‘슈퍼콘크리트’ 2단계 연구사업 반드시 진행돼야…

김병석 한국건설기술연구원 박사

‘슈퍼콘크리트’ 2단계 연구사업 반드시 진행돼야…

슈퍼콘크리트에 대해 설명해 본다면.

‘슈퍼콘크리트(SUPER Concrete)’는 압축강도 80~180 MPa급의 현장타설 및 공장 제작이 가능한 저비용·장수명·고품질 성능 맞춤형 콘크리트로, SUPER Concrete를 활용한 저비용·장수명·고품질 구조물인 ‘SUPER Structure’와 함께 연구개발하고 있는 콘크리트다. 

전 세계 구조물의 90% 정도가 콘크리트를 사용해 건설되고 있으므로 수요가 많은 이 영역에서 세계를 선도할 수 있고 경쟁력 있는 새로운 콘크리트라 할 수 있다.

슈퍼 콘크리트의 주요 연구내용 및 성과는.

본 연구단은 총 세 개의 연구 분야로 구성돼 있다. 

‘80~180 MPa급 맞춤형 SUPER Concrete 제조기술 및 재료 모델·지침 개발, ‘SUPER Concrete 구조 성능 검증 및 설계지침 개발’, ‘SUPER Concrete 활용 저비용·장수명·고품질 구조물 개발’을 연구하고 있으며, 적용 구조물은 교량의 상부구조, 풍력 타워, 부유식 구조물, 건축 구조요소 등이다. 

연구 목표는 ▷압축강도 80~180 MPa급의 저비용 (제조비용 20~50% 절감), 장수명(내구수명 100% 증진), 고품질 성능 맞춤형(현장 타설 및 공장제작 가능) SUPER Concrete 개발 ▷SUPER Concrete 구조 성능의 실험적 검증 및 이를 바탕으로 실증적이고 물량 절감이 가능한 SUPER Concrete 구조설계지침 개발 ▷SUPER Concrete 활용 구조(SUPER Structure) 기술 개발을 통한 콘크리트 구조물 중량 30% 저감, 건설·유지관리 비용 10~20% 절감 및 내구수명 50~100% 증진이다. 

연구 성과로는 미국과 미얀마의 테스트베드 교량 건설(2015.10. 완공), 춘천 레고랜드 진입교량 사장교 구간(2017 완공 예정, 세계 최초 180MPa 급 초고강도 콘크리트 도로 사장교) 등이 있다.

슈퍼콘크리트 연구 사업단 소개 및 관련 참여기업은.

SUPER Structure 2020 연구단은 ‘첨단 재료 기술과 핵심 설계·제작 기술의 융·복합을 통한 세계 최고 수준의 콘크리트 구조물 건설기술 개발’과 ‘건설·유지관리 비용 20% 절감 및 관련분야 해외 건설 시장 20% 점유 가능 기술 개발’을 목표로, 주관연구기관인 한국건설기술연구원과 협동연구기관인 한국콘크리트학회를 비롯해 20개 대학교와 27개 기업들이 참여해 연구를 수행하고 있다.

슈퍼콘크리트의 내구수명을 증가시키고 제조비용도 절감했다고 하는데 어느 정도인가?

일반 콘크리트의 내구수명은 30~50년이지만, 슈퍼 콘크리트의 내구수명은 100년에서 200년 이상이다. 슈퍼 콘크리트의 내구수명은 실내시험뿐만 아니라 실제 해양환경에서 3년 이상 시험을 수행한 결과를 토대로 예측한 결과다. 

슈퍼 콘크리트의 제조비용은 상대적으로 강도와 품질이 낮은 일반 콘크리트보다 비싸지만, 동등 성능을 가진 해외의 유사 콘크리트의 비해서는 20~80% 정도 저렴하다. 

예를 들어 압축강도 180MPa급 슈퍼 콘크리트는 해외에서 1㎥당 390만원이지만, 슈퍼 콘크리트는 82만원으로 80% 정도 저감시키게 됐다.

슈퍼콘크리트의 원재료에 대해 설명해 본다면.

슈퍼 콘크리트의 배합시 기본적인 개념은 가격이 저렴하면서 어디서나 구할 수 있는 재료를 사용하여 성능을 극대화시켜 비싼 재료를 적게 사용하는 것이다. 고가의 화학혼화제·섬유 등을 국산화시켰으며 사용량이 적더라도 성능이 발휘되는 배합기법을 개발했다. 

이런 배합기법을 통해 해외공사에서는 시멘트·골재 등 슈퍼 콘크리트를 제조하는 데 70% 이상 차지하는 주재료들은 현지 재료를 사용하고, 꼭 필요한 재료만 국내에서 공급함으로써 해외에서도 충분한 경쟁력을 가지게 됐다.

슈퍼콘크리트의 기술개발로 인한 향후 기대 효과는.

품질이 우수하면서도 기존 기술보다 공사비를 증가시키지 않고 구조물 유형에 따라서는 오히려 더 경제적으로 건설할 수 있으므로 국내에서의 SOC 시설물 국가예산 절감은 물론이고 특히 해외 건설시장 수주를 견인하는 신성장 동력이 될 것으로 기대한다. 

그리고 2015년도의 파리 기후협약 이후 탄소저감이 매우 중요해졌는데, 기존 기술보다 콘크리트 사용 물량을 30% 내외 절감할 수 있으므로 매우 경쟁력 있는 기술이라고 생각한다.

특별히 하고 싶은 말 있으면.

‘달리는 말에 채찍질 하라’는 말이 있다. 

이 분야에서 세계 선도에 서기 시작했고 시장 수요가 충분히 있다. 그러나 R&D를 통해 지속적으로 추가 개발을 하지 않으면 비교 우위를 확보하기 어렵다. 

R&D 영역에서 중복 연구는 지양해야 하지만, 일부 경쟁력 있는 기술에 대해서는 5년·10년이 아니라, 20년·30년, 또는 그 이상 지속적으로 투자해 나가야 한다고 생각한다. 

‘SUPER Structure 2020’은 2018년에 연구가 종료될 계획인데, 2단계 연구 사업이 반드시 추진돼야 한다. 

출발 당시에 한정된 예산이었으므로 맞춤형으로 일부 슈퍼콘크리트만 상품화시켜왔는데 진정한 세계선도 기술로 자리매김하려면 ‘80~180MPa급 콘크리트의 범용 재료·구조기술 및 설계기준 개발’을 추진하고 ‘200~300MPa급 초고성능 콘크리트 및 구조물 기술 개발’을 추진해야 한다. 

이를 위해 국토부·미래부 등 정부 관련 부처의 지속적인 관심과 추가 재정 지원이 꼭 이루어지기를 소망한다.

김덕수 기자  한국건설신문 

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