분이다. <br /> &lt;그림 &gt;<br /> 앞으로 설명하는 모든 교량의 경제성 분석에서 그림 3과 같은 방식으로 균열을 보수한다는 것으로 가정하도록 한다. 뿐만 아니라 균열 보수 비용도 교대⦁교각 부분에서 균열을 표면처리공법으로 보수했을 때 m당 38000원으로 적용한다. <br /> =====연상교=====<br /> 아래 그림은 연상교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 연상교는 7경간, 총길이 395m를 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 6개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 80.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 5.8m이고 세 번째 교각은 27.5m이다. 네 번째 교각은 총 44.7m이고 다섯 번째 교각은 8.4m이다. 여섯 번째 교각은 9.8m로 전체적으로 균열은 176.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 6707000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 2012100원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====안녕ic교=====<br /> 아래 그림은 안녕ic교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 안녕ic교는 5경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 4개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 10.1m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 7.1m이고 세 번째 교각은 1.7m이다. 네 번째 교각은 총 6.7m로 전체적으로 균열은 25.6m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 972800원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 291840원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====남성현과선교=====<br /> 아래 그림은 남성현과선교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 남성현과선교는 6경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 5개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 3.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 3.6m이고 세 번째 교각은 0.9m이다. 네 번째 교각은 총 7.7m이며 다섯 번째 교각은 0m로 전체적으로 균열은 15.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 589000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 176700원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> <br /> ===평가방법 및 기대효과===<br /> ====평가 방법====<br /> 투수성 시험을 기준으로 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율<br /> &lt;그림 &gt;<br /> S-0.5: 약 50% 이상,S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====기대효과====<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 총 보수비용 8,268,800원 중 30%의 비용절감 효과 = 2,480,640 원의 비용절감 가능<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====포스터====<br /> &lt;그림&gt;</div>

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<p>2020civ3: /* 남성현과선교 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> &lt;그림&gt; <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> &lt;그림&gt; <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> &lt;그림 &gt; <br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> ===실제현장 적용===<br /> ====자가치유 콘크리트 적용 및 시뮬레이션====<br /> 먼저 교량에서 자가치유형 콘크리트를 일부 적용하는데 있어 우리가 설정한 곳은 교각에서 교량 상판을 받치는 부분이라고 할 수 있다. 이는 ‘개념설계안’에서 밝힌 부분으로 증명은 생략한다. <br /> 다음은 공릉천에 있는 송촌대교의 균열점검 및 유지보수 관련한 종합보고서의 일부분이다. <br /> &lt;그림 &gt;<br /> 앞으로 설명하는 모든 교량의 경제성 분석에서 그림 3과 같은 방식으로 균열을 보수한다는 것으로 가정하도록 한다. 뿐만 아니라 균열 보수 비용도 교대⦁교각 부분에서 균열을 표면처리공법으로 보수했을 때 m당 38000원으로 적용한다. <br /> =====연상교=====<br /> 아래 그림은 연상교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 연상교는 7경간, 총길이 395m를 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 6개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 80.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 5.8m이고 세 번째 교각은 27.5m이다. 네 번째 교각은 총 44.7m이고 다섯 번째 교각은 8.4m이다. 여섯 번째 교각은 9.8m로 전체적으로 균열은 176.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 6707000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 2012100원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====안녕ic교=====<br /> 아래 그림은 안녕ic교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 안녕ic교는 5경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 4개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 10.1m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 7.1m이고 세 번째 교각은 1.7m이다. 네 번째 교각은 총 6.7m로 전체적으로 균열은 25.6m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 972800원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 291840원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====남성현과선교=====<br /> 아래 그림은 남성현과선교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 남성현과선교는 6경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 5개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 3.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 3.6m이고 세 번째 교각은 0.9m이다. 네 번째 교각은 총 7.7m이며 다섯 번째 교각은 0m로 전체적으로 균열은 15.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 589000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 176700원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> <br /> ===평가방법 및 기대효과===<br /> ====평가 방법====<br /> 투수성 시험을 기준으로 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율<br /> &lt;그림 &gt;<br /> S-0.5: 약 50% 이상,S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====기대효과====<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 총 보수비용 8,268,800원 중 30%의 비용절감 효과 = 2,480,640 원의 비용절감 가능<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====포스터====<br /> &lt;그림&gt;</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1733 2020-12-27T11:54:33Z

