본 기술은 비정형 기둥 거푸집 안에 각관모듈을 넣고 콘크리트를 타설해 기둥부재를 만들고, 비정형 지붕부재 접합부에는 철근이 달린 내부 플레이트를 묻어 그 노출면에 돌출단이 있는 하부플레이트를 결합한 뒤, 돌출단을 각관모듈에 끼우고 핀으로 고정해 두 부재를 접합하는 비정형 콘크리트 구조물의 접합구조 및 접합방법입니다.
자유곡면 부재를 공장이나 현장에서 만들어 조립하는 부재생산형 비정형 콘크리트 구조물은 형태 표현의 자유도는 높지만, 접합부 하자 같은 PC 부재의 고질적 문제를 그대로 안고 있었습니다. 특히 지붕 하부면이 불규칙하고 기둥의 수직·수평이 일정하지 않아 기둥과 지붕을 맞붙이기 어렵고 구조 거동을 예측하기도 힘들어, 사람이 이용하는 구조물로서 구조안정성을 확보하는 데 한계가 있었습니다.
본 기술은 핀 결합홀이 뚫린 각관 부재 양쪽에 한 쌍의 실린더 부재를 붙이되 그 끝면을 기둥의 비정형 표면에 맞춰 성형해, 탈형 후 실린더를 통해 바깥에서 핀을 꽂아 각관의 핀 결합홀과 돌출단의 핀 삽입홀을 관통시키도록 구성됩니다. 하부플레이트는 내부 플레이트에 용접되고, 접합 후 부재 사이 틈은 코킹으로 채워 마감합니다. 곡면 지붕의 파빌리온과 전시관, 랜드마크형 공공시설, 3D 설계 기반 프리캐스트 비정형 건축물에 적용될 수 있어 불규칙한 곡면끼리도 핀 하나로 회전 거동이 명확한 접합을 만들어 구조 해석과 현장 조립을 단순하게 할 수 있습니다.
본 발명은 국토교통부의 비정형 부재 3D 프린팅 장비 및 생산기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 고소 작업자의 안전대 로프와 연결되는 한 쌍의 집게부 끝에 서로 마주보며 회동하는 반고리형 제1·제2 고리부를 두어 집게처럼 쥐었다 놓는 동작만으로 비계에 걸고 풀 수 있게 하고, 안전작동부가 체결 후 고리가 저절로 열리지 않도록 잠그며 조작부로 이를 해제하는 안전걸이장치입니다.
고소 작업자는 안전대와 안전걸이장치를 반드시 사용해야 하지만, 난간·가드레일·비계가 복잡하게 교차하는 철골 구조여서 걸이장치가 자유롭게 이동하지 못해 작업 효율이 떨어졌습니다. 지지체가 끊기는 지점마다 걸이장치를 손으로 풀었다가 다시 거는 번거로움이 있었고, 그 순간에는 작업자가 아무 데도 연결되지 않아 안전 공백이 생기는 문제가 있었습니다.
본 기술은 제2 핸들바에 회동 결합된 작동몸체의 제1 장공에 제1 핸들바의 가이드핀이 끼워져 탄성체의 힘으로 고리 개방을 막고, 조작부가 돌출편을 누르면 가이드핀이 휘어진 제2 장공으로 넘어가며 고리가 열리도록 구성됩니다. 조작편에 연결된 조작로프가 제2 핸들바를 관통해 작업자에게 이어지므로 손이 닿지 않는 거리에서도 해제할 수 있고, 고리 끝의 체결삽입체와 체결수용체가 두 고리부의 뒤틀림을 막습니다. 건설현장 외부 비계 작업, 플랜트·조선소의 고소 배관 작업, 철골 구조물 조립 작업에 적용될 수 있어 두 개의 걸이장치를 번갈아 옮겨 거는 방식으로 이동 중에도 항상 한쪽이 체결된 상태를 유지해 추락 위험 구간을 없앨 수 있습니다.
본 기술은 화장실 바닥이나 벽면에 시공하는 도기질 타일을 테트라데케인 계열 상변화물질(PCM)에 함침해 제1 코팅층을 만들고, 그 위를 Sol-Gel 코팅, 탄성층, 유연한 금속 열전도체로 차례로 감싼 뒤, 끼움홈과 돌출몸체로 서로 맞물려 조립되는 한 쌍의 타일로 구성한 세라믹 타일 모듈입니다.
