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목차

제1장 서론 9

1.1. 배경 및 필요성 9

1.2. 사업목표 및 내용 11

제2장 하이퍼튜브용 저자성(低磁性) 초고밀도 콘크리트 재료 개발 15

2.1. 초고밀도 슈퍼콘크리트 기술 15

2.1.1. 하이퍼튜브용 초고밀도 슈퍼콘크리트의 투기 특성 15

2.1.2. 하이퍼튜브용 초고밀도 슈퍼콘크리트 배합 특성 평가 18

2.2. 저자성 슈퍼콘크리트 기술 19

2.2.1. 개요 19

2.2.2. 저자성 슈퍼콘크리트의 합성섬유 혼입비율 적정성 검토 21

2.3. 소결 24

제3장 슈퍼콘크리트 제조원가 절감 기술 개발 25

3.1. 슈퍼콘크리트 원자재 고려 제조원가 분석 25

3.1.1. 개요 25

3.1.2. 굵은골재 사용 슈퍼콘크리트의 제조원가 분석 26

3.1.3. 강섬유 사용 슈퍼콘크리트의 제조원가 분석 27

3.2. 슈퍼콘크리트 경제성 향상을 위한 소재 발굴 28

3.2.1. 개요 28

3.2.2. 페로니켈 슬래그(Ferro Nickel Slag) 29

3.3. 슈퍼콘크리트 경제성 향상을 위한 대체재 성능 평가 30

3.3.1. 개요 30

3.3.2. 슈퍼콘크리트 FNS 대체에 따른 성능 평가 30

3.4. 소결 34

제4장 슈퍼콘크리트 현장적용 기술 개발 35

4.1. 슈퍼콘크리트 적용 구조물 단면설계 및 공사비 분석 35

4.1.1. 슈퍼콘크리트 적용 모듈러 축사 시스템의 단면 최적화 35

4.1.2. 슈퍼콘크리트 적용 모듈러 축사의 공사비 분석 42

4.2. 슈퍼콘크리트 적용 국방 시설물 분석 45

4.2.1. 개요 45

4.2.2. 슈퍼콘크리트 적용 방호 성능 분석 46

4.2.3. 슈퍼콘크리트 적용 방호 성능 기준 분석 50

4.3. 소결 51

제5장 차년도 연구개발 계획 53

5.1. 차년도 목표 및 내용 53

5.1.1. WBS별 연구목표 및 내용 53

5.1.2. 차년도 성과지표 및 목표치 54

5.2. 차년도 연구개발 계획 55

5.2.1. 하이퍼튜브용 저자성 초고밀도 콘크리트 재료 개발 55

5.2.2. 슈퍼콘크리트 제조원가 절감 기술 개발 56

5.2.3. 슈퍼콘크리트 현장적용 기술 개발 57

제6장 결론 59

6.1. 결론 59

6.2. 기대효과 61

6.2.1. 연구개발성과의 활용방안 61

6.2.2. 연구개발성과의 기대효과 61

참고문헌 63

부록 65

1. SC 모듈러 축사 도면 66

2. SC 모듈러 축사 공사비 75

서지자료 77

판권기 78

표목차

표 2.1. 투기계수 측정 시편 제작 변수 16

표 2.2. 콘크리트 강도 및 두께 별 진공도 유지 시간 17

표 2.3. 투기성 평가를 위한 콘크리트 배합 특성 변수 18

표 2.4. N52 네오디뮴 자석(Φ120mm) 장력 측정 결과 평균값 23

표 3.1. 2019년 기준 콘크리트 강도분류별 제조원가 분석 25

표 3.2. 슈퍼콘크리트 원자재 단가 증감률 26

표 3.3. 원자재 상승 원가를 고려한 굵은골재 사용 슈퍼콘크리트 제조원가 27

표 3.4. 경제성 향상을 위한 굵은골재 사용 슈퍼콘크리트 제조원가 분석 27

표 3.5. 원자재 상승 원가를 고려한 강섬유 사용 슈퍼콘크리트 제조원가 28

표 3.6. 경제성 향상을 위한 강섬유 사용 슈퍼콘크리트 제조원가 분석 28

표 3.7. 페로니켈 슬래그 사용 시멘트 및 콘크리트 성능 비교 30