<p>2020civ3: /* 설계 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> &lt;그림&gt; <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> &lt;그림&gt; <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> &lt;그림 &gt; <br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> ===실제현장 적용===<br /> ====자가치유 콘크리트 적용 및 시뮬레이션====<br /> 먼저 교량에서 자가치유형 콘크리트를 일부 적용하는데 있어 우리가 설정한 곳은 교각에서 교량 상판을 받치는 부분이라고 할 수 있다. 이는 ‘개념설계안’에서 밝힌 부분으로 증명은 생략한다. <br /> 다음은 공릉천에 있는 송촌대교의 균열점검 및 유지보수 관련한 종합보고서의 일부분이다. <br /> &lt;그림 &gt;<br /> 앞으로 설명하는 모든 교량의 경제성 분석에서 그림 3과 같은 방식으로 균열을 보수한다는 것으로 가정하도록 한다. 뿐만 아니라 균열 보수 비용도 교대⦁교각 부분에서 균열을 표면처리공법으로 보수했을 때 m당 38000원으로 적용한다. <br /> =====연상교=====<br /> 아래 그림은 연상교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 연상교는 7경간, 총길이 395m를 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 6개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 80.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 5.8m이고 세 번째 교각은 27.5m이다. 네 번째 교각은 총 44.7m이고 다섯 번째 교각은 8.4m이다. 여섯 번째 교각은 9.8m로 전체적으로 균열은 176.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 6707000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 2012100원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====안녕ic교=====<br /> 아래 그림은 안녕ic교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 안녕ic교는 5경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 4개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 10.1m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 7.1m이고 세 번째 교각은 1.7m이다. 네 번째 교각은 총 6.7m로 전체적으로 균열은 25.6m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 972800원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 291840원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> =====남성현과선교=====<br /> 아래 그림은 남성현과선교의 외관조사망도이다. 여기 도면은 하나의 교각의 도면을 나타내는데 그 안에 균열의 크기와 위치를 같이 표현한다.<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 남성현과선교는 6경간을 이루고 있는 스틸박스거더교이다. 여기서는 5개의 교각이 있고 그 첫 번째 교각에서 교각상부에 있는 균열은 총 3.3m이다. 두 번째 교각의 균열은 총 3.6m이고 세 번째 교각은 0.9m이다. 네 번째 교각은 총 7.7m이며 다섯 번째 교각은 0m로 전체적으로 균열은 15.5m이다. 여기서 균열보수방법으로 표면처리공법을 적용하고 m당 38000원을 적용하면 589000원인데 여기서 요지보수 비용이 30% 절감되는 것으로 총 176700원이 절감되는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탄소배출량 감소로 교량 건축시 세금이 절감되고 수명이 연장됨에 따른 경제적인 효과를 기대할 수 있을 것이다.<br /> ===평가방법 및 기대효과===<br /> ====평가 방법====<br /> 투수성 시험을 기준으로 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율<br /> &lt;그림 &gt;<br /> S-0.5: 약 50% 이상,S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====기대효과====<br /> &lt;그림 &gt;<br /> 총 보수비용 8,268,800원 중 30%의 비용절감 효과 = 2,480,640 원의 비용절감 가능<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====포스터====<br /> &lt;그림&gt;</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1732 2020-12-27T11:47:37Z

<p>2020civ3: /* 결과 및 평가 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> &lt;그림&gt; <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> &lt;그림&gt; <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> &lt;그림 &gt; <br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> ===설계도===<br /> 내용<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====포스터====<br /> &lt;그림&gt;</div>