겨울철 화장실이나 외부 화장실은 다른 실내 공간보다 온도가 크게 떨어져 수도관이 얼어 터지고, 누수와 단수 문제가 반복되었습니다. 금속판에 세라믹층을 입힌 기존 타일은 질감과 내구성은 좋지만 방열·축열 효과가 떨어졌고, 다층 접착 패널 방식의 내장재도 단열과 방음은 개선했으나 축열을 통한 에너지 절감 성능은 부족한 한계가 있었습니다.
본 기술은 PCM을 함침한 타일을 영하 15도 이하로 냉각해 고정한 뒤 실리카 Sol-Gel 코팅으로 PCM 유출을 막고, 탄성층과 금속 열전도체로 타일 전체를 캡슐화해 열전도성과 내구성을 함께 높입니다. 타일 일측면의 탄성 완충부재가 충격을 흡수하고, 돌출몸체 끝의 삽입부재가 이웃 타일의 끼움홈에 들어가며 마찰부재와 탄성 결합부재가 고정력을 더해 줍니다. 공동주택과 단독주택 욕실, 공원·휴게소의 외부 화장실, 제로에너지 건축물의 습식 공간 마감재에 적용될 수 있어 낮에 샤워 등으로 생긴 열을 저장했다가 기온이 가장 낮은 새벽에 내놓아 별도 난방 없이도 수도관 동파를 예방할 수 있습니다.
본 발명은 산업통상자원부의 마이크로 상변화물질 제조기술 및 이를 이용한 난방에너지 절감용 발열 콘크리트 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 다공성 경량골재의 미세기공에 진공함침법으로 상변이물질을 가득 채우고 겉을 두 겹으로 코팅한 열저장모듈을 일반 골재처럼 배합해 자기충전 콘크리트를 만들고, 그 안에 합성수지 지오그리드나 상변이물질을 채운 탄소강파이프를 두께방향으로 배치한 복합콘크리트물입니다.
경량 콘크리트는 가볍고 단열·방음에 유리하지만 결합제와 골재의 열전도율이 높아 단열 효과를 키우는 데 제약이 있었습니다. 파라핀 왁스 같은 상변이물질을 모르타르에 직접 섞는 선행기술은 압축강도를 떨어뜨리고, 융점에 이르면 상변이물질이 표면으로 녹아 나와 축열 능력을 잃는 문제가 있었으며, 작업자 숙련도에 따라 축열 성능이 들쭉날쭉한 한계도 있었습니다.
본 기술은 밀폐공간을 진공으로 만들어 기공 속 기체와 수분을 뽑아낸 뒤 상변이물질을 넣고 가압 충진하고 냉각해 굳히며, 에폭시와 흑연분말로 된 제1 코팅부가 유출을 막고 실리카흄과 탄소나노튜브로 된 제2 코팅부가 타설 중 골재 손상을 막습니다. 지오그리드와 탄소강파이프는 표면 쪽으로 갈수록 간격을 좁혀 배치하고 파이프는 지그재그로 놓아 보강과 열전달을 함께 담당합니다. 제로에너지 건축물의 바닥·벽체, 축열이 필요한 온실과 저온 저장시설, 기온차가 큰 지역의 프리캐스트 패널에 적용될 수 있어 열저장모듈 배합비만 바꿔 필요한 축열량을 맞추면서 강도 저하나 상변이물질 용출 없이 실내 온도 변동을 완화할 수 있습니다.
본 발명은 국토교통부의 나노 콘크리트 안전성 및 성능평가 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 두 고정판 사이에 여러 스트립을 등간격으로 배치하고 그 사이에 슬릿을 낸 스트립형 강재 댐퍼에서, 각 스트립의 양 끝단을 중앙부보다 넓게 하면서 길이방향으로 폭이 좁아지는 단면감소구간과 넓어지는 단면확대구간을 곡선으로 번갈아 반복 배치한 강재 댐퍼입니다.
