건설연, 추운 겨울 대비해 고성능 콘크리트 시공 기술 개발

[사진=한국건설기술연구원]

한국건설기술연구원은 남북한인프라특별위원회 연구팀이 혹한 기후에 대응하기 위한 고성능 콘크리트 시공 기술과 인공지능(AI) 동절기 시공관리 시스템을 개발했다고 17일 밝혔다.

동절기에 타설된 콘크리트는 기온 조건상 재료 불량, 양생 기간 부족 등으로 적정 강도를 확보하지 못하는 품질 문제가 발생하기 쉽다.

이에 연구팀은 동절기에 고성능 콘크리트의 초기 강도를 향상하기 위해 구성 재료 선정, 역학적 성능 검증 등을 통해 최적의 배합을 도출했다.

그 결과 국내 최초로 초기 응결 시간을 기존 대비 16% 단축했으며, 강도 역시 콘크리트 타설 후 1일 만에 거푸집 탈형 강도인 14메가파스칼(㎫)을 넘는 19.6㎫을 확보했다.

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연구팀은 동절기 콘크리트 보온 양생 작업 과정에서 갈탄 연료 사용에 의한 일산화탄소 질식 사고 위험을 줄이기 위해 새로운 기술도 개발했다.

기존에는 화석원료와 메탄올 성분의 원료를 용기에 담아 건물 내부에서 가열하는 양생 방식을 이용했지만, 새 기술은 나노 탄소 기반의 재료가 포함된 면상 발열 시트를 활용해 낮은 전력으로도 높은 열효율을 내도록 했다.

면상 발열 시트는 얇은 면상의 전도성 발열체 위에 금속 전극을 설치한 후 절연 처리해 면 전체가 발열되도록 만든 시트이다. 이를 통해 기존 공법의 문제점인 국부적인 온도 집중 현상을 해소할 수 있고, 화석연료를 가열하지 않기 때문에 일산화탄소 질식 사고를 예방하는 동시에 이산화탄소 배출도 없다.

향후 국내 동절기 공사뿐만 아니라 몽골, 러시아, 우크라이나, 중국 등 북방 지역으로 기술을 확대 적용할 예정이다.

아울러 기상청의 실시간 기상정보를 반영해 예기치 못한 기상변화에 대응할 수 있도록 설계한 AI 기반 동절기 시공관리 시스템도 마련됐다. 딥러닝 AI 기술을 기반으로 건설 환경에 최적화된 재료 배합 정보를 제공하고 외부 온도와 함께 콘크리트 압축 강도, 양생 일정 정보를 제공한다. 콘크리트의 품질관리가 가능하다.

김병석 건설연 원장은 "최근 이슈가 된 동절기 콘크리트 공사의 문제점을 해결하기 위한 핵심 기술을 개발했다"며 "향후 지방자치단체 등과 협업해 실증사업을 진행할 예정이고, 연구 개발을 통해 국내 유관 기관, 기업 등에 관련 기술 등을 공유할 수 있게 하겠다"고 말했다.