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<p>2020civ3: /* 설계 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다.<br /> &lt;그림&gt; <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다.<br /> &lt;그림&gt; <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====자가치유 성능확인====<br /> Ph 응답형 스마트 폴리머 확보 기술은 콘크리트 내부 및 유입수 특성(Ph, 등)을 고려하여 급속으로 자기치유성능을 최적화할 수 있는 스마트 폴리머를 확보하는 기술으로 재령 1년 이내 발생하는 폿 0.3mm이하 균열의 유츌수량 15분 이내 60% 이상 감소한다.<br /> 해당 자기치유 매커니즘은 균열 내 스마트 폴리머 팽윤 거동 및 자기치유 메커니즘을 분석을 첫 번째로 투수시험을 기준으로 평가한다. 이로인해 투수시험 전/후 균열 내 스마트 폴리머의 팽윤 거동，자기치유 생성물의 분포 및 그로 인한 균열 부피의 변화 등을 분석하였다.<br /> 따라서 ‘자기치유형 친환경 콘크리트 기술 개발(성균관대학교)’에 의해 실험을 통한 선정된 스마트 폴리머 함량(시멘트 질량 대비 0.5〜1.5%) 및 균열폭에 따른 급 속 자기치유성능을 분석하고，본 기술에서 설정한 성능 목표를 만족하였고 투수시험 결과，스마트 폴리머 미혼입 기준 시편(REF)의 경우，전체 측정 기간에 걸쳐 균열 을 통해 유출되는 유량이 거의 일정하게 나타난다.<br /> 균열폭 0.3 mm 기준 유량 감소율 []<br /> : REF = 약 4% 이내，S-0.5: 약 50% 이상，S-1.0： 약 60% 이상，S-1.5： 약 70% 이상<br /> ====자가치유 콘크리트 경제성 확인====<br /> 현재 연구되어 있는 자가치유형 콘크리트는 &lt;그림1&gt;에서 알 수 있듯이 다음 효과를 발휘하기 위한 연구가 진행되고 있다.<br /> ▪ 사용수명 50% 증대 <br /> ▪ 유지관리비용 30% 감소 <br /> ▪ LCCO2 30% 감소<br /> &lt;그림 &gt; <br /> 경제성을 확인하기 위해 먼저 선행되어야 할 것은 작동성능일 것이다. 이는 위의 자가치유 성능을 확인하는 절차에서 확인하였고 적으면 70%에서 많게는 90%까지 균열을 자가치유하는 것으로 나타났다. 따라서 그것을 감안하고 이를 적용했을 때 목표성능인 ‘사용수명 50% 증대, 유지관리비용 30% 감소, LCCO2 30% 감소’보다 조금 더 낮을 것으로 보인다. 그 다음으로 목표성능은 다음과 같은 표에서 알 수 있듯이 모두 목표성능에 도달한 것으로 본다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> ====자가치유캡슐 구성====<br /> 본 설계에서 적용하는 캡슐은 그림과 같이 코어재와 외벽재로 구성되어 있는 형태를 말한다. 캡슐의 내부 물질은 코어재, 코어재를 싸고있는 외부 벽은 외벽재를 말한다. 코어재의 방출 시기, 장소 및 속도는 외벽재의 두께 등을 변화시켜 자유롭게 조절할 수 있다. 일반적인 캡슐의 캡슐화는 외벽재를 이용하여 용기를 만든 다음 코어재를 용기 속에 충전시키는 방법과 코어재를 미립자화 하여 매질 속에 분산시킨 다음 코어재료의 표면에 막을 입히는 방법으로 구분할수 있다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====팽창성 무기재료=====<br /> 본 설계에서 사용된 팽창성 무기재료는 CSA 팽창재는 최근 균열면을 치유하기 위한 목적으로 자기치유 재료로 사용되고 있으며, Hauyne계 광물(보크사이트(Al2O3), 석회석(CaO), 석고(CaSO4))를 주성분으로 하는 광물계 화합물로 유리석회, 석고 및 물과 반응하여 수화생성물로서 에트린자이트를 생성한다. 따라서, 본 설계에 사용된 팽창재는 경화체 내에 빈 공간을 에트린자이트가 채워줌으로서 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 증가한다. 다음과 같은 특성을 자기치유 성능 향상에 적용하기 위해 팽창재를 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> =====결정촉진제=====<br /> 본 설계에서 사용된 결정촉진제는 나트륨(Na)과 탄산기(CO3)화합물로 구성되어있으며, 시멘트의 수화작용이 진행될 때 시멘트 수화물과 재수화 반응을 하면서 결정생성물(탄산칼슘, CaCO3)을 형성하게된다. 탄산기화합물은 모르타르 내부에 탄산칼슘을 생성시켜 공극을 충진시키고 수화반응을 촉진시켜 조기강도를 증진시키는 역할을 한다.<br /> =====팽창재 및 결정촉진제의 캡슐화=====<br /> ======응집제 선정======<br /> 분말 형태의 팽창재 및 결정촉진제를 일정 크기의 입자로 제조하기 위해 응집제를 사용하여 반죽하여 구형의 캡슐을 제조하였다. 사용된 응집제는 자기치유 소재와 반응하지 않도록 수분함량이 적고 분말을 응집할 수 있도록 점성을 가지는 폴리우레탄계 응집제와 실리콘계 응집제를 사용한다. 또한, 팽창재를 캡슐로 제조하기 질량비로 팽창재:응집제= 0.75 : 0.25, 결정촉진제:응집제 = 0.88 : 0.12의 비율로 반죽하여 사용하였다.<br /> ======표면 코팅 재료======<br /> 배합시 시멘트 혹은 물과 반응하지 않도록 제조하기 위해 수분을 차단할 수 있는 막을 형성하고, 배합시 파손되지 않도록 표면 강도를 증진시키기 위해 팽창재, 결정촉진제 혼합물의 표면을 코팅하였다. 사용된 코팅재는 폴리우레탄을 사용하였으며, 폴리우레탄의 경우 점성이 강하기 때문에 이를 용해하기 위해 톨루엔을 폴리우레탄에 질량비로 2배 넣어 용해하였다.<br /> ======캡슐제조 방법======<br /> 본 설계에 사용된 캡슐의 제조 방법은 팽창재 및 결정촉진제는 응집제와 일정한 비율로 혼합하여 적당한 질기를가지도록 하여, 캡슐 제조 장비를 통하여 입자화한 다음 회전 방식에 의해 코팅제를 도포하여 제조하였다. 표면 코팅을 마치고 24시간 ±4시간의 건조를 필요로 하며, 건조를 마친 캡슐은 크기 0.6mm~1.2mm로 분류하여 모르타르 배합에 사용하였다.<br /> &lt;그림&gt;<br /> ===설계도===<br /> 내용<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> 내용<br /> ====포스터====<br /> 내용<br /> <br /> ===관련사업비 내역서===<br /> 내용<br /> <br /> ===완료작품의 평가===<br /> 내용<br /> <br /> ===향후계획===<br /> 내용<br /> <br /> ===특허 출원 내용===<br /> 내용</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1730 2020-12-27T11:36:52Z

