한국건설기술연구원(원장 김병석)은 영하 혹한에도 콘크리트 시공을 문제없이 수행할 수 있는 기술들을 대거 개발했다고 밝혔다.
동절기 공사는 극한 조건을 고려해 재료 관리, 콘크리트 타설, 양생 등 철저한 공사계획 수립이 필요하다. 미비시 품질관리 문제가 지속 발생한다.
이에 건설연 남북한인프라특별위원회 연구팀(위원장 고경택 박사)은 혹한 기후 조건에서도 건설시공이 가능한 '고성능 콘크리트 배합 기술', 에너지 사용량을 최적화한 '저비용·고효율의 양생 기술', 콘크리트 품질관리가 가능한 'AI 기반 동절기 시공관리 시스템'을 개발했다.
배합기술로는 구성 재료 선정 및 최적 배합을 도출했다. 초기 응결 시간을 16% 단축했고, 콘크리트 타설 후 하루만에 거푸집 탈형 강도 14메가파스칼(㎫) 이상인 19.6㎫을 확보했다.
또 나노 탄소 기반 재료가 포함된 면상 발열 시트를 활용, 낮은 전기 공급으로도 높은 열효율을 기대할 수 있는 저전력·고효율 양생 기술도 새롭게 개발했다. 얇은 전도성 발열체 위에 금속 전극을 설치해 면 전체가 발열되는 방식이다.
동절기 콘크리트 품질 확보에는 콘크리트 보온, 가열 양생이 필수인데 기존 건물 내 화석 난로 가열은 열효율이 낮고 내부 공간 상하부 간 온도편차가 크다. 일부만 과열돼 열변형으로 균열이 발생하기도 한다. 작업자 일산화탄소 질식 사고도 나온다.
개발 기술은 기존 공법의 문제점인 온도 집중 현상을 해소할 수 있다. 또 화석연료를 쓰지 않아 질식 사고를 예방할 수 있다. 탄소중립 기여 효과도 기대된다.
더불어 동절기 안전한 현장 관리를 위한 'AI 기반 동절기 시공관리 시스템'을 새롭게 개발했다.
개발 시스템은 기상청 실시간 기상정보를 반영해 기상변화에 대응한다. 딥러닝 AI 기술 기반으로 건설 환경에 최적화된 배합 정보를 제공하고, 외부 온도 및 압축강도와 양생 일정 정보를 제공해 콘크리트 품질관리가 가능하다. 웹 기반이어서 다양한 기기에서 실행 가능하며, 공간 제약 문제도 해결했다.
김병석 원장은 “최근 이슈화되는 동절기 콘크리트 공사 문제점 해결 핵심 기술을 개발한 것으로, 향후 지자체 등과 협업해 실증사업을 진행할 예정”이라며 “국내 유관 기관, 기업 등에 기술을 공유할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 건설연 주요사업 '남북한 공동번영을 위한 인프라 통합·연계 기반 구축 연구(2021~2023)' 예산을 지원받아 진행됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