스트립형 강재 댐퍼는 수평하중을 받으면 스트립이 휘면서 에너지를 소산하는데, 폭이 일정한 일자형 스트립은 상·하단에 손상이 집중되어 에너지 소산 효율이 낮았습니다. 스트립 양단 폭을 중앙보다 넓힌 변단면 댐퍼가 제안되었지만, 구조물의 연성 확보에 중요한 댐퍼의 변형 가능량을 늘리는 데에는 한계가 있었습니다.
본 기술은 여러 개의 단면감소구간이 힌지처럼 거동해 더 큰 변형을 받아들이고, 단면확대구간이 이를 보상해 전체 단면 손실 없이 기존과 같거나 그 이상의 내력을 유지합니다. 상단 슬릿과 하단 슬릿을 사선으로 잇는 제1 변형저항부와, 앞뒤로 겹친 두 댐퍼의 상·하단 슬릿을 교차해 잇는 탄성 재질의 S자형 제2 변형저항부가 항복 구간의 응력을 분산시킵니다. 철골 브레이스 골조의 제진장치, 기존 건축물 내진 보강, 학교·병원 등 연성 확보가 중요한 공공건물에 적용될 수 있어 대지진 때 댐퍼가 조기 파단되지 않고 큰 층간변위까지 따라가며 지진 에너지를 계속 흡수할 수 있습니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 3차원 건축 형상정보 및 이미지 프로세싱 기술 융합 연구실 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 콘크리트로 된 수처리용 수조의 내벽 표면에 아크 용사로 두꺼운 제1 금속용사층을 형성하고, 그 위에 금속 분말과 테프론계 수지 분말을 섞은 용사재료를 분말 용사해 얇은 제2 금속용사층을 덧입힌 수처리용 수조 구조물 및 그 마감공법입니다.
정수장과 하수처리장에서는 맛·냄새·유기물을 제거하려고 염소보다 살균력이 5~6배 강한 오존 처리를 늘리고 있지만, 수조 내벽에 바르던 일반 도료나 내오존성 도료는 오존의 강한 산화력에 쉽게 부식되고 떨어져 유지관리와 위생에 문제가 있었습니다. 스테인리스 판재를 앵커와 그라우트로 붙이고 이음부를 용접하는 대안은 공사비가 매우 비쌌고, 기존 용사 기술에는 콘크리트와 금속피막의 부착력을 확보하는 방법이 없는 한계가 있었습니다.
본 기술은 내벽 콘크리트를 샌드 블라스트 처리한 뒤 규산계 침투성 표면강화제로 표면을 다지고, 조면형성제로 미세 요철을 만든 다음 금속을 용사해 피막의 기계적 부착력을 높이며, 마지막에 테프론계 수지 봉공 처리제로 표면을 매끄럽게 마감합니다. 용사 금속으로는 스테인리스, 아연, 알루미늄, 아연-알루미늄 합금, 청동 등을 선택할 수 있습니다. 고도 정수처리장의 오존 접촉조, 하수·폐수 처리시설 수조, 교량 등 부식 환경의 콘크리트 구조물에 적용될 수 있어 스테인리스 판재 라이닝보다 훨씬 저렴하고 간편한 시공으로 오존 산화에 견디는 금속 마감면을 얻을 수 있습니다.
본 발명은 환경부의 수처리 시설 콘크리트 구조물의 내구성 향상을 위한 금속용사 라이닝 기술 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 굴삭기의 본체·붐·암·어태치먼트에 관성 센서를 달고, 원격 조종 장치에서 받은 제어 신호로 추정한 예상 자세와 관성 센서로 측정한 실제 자세를 비교해 그 차이가 허용 값을 넘으면 굴삭기 스스로 구동을 멈추는 원격 제어 굴삭기의 제어 장치 및 방법입니다.
굴삭기를 원격으로 조종하면 사람이 들어가기 어려운 위험 현장에서도 작업할 수 있지만, 조종자의 조작부터 신호 전송, 굴삭기 구동, 상태 피드백까지 전 과정에 적지 않은 시간이 걸렸습니다. 이 지연 탓에 예상하지 못한 장애물에 버켓이 걸리는 등 과부하가 생겨도 조종자가 제때 알아채지 못해 굴삭기가 오동작하거나 고장 나는 문제가 있었습니다.
