category menu

suBest Lab.

Home > Research > Research.

RESEARCH

연구의 목표
본 연구에서는 건설산업에서 발생하는 건설 폐기물의 원료를 분석 및 활용하여 다양한 종류(시멘트, 타일, 블럭 등)의 건설재료를 제조하여 대체 사용할 수 있는 지속가능한 건설재료 개발을 목적으로 한다. 주요 연구로는 지속가능한 건축재료 개발의 기반이 되는 폐건설재료의 발생량 예측기법 구축연구와 발생된 다종의 건설 폐기물의 원료를 분석하여 건설재료를 재사용하는 지속가능한 건설재료 개발 연구로 구성되어 있다.
연구의 필요성
폐기물 관련 환경 문제는 모든 산업 분야에서 적절한 해답을 찾지 못한 채 심각한 사회적 문제로 대두되고 있다. 세계적으로 환경오염이나 자원고갈이 급속히 진전되고 있는 가운데 건설산업은 타 산업의 생산 활동에 비하여 막대한 자원을 소비할 뿐만 아니라 대량의 폐기물 배출이 불가피하여 지구의 환경부하를 증대시키는 주요한 원인으로 등장하고 있다. '지속가능한 건축재료기술 개발’ 연구는 건설산업에서 발생되는 자원투입량과 폐기물량을 줄일 수 있는 원천기술로서 기존 단순 노반재로서 활용되던 건설폐기물 재사용 방식에서 벗어나 건설폐기물의 화학적 특성을 기반으로 한 고부가가치 연구로서 실용적 가치가 크며, 재생프로세스 모델을 규명하는 측면에서 학술적 가치와 연구의 독창성이 크다.
기존건설재료 순환체계
지속가능한 건설재료 순환체계
연구 영역
폐 건설재료 발생량 예측 기법 구축
본 연구에서는 건설산업에서 발생하는 폐기물의 발생량을 예측하여 다양한 시공단계와 해체단계에서 발생하는 폐기물을 분류하고 다양한 재료로 활용 가능한 폐기물 발생 예측 기법을 제시한다. 이를 통해 각 건설재료 마다의 자원활용 / 최종처리정보를 제공하여 건설폐기물 재활용률 향상을 위한 기반을 제공한다.
건축물 해체단계에서의 폐기물뿐만 아니라 건설단계 및 유지관리 단계의 전과정에 걸쳐 발생하는 폐기물의 예측 기법 개발을 진행하고 있으며, 예측 기법 구축을 위한 핵심요소로서 자재별 손실율, 폐기물 재사용 및 재활용율, 중량 환산계수를 도출하여 투입자재별 손실률의 보완을 통한 효과적인 건설폐기물 발생량 예측 기법을 개발하고 있다.
투입 자재별 손실률 구축
폐 건설재료 자원순환률 시나리오 제안
지속가능한 건설재료 개발 연구
본 연구에서는 건설산업에서 발생하는 폐기물의 원료를 분석 및 활용하여 다양한 종류(시멘트, 타일, 블럭 등)의 건설재료를 제조하여 대체 사용할 수 있는 지속가능한 건설재료 개발을 목적으로 한다. 주요 연구로는 발생된 건설폐기물의 분류 및 화학 성분분석을 통하여 건설폐기물을 지속가능한 건설재료의 원료로 사용할수 있는 건설폐재 조합 DB 구축연구, 폐 건설재료를 이용한 지속가능한 건설재료 개발 프로세스 정립연구, 그리고 지속가능한 건설재료 개발 프로세스를 활용하여 건설재료를 지속적으로 순환시키기 위한 가이드라인 개발 연구로 구성된다. 폐건설재료를 이용한 지속가능한 건설재료 개발 알고리즘은 아래의 7단계의 step으로 구성된다.
Step 1. 폐 건설재료 분류 공정
건설현장에서 발생한 부산미분말, 벽돌, 기와, 타일 등의 폐 건설재료를 종류별로 분류, 추가 투입될 원재료수집
Step 2. 건설폐재 성상분석
수집된 건설폐재를 분쇄하여 건설폐재별 성상분석 XRF(형광 X선 분석기) 실시, 이를 데이터베이스로 구축함
Step 3. 건설폐재 시멘트 원료 조합
- 폐 건설재료를 이용하여 생산하고자 하는 건설재료(ex. 시멘트)를 선정하고, 선정한 건설제품에 대한 KS 성분 기준을 조사
- 건설폐재 원료 조합 실시
Step 4. 완성된 재생시멘트의 광물 구성 분석
- 고온 전기로를 통한 소성작업 실시, 분말기를 이용한 클링커 분쇄 작업 실시
- 도출된 폐 건설재료별 조합비에 따라 재활용 시멘트 모르타르를 제조하여 일반 보통시멘트와의 성능 비교 및 검증 작업 실시
- XRD-Powder(X선 회절분석기)를 통한, 재생시멘트 KS 화학성분비 검토
Step 5. 재생시멘트 성능 검증
시멘트 KS 품질시험기준 검토(플로우테스트, 압축강도테스트, 수화열테스트 등)
Step 6. 제품 개발을 위한 최적 배합설계 기술 개발
시멘트 Type별 최적 건설폐재 배합설계 비율 제안, 최적화 해석기법 적용 (유전자 알고리즘, Solver 등)
Step 7. 재생 콘크리트 성능 검증
콘크리트 KS 및 콘크리트 표준시방서 성능 검토
지속가능한 건설재료의 생산공정 프로세스
연구 성과
논문
YoungJin Bok, SungHoTae, RakHyun Kim : Analysis of CO2 Emission in the Waste Disposal Process Based on Computation of Construction Waste, Advanced Materials Research 2014, Vol.1025-1026, pp. 1079-1082
RakHyun Kim, SungHo Tae : A Study on the Construction Waste Forecasting Method Considering Material Loss Rate in South Korea, Advanced Materials Research 2014, Vol.905, pp. 187-190
RakHyun Kim, SungHo Tae, Seungjun Roh : A Study on the Deduction of Major Construction Wastes in Construction Phase through Environmental Impact Assessment, Advanced Materials Research 2014, Vol.1025-1026, pp. 1070-1073
지적재산권
재활용 건설재료 제조를 위한 시스템 (특허출원, 제10-2014-0064620)