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2024년 6월 17일 (월) 23:55 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 칼라 콘크리트와 슬러지를 이용한 점자블록 보완 설계

영문 : Enhanced Design of Braille Blocks Using Colored Concrete and Sludge

과제 팀명

사조

지도교수

김지수 교수님

개발기간

2024년 3월 ~ 2024년 6월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 토목공학과 2021860048 조용배(팀장)

서울시립대학교 토목공학과 2016860014 문대혁

서울시립대학교 토목공학과 2021640047 정수현

서울시립대학교 토목공학과 2021860044 노수민

서울시립대학교 토목공학과 2021860048 송현석

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

내용

개발 과제의 배경

내용

개발 과제의 목표 및 내용

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

설계 사양

◇ 현재 일상생활 속 하수처리 과정, 건설페기물 세척과정, 폐기물 처리과정 등 다양한 환경에서 슬러지가 발생한다. 각기 다른 상황에서 발생한 슬러지는 기본 성질은 비슷한 듯 보이지만 상세한 성분의 비율은 다르므로 타설시 각기 다른 반응을 나타낸다. 이 중 건설페기물에서 생성되는 슬러지를 활용하여 Sluge/Binder 비에 따른 압축강도 변화 값을 측정할 것이다.

◇ 칼라콘크리트 제작과정에서 시멘트의 적정량을 안료로 대체하여 색을 발현한다. 하지만 각기 안료마다 구성하는 성분이 달라 타설시 강도 측면에서 차이를 나타낸다. 이를 바탕으로 시멘트에 대한 안료의 비에 따라 압축강도의 변화와 색의 발현 정도를 측정할 것이다.

◇ 다양한 양생방법 중 습윤 양생은 비교적 높은 압축강도를 보여준다. 따라서 점자블록 설계 시 높은 압축강도를 발현 시키기 위해 습윤 양생을 채택 할 것이다.

◇ 시방서에 따른 기준에 맞춰 실험을 진행한다.

개념설계안

◇ 점자 블록의 실태 조사(문제점 파악)

현재 시중에 사용되는 점자블록은 다양한 문제점을 가지고 있다. 그 중에서도 주된 문제는 플라스틱, 고무 등 비교적 충격에 취약한 재료로 제작되어 관리가 어렵다는 것과 대부분의 점자블록은 형태적으로 제작을 한 후 겉 표면만 염료로 도포하여 외부의 손상이 발생하게 되면 염료가 벗겨져 유지,보수 측면에서의 단점을 가지고 있다.

◇ CAD로 도안제작

CAD로 점자블록 형태의 구조물을 만든 후 이를 실리콘에 담궈 몰드를 제작한다. 이는 도면 수정이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 상황에 따라 점자블록의 형태를 변형시켜 기존에 유격이 발생하여 발생하는 넘어짐 사고, 잡초로 인한 심미적 문제를 해결할 수 있다.

◇ 점자블록의 구성물질

기존 점자블록에 사용되는 물질에 비해 친환경적인 물질 위주로 제작하여 환경적, 경제적인 장점을 가지게 된다.

◇ 강도증진 및 단가 감소

기존 슬러지 이용 콘크리트 강도 현황과 비교하였을 때 점자블럭이 요구하는 강도를 충분히 만족할 것으로 예상된다. 이에 따라 기존 연구 결과인 30% 슬러지 배합을 기준으로 슬러지의 양을 증가시켜가며 실험을 진행할 예정이다. 점자블럭의 압축강도와 휨강도를 만족시킬 수 있는 최대량의 슬러지 사용을 통해 점자블럭 제작의 단가 감소와 슬러지 처리과정에 따른 단가 감소를 기대한다.

◇ 점자블럭 사용성 개선

기존의 콘크리트 점자블럭이 가진 표면층과 블록이 분리되는 문제를 일체형 몰드 이용 동시 타설로 해결할 수 있고 이로 인해 유지, 보수 시 발생하는 비용 절감과 파손된 점자블럭이 가진 사용성의 문제를 개선할 수 있을 것이다.