본 기술은 메모리에 저장된 현재 자세에 원격 명령의 자세 변경 값을 더해 예상 자세를 구하고, 과부하 감지부가 실제 자세와의 차이를 감시하다 허용 값을 넘으면 구동부의 구동 신호를 즉시 차단하며, 실제 자세로 현재 자세를 갱신해 다음 명령에 반영합니다. 어태치먼트의 압력 센서로 측정한 반력에 따라 허용 값을 조절하거나 초과 횟수에 따라 허용 값을 늘려 단단한 지반 작업에서의 불필요한 정지를 줄이고, 과부하 발생 신호와 실제 자세를 조종 장치로 보내 줍니다. 재난 현장 잔해 제거, 붕괴 위험 건물 해체, 원전·광산 등 유해 환경의 무인 굴착 작업에 적용될 수 있어 통신 지연이 있어도 장비가 현장에서 직접 이상 부하를 감지하고 멈춰 유압계통과 작업장치의 파손을 막을 수 있습니다.
본 발명은 산업통상자원부의 재난 현장 구조 및 인도적 지원을 위한 차세대 로봇 원천기술 한미 공동연구 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 성토층이나 도로 하부 같은 복합 지반에 서로 마주보는 두 매립 프레임을 이격 지지부로 고정해 묻어 두고, 한쪽 프레임의 트랜스듀서가 압축파와 전단파를 보내면 맞은편 프레임의 트랜스듀서가 이를 받아, 분석 디바이스가 파의 속도로 지반 특성을 분석하는 매립형 모니터링 시스템입니다.
기존 지반조사는 시추공이나 프로브 관입 방식이라 굴착 과정의 교란으로 측정 결과가 불확실했고, 링 타입 프로브는 단단한 점토 지반에서 내부에 흙이 뭉쳐 정확한 측정이 어려웠습니다. 지표 비파괴 탐사는 숙련 인력과 비용이 많이 들었으며, 성토층처럼 자연 압밀과 중장비 하중으로 시간에 따라 상태가 변하는 복합 지반은 측정 시점마다 값이 달라 지속적으로 모니터링하기 어려운 한계가 있었습니다.
본 기술은 여러 전단파 발신 트랜스듀서를 프레임 이격 방향을 축으로 0°, 45°, 90° 각도로 설치해 방향별 전단파 속도로 지반의 이방성까지 파악하고, 발신·수신 트랜스듀서를 같은 간격으로 마주 배치하며 프레임 가장자리에 매립 리브를 두어 신호 경로를 안정화합니다. 프레임 상부면에는 비유전율을 재는 TDR 프로브를, 반대쪽에는 전기비저항 측정 전극과 온도 보정용 센서를 노출 설치해 함수 상태까지 함께 추적할 수 있습니다. 도로·철도 성토 노반, 매립지와 해안 매립 부지, 대형 구조물 기초 하부 지반에 적용될 수 있어 한 번 묻어 두면 시공 후 압밀과 교통하중에 따른 지반 강성·수분 변화를 교란 없이 장기간 연속 기록할 수 있습니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 초융합 건설 포렌식 연구센터 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 차량 하중을 받아 아래로 내려가는 상판부와 코일이 감긴 코일부, 코일부 관통홀을 지나며 하중에 따라 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 코어부, 코어부와 접촉하는 자석부로 구성되어, 코어부가 회전할 때마다 반대 방향으로 자화되면서 코일에 전류를 유도하는 도로용 에너지 하베스팅 장치입니다.
도로를 달리는 차량이 노면에 가하는 힘은 대부분 버려지는 에너지여서 이를 전기로 바꾸는 전자기 유도식 하베스팅 장치가 연구되어 왔으나, 자석을 코일 속에서 왕복시키는 방식은 자석의 이동 변위를 고려해야 하므로 코일 권선 길이를 충분히 늘리기 어려웠고 발전 효율을 끌어올리는 데 한계가 있었습니다.