<p>2020civ3: /* 개념설계안 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다. <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다. <br /> <br /> ====제품의 요구사항====<br /> 내용<br /> ====설계 사양====<br /> 내용<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> 내용<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> 내용<br /> <br /> ===상세설계 내용===<br /> 내용<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> 내용<br /> ====포스터====<br /> 내용<br /> <br /> ===관련사업비 내역서===<br /> 내용<br /> <br /> ===완료작품의 평가===<br /> 내용<br /> <br /> ===향후계획===<br /> 내용<br /> <br /> ===특허 출원 내용===<br /> 내용</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1729 2020-12-27T11:35:19Z

<p>2020civ3: /* 개념설계안 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다. <br /> [[파일:noname01]]<br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다. <br /> <br /> ====제품의 요구사항====<br /> 내용<br /> ====설계 사양====<br /> 내용<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> 내용<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> 내용<br /> <br /> ===상세설계 내용===<br /> 내용<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> 내용<br /> ====포스터====<br /> 내용<br /> <br /> ===관련사업비 내역서===<br /> 내용<br /> <br /> ===완료작품의 평가===<br /> 내용<br /> <br /> ===향후계획===<br /> 내용<br /> <br /> ===특허 출원 내용===<br /> 내용</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1728 2020-12-27T11:27:19Z