◇ 점자블록의 유지보수기간 증가

점자블럭의 블럭 상단부와 돌기부분에 칼라콘크리트를 사용함으로써 외부 충격으로 인한 돌기부분에 손상이 생기더라도 황색을 유지함으로써 미관상 발생하는 문제를 해결할 수 있다.

이론적 계산 및 시뮬레이션

이론적 계산

◇ 상부(컬러콘크리트) 15mm 부분에서 6%를 안료로 대체 -> 전체 시멘트 중 1.8%

◇ 하부(슬러지콘크리트) 35mm 부분에서 20~40%를 슬러지로 대체 -> 전체 시멘트 중 14~28%

◇ 총 최소 15.8%에서 최대 29.8%까지 시멘트 비용을 절감할 수 있으며, 슬러지 처리 비용 또한 절감 가능

시뮬레이션

◇ 제작 여건 상의 문제와 정확한 실험을 위해 위의 표와 같이 20, 30, 40%의 슬러지 콘크리트를 날짜를 나워서 강도시험을 진행.

◇ 20, 30%의 슬러지 콘크리트를 현재 타설 완료하여 양생 중에 있고 40%의 슬러지 콘크리트를 5월 9일 실시할 예정.

◇ 모든 슬러지 콘크리트의 7일 압축강도 데이터를 추출한 5월 16일에 강도가 미진할 시 실험계획이 보수적으로 변경될 수 있음. 더 낮은 치환 비율을 선정하거나, 적정값이 나온 치환 비율 사이값을 다시 타설 할 예정.

◇ 강도시험이 성공적으로 마무리될 시 모든 28일 압축강도 데이터를 추출한 6월 6일에 최종 목표를 달성할 수 있을 것으로 예상.

상세설계 내용

◇ 개념 설계안에 제시된 다짐시험, 배합, 플로우테스트를 진행 후 타설 과 양생을 진행.

◇ 상부(컬러콘크리트) 부분은 15mm로 점자블럭의 상단만을 덮고 하부(슬러지콘크리트) 부분은 35mm로 층을 나눠 한 번에 타설.

◇ 그 후 하루를 기다려 굳힌 다음, 몰드에서 빼내 물에 집어넣어 습윤양생 진행.

◇ 똑같은 모양의 점자블럭을 슬러지 비율마다 6개 씩 타설하여 총 18개를 타설.

◇ 7일, 28일 마다 3개 씩 강도시험을 진행하여 평균 데이터값을 추출할 예정.

◇ 최종적으로 기대되는 컬러 콘크리트와 슬러지를 이용한 일체형 점자블럭.

         (굳은 점자블럭)                       (습윤양생 중인 점자블럭)

◇ 최종적으로 기대되는 컬러 콘크리트와 슬러지를 이용한 일체형 점자블럭.

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용

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 ===상세설계 내용===
 ◇ 개념 설계안에 제시된 다짐시험, 배합, 플로우테스트를 진행 후 타설 과 양생을 진행.
+[[파일:캡처21.JPG]]
 ◇ 상부(컬러콘크리트) 부분은 15mm로 점자블럭의 상단만을 덮고 하부(슬러지콘크리트) 부분은 35mm로 층을 나눠 한 번에 타설.
+[[파일:캡처22.JPG]]
+◇ 그 후 하루를 기다려 굳힌 다음, 몰드에서 빼내 물에 집어넣어 습윤양생 진행.
+◇ 똑같은 모양의 점자블럭을 슬러지 비율마다 6개 씩 타설하여 총 18개를 타설.
+◇ 7일, 28일 마다 3개 씩 강도시험을 진행하여 평균 데이터값을 추출할 예정.
+[[파일:캡처23.JPG]]
- ◇ 그 후 하루를 기다려 굳힌 다음, 몰드에서 빼내 물에 집어넣어 습윤양생 진행.
+◇ 최종적으로 기대되는 컬러 콘크리트와 슬러지를 이용한 일체형 점자블럭.
- ◇ 똑같은 모양의 점자블럭을 슬러지 비율마다 6개 씩 타설하여 총 18개를 타설.
+[[파일:캡처24.JPG]]
- ◇ 7일, 28일 마다 3개 씩 강도시험을 진행하여 평균 데이터값을 추출할 예정.