본 기술은 상판부에서 아래로 뻗은 제1·제2기둥부를 원통형 연결부로 잇고, 이 연결부가 코어부 끝의 링형 결합부에 끼워져 상하 운동을 코어부 회전으로 바꾸며, 연결부 외주면의 돌출부가 코어부의 길이방향 미끄러짐을 막아 줍니다. 자석부는 네 개의 영구자석으로 이루어져 시계 방향 회전 시와 반시계 방향 회전 시 코어부 양 끝에 서로 반대 극이 닿도록 배치되므로, 한 번의 하중 사이클마다 자속이 크게 반전됩니다. 고속도로 요금소와 진입로, 교차로 정지선 부근 노면, 주차장 출입구 과속방지턱에 적용될 수 있어 지나가는 차량의 눌림만으로 도로 조명이나 교통 센서용 전력을 현장에서 자체 생산할 수 있습니다.
본 발명은 산업통상자원부의 스마트 센서의 독립전원을 위한 에너지 하베스팅 소재 및 모듈 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 변기커버 안쪽에 음파나 초음파를 수직으로 쏘는 센서부재를 달아 변기 안 내용물의 크기를 측정하고, 이 데이터를 무선으로 받은 중앙 서버가 알맞은 세척수 배출량을 계산해 돌려보내면 양변기가 수압 조절부를 제어해 그만큼만 물을 내려보내는 양변기 관리 시스템입니다.
가정 물 사용량의 30~40%가 양변기에서 소비되지만, 기존 양변기는 고체·액체 배설물을 가리지 않고 저수조 물을 매번 전부 흘려보내 물 낭비가 컸습니다. 반대로 아파트처럼 세대가 밀집한 곳에서 동시 사용으로 수압이 떨어지면 한 번에 배설물이 씻겨 내려가지 않아 레버를 여러 번 눌러야 했고, 그만큼 물 소비가 오히려 늘어나는 문제가 있었습니다.
본 기술은 공기가 충전된 수조탱크에 압력센서와 공기흡입부재를 두어 내부 압력이 기준값 아래로 떨어지면 외부 공기를 불어넣어 배출 수압을 유지하고, 공급관과 급수관의 솔레노이드밸브를 서버 신호에 맞춰 정해진 시간만 열어 배출량을 조절합니다. 중앙 서버의 신경망 처리장치가 여러 양변기에서 모인 내용물 크기를 딥러닝으로 학습해 배출량을 데이터베이스화하며, 소변 스위치를 누르면 센서 전원을 끄고 수위감지센서로 물 보충도 자동화합니다. 공동주택 욕실, 고속도로 휴게소와 공공 화장실, 대형 상업시설의 위생설비에 적용될 수 있어 내용물에 맞춰 물을 필요한 만큼만 쓰면서도 수압 부족으로 인한 막힘과 반복 세척을 줄일 수 있습니다.
본 기술은 문에 설치되어 숫자입력부를 갖는 몸체와 수용홈이 형성된 손잡이를 두고, 수용홈에 호신장치를 넣어 두었다가 숫자입력부에 특정 값이 입력되면 이탈유닛이 작동해 호신장치를 수용홈 밖으로 내보내는 디지털 도어락입니다.
혼자 사는 사람이 문을 여는 순간을 노린 주거침입 범죄가 늘고 있지만, 휴대용 호신용품은 늘 지니고 다니기 어려워 정작 필요한 순간에 쓸 수 없는 경우가 많았습니다. 비상 해제 번호를 누르면 외부에 위급신호를 보내는 기존 도어락도 실제 조치가 이루어지기까지 시간이 걸리기 때문에, 그 사이 범죄자의 우발적 폭력이나 위협에 의한 신체 상해를 막지 못하는 한계가 있었습니다.
본 기술은 수용홈의 압축스프링과 호신장치 사이에 걸림부재를 끼우고, 손잡이에 회전 결합된 걸이부재의 턱부가 걸림턱을 붙잡고 있다가 액추에이터가 걸이부재를 돌리면 스프링 복원력으로 호신장치가 밀려나오도록 구성됩니다. 호신장치에 붙은 자석이 걸림부재와 인력을 이뤄 평소에는 흔들림 없이 고정되며, 같은 입력값으로 스피커가 경고음을 내보내 주변에 위험을 알립니다. 1인 가구 원룸과 오피스텔, 여성 안심 주택, 공동주택 현관 보안 설비에 적용될 수 있어 위협받는 상황에서 범죄자 몰래 비상번호만 눌러도 손에 바로 호신장치를 쥘 수 있고 동시에 경고음으로 침입을 저지할 수 있습니다.