<p>2020civ3: /* 설계 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===개념설계안===<br /> 교량 상판 및 유동 인구의 하중으로 인해 교각 상부의 받침부위에 잦은 균열이 발생하여 보수비용이 발생하고 있다. <br /> <br /> &lt;그림&gt;<br /> <br /> 우리는 이러한 취약부위의 잦은 보수로 인해 발생하는 비용을 줄이기 위해 자가 치유 능력을 가진 콘크리트를 설계 및 적용하여 구조물의 균열 보수 횟수를 감소시킬 수 있도록 하고자 한다. <br /> <br /> 치유 방식은 콘크리트 배합시 치유물질을 함유한 캡슐을 섞어 배합하고 양생하여 균열 발생시 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꾸는 캡슐형 자가치유 방식을 채택하였다. <br /> <br /> ====제품의 요구사항====<br /> 내용<br /> ====설계 사양====<br /> 내용<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> 내용<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> 내용<br /> <br /> ===상세설계 내용===<br /> 내용<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> 내용<br /> ====포스터====<br /> 내용<br /> <br /> ===관련사업비 내역서===<br /> 내용<br /> <br /> ===완료작품의 평가===<br /> 내용<br /> <br /> ===향후계획===<br /> 내용<br /> <br /> ===특허 출원 내용===<br /> 내용</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1727 2020-12-27T11:25:53Z

<p>2020civ3: /* 서론 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ==설계==<br /> ===설계사양===<br /> ====제품의 요구사항====<br /> 내용<br /> ====설계 사양====<br /> 내용<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> 내용<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> 내용<br /> <br /> ===상세설계 내용===<br /> 내용<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> 내용<br /> ====포스터====<br /> 내용<br /> <br /> ===관련사업비 내역서===<br /> 내용<br /> <br /> ===완료작품의 평가===<br /> 내용<br /> <br /> ===향후계획===<br /> 내용<br /> <br /> ===특허 출원 내용===<br /> 내용</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1726 2020-12-27T11:23:45Z

<p>2020civ3: /* 서론 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 배경 및 연구목적===<br /> 잦은 균열로 보수비용이 요구되는 시설물이 많은 환경에서 구조물의 기능에 치명적이지는 않으나 보수가 요구되는 미세 균열, 망상(網牀) 균열 등을 스스로 치유하는 콘크리트의 설계<br /> ====사업의 타당성====<br /> 특수한 종류의 콘크리트이므로 초기 비용은 기존의 콘크리트에 비해 높을 수 있으나 3~5년 주기로 외관조사 및 유지 보수를 요구하는 교량 등 자잘한 균열이 많이 발생하는 구조물의 주기적인 보수 횟수를 감소시켜, 장기적으로는 구조물의 사용 기간 증가 및 보수비용 절감 효과를 기대할 수 있으므로 경제적으로 효율적이라고 평가됨<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 구조물에서 균열이 발생하였을 때 균열 발생과 함께 파손된 캡슐에서 흘러나온 치유물질이 콘크리트의 균열을 메꿔 줄 수 있다. 따라서 구조물에서 선정된 혹은 필요한 부분에 일부 적용하여 보수비용을 효과적으로 절감할 수 있다.<br /> <br /> ===관련 기술의 현황===<br /> ====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br /> *전 세계적인 기술현황<br /> 내용<br /> *특허조사 및 특허 전략 분석<br /> 내용<br /> *기술 로드맵<br /> 내용<br /> <br /> ====시장상황에 대한 분석====<br /> *경쟁제품 조사 비교<br /> 내용<br /> *마케팅 전략 제시<br /> 내용<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> ====기술적 기대효과====<br /> 내용<br /> ====경제적, 사회적 기대 및 파급효과====<br /> 내용<br /> <br /> ===기술개발 일정 및 추진체계===<br /> ====개발 일정====<br /> 내용<br /> ====구성원 및 추진체계====<br /> 내용<br /> <br /> ==설계==<br /> ===설계사양===<br /> ====제품의 요구사항====<br /> 내용<br /> ====설계 사양====<br /> 내용<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> 내용<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> 내용<br /> <br /> ===상세설계 내용===<br /> 내용<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> 내용<br /> ====포스터====<br /> 내용<br /> <br /> ===관련사업비 내역서===<br /> 내용<br /> <br /> ===완료작품의 평가===<br /> 내용<br /> <br /> ===향후계획===<br /> 내용<br /> <br /> ===특허 출원 내용===<br /> 내용</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1725 2020-12-27T11:12:17Z

