본 연구는 도시의 CO2·미세먼지 저감을 위해 CNF-Biochar 복합신소재를 접목한 NT/BT 융복합형 식생콘크리트 개발기술을 연구함. 연구목표는 CNF-Biochar 복합체 소재 분석 및 표층기반 융복합기술 도출, 나노-바이오 복합기작 활용 CO2·미세먼지 흡착·제거 기능성 여재 개발, 요구성능 맞춤형 식생 콘크리트 개발을 통해 오염물질 단순 흡착·물리적 여과 한계를 넘어섬. 연구내용은 CNF 적용조건·분산기법, biochar 원료·가공형태, 이끼 수종 선정 및 활착성 모니터링, SEM/EDS/FT-IR, BET, XRD, TG/DTA 기반 성능평가, 최적배합 및 최종 흡착·제거성능 평가를 포함함. 기대효과는 친환경 신소재로 도시 대기환경 제어 패러다임 전환, 그린인프라 적용분야 확대, 옥상·외벽 녹화 등에서 직접 미세먼지 저감 성능 확보로 사회적 부가가치 향상임.

본 연구는 도시 그린인프라의 식생콘크리트를 이용해 CO2·미세먼지를 줄이고 오염물질 저감 기능을 높이는 기술 개발임. 이끼류 식재가 가능한 콘크리트에 CNF-Biochar 복합신소재를 접목해 공기 정화형 친환경 건설재료를 구현하는 연구임. 연구 목표는 CNF-Biochar 복합신소재의 소재 분석과 표층기반 융복합기술 도출을 통해 단순 흡착·물리적 여과 한계를 넘어 CO2 및 미세먼지 흡착·제거 성능 향상과 구조적 안정성 확보임. 연구내용은 CNF의 물리적 여과와 water-pool 기반 수분 보유, Biochar의 탄소고정화·중금속 흡착·pH 조절(CEC) 기능, 분산·표면개질·혼입률에 따른 메커니즘 및 식생부 활착성 평가, 나노-바이오 복합기작을 적용한 2차 여과 여재 개발, 바인더 선정과 최적 설계로 식생콘크리트 시공기술 확보, 최종 CO2·미세먼지·중금속 저감 성능 검증임. 기대효과는 도시 대기환경 개선과 녹색경관 가치 향상, 건설재료 후속 연구 신분야 개척, 친환경 신소재 및 폐자원 활용 기반의 제로인프라 기술 확립임.

본 과제는 결빙현상이 발생하는 도로 구간에 설치하는 결빙방지 프리캐스트 패널을 개발해 도로 융설을 돕고, 보수보강으로 피해를 줄이는 기술임. 연구 목표는 열효율과 내구성이 우수한 탄소섬유 발열체와 강도 및 내구성이 우수한 초고강도 콘크리트를 결합한 도로융설용 프리캐스트 패널을 구축하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 탄소 면상발열체- 도로융설용 섬유보강 초고강도 콘크리트 배합, 탄소섬유 광폭화 설계 및 프리캐스트패널內 광폭필름 적용 시제품 제작, 탄소섬유발열 특성 및 실증데이터 확보, 프리캐스트 인터커넥션 구현 및 패널 성능평가, 결빙방지 프리캐스트 패널 시공법 개발임. 기대 효과는 신속시공과 주변영향 최소화로 결빙피해를 방지하고, 보수보강과 결빙방지 시스템 확산으로 도로결빙방지 분야 기술 수준 향상에 기여하는 데 있음.

1. 1차년도 1) 최종목표 : 감마선 조사기술 활용 개질 플라스틱 골재 제조 기술 개발 2) 연구내용 및 범위 : ■ 주관연구기관(금오공과대학교 산학협력단) 문헌조사 및 메커니즘 정립 감마선 조사 플라스틱 골재 관련 선행연구 사례조사 감마선 조사 플라스틱 골재와 시멘트 페이스트 사이 계면의 화학적, 광학적, 전기적 및 열적 특성 개선과 가교결합 등에 관한 메커니즘 정립 플라스틱 골재 성능 개선을 위한 감마선 영향에 따른 최적 표면개질 기법 도출 감마선 영향(흡수선량 및 처리시간)에 따른 골재 물리·화학적 특성 평가 - 플라스틱 골재의 표면 구조 및 형상 분석 [표면조도 측정, SEM] - 플라스틱 골재의 단위용적 중량 및 흡수율 평가 [결정화도 특성 분석(XRD)] - 플라스틱 골재의 화학적 특성 평가 (FT-IR/ATR), 내열특성 변화 분석(TG/DTA) ■ 공동연구기관(한국건설생활환경시험연구원) 플라스틱 골재 성능 개선을 위한 최적 골재 조건 도출 플라스틱 종류(PE, PVC, PET, PC 등) 및 가공형상(Pellet형, 비정형 등)에 따른 골재 기초물성 평가 - 단위용적 중량 및 흡수율 평가 - 건설재료용 최적 플라스틱 종류 및 골재 형상 선정 2. 2차년도 1) 최종목표 : 개질 플라스틱 골재 활용 고강도 경량 시멘트 복합체 제조 기술 개발 2) 연구내용 및 범위 ■ 주관연구기관(금오공과대학교 산학협력단) 시멘트 복합체 경량화를 위한 개질 플라스틱 골재 최적 치환율 도출 플라스틱 골재 치환율에 따른 경량화 특성 분석(단위용적 중량 2.3t/㎥ → 1.7t/㎥) 바인더 구성재료 및 물-바인더비에 따른 강도 대비 단위용적 중량 관계 분석 개질 플라스틱 골재 활용 시멘트 복합체 제조 시 품질확보 기술 도출 품질확보를 위해 혼화제 활용 시멘트 복합체 제조 시 경량 골재 재료분리 방지 기술 도출 - 플라스틱 골재 입도 및 치환율에 따른 시멘트 복합체 플로우 실험을 통해 골재 재료분리 저항성 분석 - 재료분리 저항성 최소화 골재 조건 도출 개질 플라스틱 골재 활용 압축강도 40MPa급 경량 시멘트 복합체 개발 개질 플라스틱 골재 활용 시멘트 복합체 제조를 위한 최적 배합비 도출 감마선 영향에 따른 시멘트 복합체의 기계적 성능평가 - 압축강도 및 휨강도 평가 ■ 공동연구기관(한국건설생활환경시험연구원) 개질 플라스틱 골재 활용 압축강도 40MPa급 경량 시멘트 복합체 개발 감마선 영향에 따른 시멘트 복합체의 기계적 성능평가 - 압축강도 및 휨강도 평가 개질 플라스틱 골재 활용 시멘트 복합체의 내화성능 확보 기술 도출 플라스틱 골재 시멘트 복합체의 내화성능 평가(냉간 내화실험: 압축강도 및 휨강도, 미세구조 변화 SEM 분석) - 600℃ 가열 후 기존 플라스틱 골재 활용 시멘트 복합체 대비 강도 저감률 20% 개선