본 기술은 콘크리트계 재료를 보강하는 강섬유를 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 동일한 곡률과 곡률 반지름을 갖는 곡선형으로 만들고, 그 내부에 양 끝단을 잇는 관통형 내부 공간을 형성한 곡선형 강섬유입니다.
초고강도 시멘트 기반 복합체는 강섬유로 인장 성능을 높일 수 있지만, 일반 강도 콘크리트용으로 쓰던 일자형 강섬유를 적용하면 섬유가 끊어지거나 콘크리트를 깨고 빠져나와 보강 효과를 제대로 내지 못하는 한계가 있었습니다. 끝단이 꺾이는 등 국부적으로 변형된 강섬유 역시 꺾인 부분에 응력이 집중되어 섬유가 파단되거나 주변 콘크리트가 손상되는 문제가 있었습니다.
본 기술은 곡률을 0.02~0.10mm-1, 곡률 반지름을 10~50mm로 일정하게 유지해 인장하중이 걸릴 때 국부 응력이 생기지 않도록 하고, 외주면에 내부 공간과 통하는 관통홀을 뚫어 시멘트 매트릭스와의 부착을 높일 수 있습니다. 여러 강섬유를 녹는점 60~80℃의 밀납이나 파라핀 왁스 연결부재로 직렬 연결해 스프링 형상의 모듈로 만들 수도 있습니다. 초고성능 섬유보강 콘크리트(UHPFRC) 부재, 내충격·방폭 구조물, 고강도 프리캐스트 보와 슬래브에 적용될 수 있어 섬유 파단이나 뽑힘 없이 복합체의 인장 변형 능력과 에너지 흡수량을 끌어올릴 수 있습니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 초고강도·초고인성 시멘트 복합체 및 변형률 속도 효과를 고려한 미세역학기반 해석 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 서로 직각으로 만나는 두 프리캐스트 콘크리트 커튼월이 이루는 건물 모서리에 충돌 방지 부재를 두고, 이 부재와 각 커튼월을 강재봉으로 연결해 커튼월의 면외방향 움직임은 허용하되 면내방향 움직임은 제한하는 건물 모서리 접합 구조체입니다.
기존에는 건물 모서리에서 직각으로 만나는 커튼월을 별도 장치 없이 간격만 띄워 설치했기 때문에, 지진이 나면 지진동에 수직인 커튼월은 면외방향으로, 평행한 커튼월은 면내방향으로 따로 움직이며 서로 부딪혀 파손되거나 낙하해 인명사고로 이어질 위험이 있었습니다. 이를 피하려고 커튼월 간격을 최대 허용 층간변위만큼 넓히면 미관이 나빠지고 방수와 단열에도 문제가 생기는 한계가 있었습니다.
본 기술은 강재봉을 축 강성에 비해 휨 강성이 작게 만들어, 외력이 가해지면 강재봉이 휘면서 커튼월이 면외방향으로만 움직이고 길이방향 변위는 억제되도록 구성됩니다. 충돌 방지 부재 반대편에도 제2 강재봉이나 접합부를 두어 다른 커튼월의 면내변위를 함께 제한할 수 있고, 커튼월은 기존과 같이 타이백 커넥션으로 구조체에 연결됩니다. 프리캐스트 콘크리트 외벽을 쓰는 고층 업무시설, 내진 설계가 요구되는 공동주택, 공장 조립식 외장 패널 건물에 적용될 수 있어 모서리 이음 간격을 좁게 유지해 외관과 방수·단열 성능을 지키면서도 지진 시 패널끼리 부딪혀 떨어지는 사고를 줄일 수 있습니다.
본 기술은 단면이 사각형인 금속관 내부에 상변화물질(PCM)을 함침한 잔골재로 만든 PCM콘크리트를 채우고, 금속관 안쪽 길이방향으로 복수의 전단판을 돌출시키며 금속관을 관통하는 철근강재를 배치한 콘크리트 충전 강관(CFT)입니다. 잔골재는 진공함침 후 졸겔 공법으로 실리카 코팅층을 입혀 PCM이 밖으로 새어 나오지 않도록 제작됩니다.