<p>2020civ3: /* 지도교수 및 팀구성원 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> 내용<br /> ====개발 과제의 배경====<br /> 내용<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 내용<br /> <br /> ===관련 기술의 현황===<br /> ====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br /> *전 세계적인 기술현황<br /> 내용<br /> *특허조사 및 특허 전략 분석<br /> 내용<br /> *기술 로드맵<br /> 내용<br /> <br /> ====시장상황에 대한 분석====<br /> *경쟁제품 조사 비교<br /> 내용<br /> *마케팅 전략 제시<br /> 내용<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> ====기술적 기대효과====<br /> 내용<br /> ====경제적, 사회적 기대 및 파급효과====<br /> 내용<br /> <br /> ===기술개발 일정 및 추진체계===<br /> ====개발 일정====<br /> 내용<br /> ====구성원 및 추진체계====<br /> 내용<br /> <br /> ==설계==<br /> ===설계사양===<br /> ====제품의 요구사항====<br /> 내용<br /> ====설계 사양====<br /> 내용<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> 내용<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> 내용<br /> <br /> ===상세설계 내용===<br /> 내용<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> 내용<br /> ====포스터====<br /> 내용<br /> <br /> ===관련사업비 내역서===<br /> 내용<br /> <br /> ===완료작품의 평가===<br /> 내용<br /> <br /> ===향후계획===<br /> 내용<br /> <br /> ===특허 출원 내용===<br /> 내용</div>

2020civ3 https://capstone.uos.ac.kr/civ/index.php?title=%EC%83%81%EB%B6%80%EC%82%BC%EC%A1%B0&diff=1724 2020-12-27T11:12:04Z

<p>2020civ3: /* 프로젝트 개요 */</p> <hr /> <div>==개발과제의 요약==<br /> === 개발 기간 ===<br /> 2020년 9월~2020년 12월 (총 4개월)<br /> ===과제 팀명===<br /> 상부삼조<br /> <br /> ===지도교수 및 팀구성원===<br /> 000 교수님<br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860039 차무성(팀장)<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860040 채익현<br /> <br /> 서울시립대학교 토목공학부·과 2015860026 오민석<br /> <br /> 서울시립대학교 ㅁㅁ공학부·과 2017860044 김태원<br /> <br /> 서울시립대학교 ㅁㅁ공학부·과 2017860042 김윤환<br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> 내용<br /> ====개발 과제의 배경====<br /> 내용<br /> ====개발 과제의 목표 및 내용====<br /> 내용<br /> <br /> ===관련 기술의 현황===<br /> ====관련 기술의 현황 및 분석(State of art)====<br /> *전 세계적인 기술현황<br /> 내용<br /> *특허조사 및 특허 전략 분석<br /> 내용<br /> *기술 로드맵<br /> 내용<br /> <br /> ====시장상황에 대한 분석====<br /> *경쟁제품 조사 비교<br /> 내용<br /> *마케팅 전략 제시<br /> 내용<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> ====기술적 기대효과====<br /> 내용<br /> ====경제적, 사회적 기대 및 파급효과====<br /> 내용<br /> <br /> ===기술개발 일정 및 추진체계===<br /> ====개발 일정====<br /> 내용<br /> ====구성원 및 추진체계====<br /> 내용<br /> <br /> ==설계==<br /> ===설계사양===<br /> ====제품의 요구사항====<br /> 내용<br /> ====설계 사양====<br /> 내용<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> 내용<br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> 내용<br /> <br /> ===상세설계 내용===<br /> 내용<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> ===완료 작품의 소개===<br /> ====프로토타입 사진 혹은 작동 장면====<br /> 내용<br /> ====포스터====<br /> 내용<br /> <br /> ===관련사업비 내역서===<br /> 내용<br /> <br /> ===완료작품의 평가===<br /> 내용<br /> <br /> ===향후계획===<br /> 내용<br /> <br /> ===특허 출원 내용===<br /> 내용</div>

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