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자철광 골재를 활용한 고열전도 PCM 발열 콘크리트 및 이의 제조방법

요약
전 세계적으로 기후변화로 인한 문제가 대두되면서, 건축물과 도로의 에너지를 효율적으로 관리하는 것이 중요해졌습니다. 특히 겨울철 도로에서 발생하는 블랙 아이스로 인한 사고를 예방하기 위해 발열 콘크리트가 필요합니다. 이 기술은 자철광 골재와 마이크로캡슐 PCM의 결합을 통해 일반 콘크리트보다 높은 열전도성을 제공하며, 자기-다짐 기능으로 설치 과정의 효율성을 높입니다. 이를 통해 블랙 아이스 문제를 효과적으로 해결하고, 도로 및 건축물의 에너지 효율성을 높이는 데 기여할 수 있습니다.

기본 정보

특허명: 자철광 골재를 활용한 고열전도 PCM 발열 콘크리트 및 이의 제조방법
발명자: 허종완 교수
출원번호: 10-2021-0149489
등록번호: 10-2616054

상세 정보

발명의 배경과 필요성

기술의 배경과 문제점

전 세계적으로 기후변화와 온난화로 인한 문제들이 대두되고 있으며, 이를 해결하기 위해 에너지 효율을 극대화하고 탄소 배출을 줄이는 노력이 필요함.
특히, 건축물의 에너지 소비를 줄이기 위한 제로에너지건축이 추진되고 있으며, 겨울철 도로 노면의 블랙 아이스로 인한 사고 예방을 위한 방법이 요구되고 있음.
기존의 발열 콘크리트는 열전도도가 낮아 PCM(상변화물질)의 효율적인 열 저장 및 방출 성능을 저하시킴.

기술의 필요성

도로포장의 블랙 아이스 문제 해결을 위해 일반 콘크리트보다 높은 열전도성을 갖춘 발열 콘크리트가 필요함.
자철광 골재를 이용하여 열전도도를 높이고, 마이크로캡슐화된 PCM을 사용하여 콘크리트의 축열 및 발열 성능을 향상시킬 수 있음.
기존의 물리적 다짐 과정을 생략하여 마이크로캡슐 손상을 줄임으로써 발열 효율을 극대화할 수 있음.

구현방법

기술의 원리

자철광 골재를 활용하여 콘크리트의 열전도성을 높이고, 타설 과정에서의 자기-다짐(self-compacting) 기능을 갖춤.
마이크로캡슐화된 PCM을 혼합하여 상변화 시 열에너지를 축적하고, 외부로 손실 없이 방출할 수 있도록 함.

구체적인 구현 방법

PCM을 마이크로캡슐로 코팅하여 손상을 방지하고, 자철광 골재를 첨가하여 고열전도성을 가진 발열 콘크리트를 제조함.
자철광 골재의 자중을 이용한 자기-다짐 효과로 물리적 다짐 과정 없이 발열 콘크리트의 성능을 유지할 수 있음.

기술의 장점

자철광 골재 사용으로 높은 열전도성을 가지며, PCM의 축열 및 발열 효율을 최대화할 수 있음.
노면 동결 방지를 위한 블랙 아이스 문제 해결뿐만 아니라, 에너지 효율을 높여 경제성을 확보할 수 있음.

발명의 활용 방안

활용 방안

자철광을 활용한 발열 콘크리트는 건축물 및 도로포장 등 다양한 분야에 적용 가능함.
특히, 블랙 아이스가 발생하기 쉬운 도로나 터널 등에 적용하여 안전성을 높일 수 있으며, 유지보수 비용을 절감할 수 있음.

기대효과

발열 콘크리트는 블랙 아이스 제거 및 동결 방지에 탁월하여, 인적 및 장비 투입 없이 안정성을 유지할 수 있음.
고열전도성을 통해 건축물의 에너지 효율을 증가시키고, 장기적으로 비용 절감 효과를 기대할 수 있음.

시장 동향

발열 콘크리트 시장 동향

제로에너지건축 응용 분야

블랙 아이스 문제 해결

대표도면

기술이전 담당자 연락처

담당자명: 이미정 계장
부서: 기술사업화팀
전화번호: 032-835-9766
이메일: mijung@inu.ac.kr
인천대학교 산학협력단
(21999) 인천광역시 연수구 갯벌로 27(송도동) INU이노베이션센터 202호
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