PCM을 사용한 건설자재는 축열·방열 성능이 뛰어나 냉난방 에너지를 줄일 수 있지만, PCM을 시멘트에 단순히 섞으면 상변화에 따른 부피 변화로 콘크리트가 팽창과 수축을 반복해 안정성이 떨어지는 문제가 있었습니다. 경량골재에 PCM을 채우고 이중 코팅하는 선행기술은 형상을 일정하게 만들기 어렵고 구조가 복잡했으며, 덩치가 큰 콘크리트 부재 내부까지 열이 잘 전달되지 않아 온도 변화에 즉각 대응하지 못하는 한계가 있었습니다.
본 기술은 잔골재를 105도에서 24시간 건조한 뒤 진공함침기로 4시간 PCM을 함침하고, 에틸실리케이트·에탄올·증류수·염산·암모니아수를 정해진 몰비와 온도로 혼합한 졸겔 용액으로 코팅해 PCM 유출을 막습니다. 수직부와 사선부로 이루어진 전단판이 모서리 쪽에 치우쳐 금속관 중앙을 향하도록 배치되어 전단강도를 높이고, 양단에 표면돌출부가 있는 지지부재를 단 철근강재가 콘크리트 심부와 외기 사이의 열교환을 촉진하며, 폐콘크리트 미분말을 시멘트 원료로 쓸 수 있습니다. 고층 건축물의 CFT 기둥, 에너지 절감형 공동주택 골조, 저탄소 친환경 건축 구조물에 적용될 수 있어 구조 부재 자체가 실내 온도 변동을 흡수하는 축열체 역할을 하면서도 PCM 부피 변화로 인한 균열 없이 휨강도를 확보할 수 있습니다.
본 발명은 산업통상자원부의 비탄산염 원료 활용 석회석 5wt.% 이상 대체 저열시멘트 제조 및 활용기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 양 끝에 고정판을 단 중공형 실린더 안에서 두 샤프트 끝의 제1·제2 이동판이 미끄러지고, 이동판 사이에는 우레탄블록을, 각 이동판과 고정판 사이에는 코일스프링을 끼워 외력을 탄성변형으로 흡수하는 자동복원 스프링댐퍼입니다. 코일스프링 둘레에는 초탄성 형상기억강봉이 함께 걸려 스프링과 같이 또는 따로 늘어나며 외력을 줄입니다.
지진·태풍 대비 제진 댐퍼로 쓰이던 마찰플레이트·형상기억강봉 결합형 댐퍼는 일단 만들어지면 전체를 분해하지 않고서는 복원력을 조절하기 어려웠습니다. 진동 에너지를 마찰열로 소산하는 방식을 일부 쓰는 탓에 완전한 원상복원이 어려웠고, 외력으로 일부 부품이 변형되었을 때 간단한 보수나 보강으로 관리하기도 곤란한 문제가 있었습니다.
본 기술은 형상기억강봉 여러 개를 코일스프링 둘레에 간격을 두고 탈착식으로 달되 양쪽 강봉이 서로 대칭으로 마주 보게 배치하고, 강봉 한쪽 끝은 고정판에, 다른 끝은 이동판의 슬리브를 지나 걸림 고정하도록 구성됩니다. 스프링이 압축될 때 강봉은 슬리브 안에서 미끄러져 휘지 않으며, 코일스프링도 초탄성 형상기억합금으로 만들 수 있습니다. 철골 건물 층간 제진 장치, 교량 받침부 충격 완화, 플랜트 설비 기초의 진동 차단에 적용될 수 있어 우레탄과 스프링이 일직선으로 연동해 큰 저항 없이 원래 길이로 돌아오고, 강봉 개수만 바꿔 분해 없이 감쇠력을 다시 맞출 수 있습니다.
본 발명은 교육부의 마찰형 자동복원 댐퍼가 적용된 프레임 구조물의 내진성능 검증 및 평가 지원을 통해 개발되었습니다.