표 3.8. FNS 100% 대체에 따른 시공성능 비교 31

표 3.9. FNS 100% 대체에 따른 압축강도 비교 31

표 4.1. 하중 및 하중조합 36

표 4.2. 바닥판 단면력 37

표 4.3. 바닥판 상세 검토 단면력 37

표 4.4. 전체계 바닥판 단면검토 결과 40

표 4.5. 벽체 연결부 구조 검토 결과 41

표 4.6. 축사별 주요 물량 44

표 4.7. 축사별 공사비 비교 44

표 4.8. 구조물의 방호 성능 46

표 4.9. 방폭 시뮬레이션 결과 47

표 4.10. 공사비 분석 결과 48

표 5.1. 차년도 연구개발목표 및 주요내용 53

표 5.2. WBS별 차년도 성과목표 및 목표치 54

그림목차

그림 1.1. 슈퍼콘크리트의 다양한 적용 분야 10

그림 1.2. 연도별 교량 개소 증가 현황 11

그림 1.3. 슈퍼콘크리트 현장적용 관련 연구내용의 개념도 13

그림 2.1. 투기계수 측정 토렌트(Torrent) 실험 장비 16

그림 2.2. 콘크리트 압축강도와 투기계수 상관관계 16

그림 2.3. 콘크리트 강도 및 두께 별 진공압 변화 측정 결과 17

그림 2.4. 콘크리트 종류별 기밀성능 시험결과 18

그림 2.5. 콘크리트 종류별 수축 시험결과 19

그림 2.6. 하이퍼튜브 시스템 개념도 20

그림 2.7. 하이퍼튜브 시스템 단면도 20

그림 2.8. 강섬유 대체 합성섬유 후보군 21

그림 2.9. Pull-off 장비를 사용한 자기장력 측정 22

그림 2.10. N52 네오디뮴 자석(Φ120mm) 장력 측정 결과 22

그림 2.11. 압축강도 시험 결과 23

그림 2.12. 직접인장강도 시험 결과 24

그림 3.1. 페로니켈 슬래그 제조공정 29

그림 3.2. FNS 100% 대체에 따른 압축강도 시험결과 32

그림 3.3. FNS 100% 대체 품질관리 확보를 위한 배합강도 시험결과 33

그림 3.4. SGS 공인시험성적서 33

그림 4.1. 모듈러 축사 시스템 입면도 35

그림 4.2. 최종 바닥판 단면 형상 및 제원 36

그림 4.3. 최종 바닥판 상세 검토 위치 37

그림 4.4. 바닥판 모델링 및 하중재하 38

그림 4.5. 바닥판 단부 강연선 39

그림 4.6. 바닥판 연결부의 강연선 상세 40

그림 4.7. 바닥판과 벽체 연결 상세 40

그림 4.8. 벽체 연결부 상세 41

그림 4.9. 전체계 전단력 검토 결과 41

그림 4.10. 표준 축사의 정면도 42

그림 4.11. 표준 축사의 측면도 43

그림 4.12. SC 모듈러 축사 정면도 43

그림 4.13. SC 모듈러 축사 측면도 43

그림 4.14. 일반콘크리트 적용 국방 시설물의 한계 45

그림 4.15. 슈퍼콘크리트 적용 가능 국방 시설물 46

그림 4.16. 방폭 시뮬레이션 결과 47

그림 4.17. 콘크리트 종류에 따른 탄소배출량 비교 49

그림 4.18. 슈퍼콘크리트의 내화성능 실험 49

그림 4.19. 슈퍼콘크리트 적용 국방 방호 시설의 설계 현황과 개선방향 50

그림 5.1. 강섬유 대체 효과 분석용 폴리계 섬유 55

그림 5.2. 혼화제에 따른 수축거동 56

그림 5.3. 강섬유 대체제 57

그림 5.4. 국방 시설물의 모듈러 설계 모델 57

그림 5.5. 슈퍼콘크리트 보수공법 및 뿜칠공법 58

그림 5.6. 슈퍼콘크리트 현장적용 적용성 분석 후보 58

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