한국건설기술연구원 '슈퍼콘크리트 연구단' 美 초고성능 콘크리트 혁신상 싹쓸이
한국건설기술연구원 '슈퍼콘크리트 연구단' 美 초고성능 콘크리트 혁신상 싹쓸이
  • 이병인 기자
  • 승인 2019.06.06 14:21
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김병석 연구단장
김병석 연구단장

[중부매일 이병인 기자]국토교통부, 국토교통과학기술진흥원의 건설기술R&D로 개발한 최첨단 건설기술이 미국 국제학술행사에서 초고성능 콘크리트(UHPC : Ultra High Peformance Concrete) 혁신상을 싹쓸이 했다.

특히 순수 우리 기술 100%로 설계, 시공한 구조물이 국제적인 심사를 거쳐 수상하게 된 것은 유사 이래 최초인 것이므로 더욱 의미가 크다.

한국건설기술연구원(원장 한승헌, 이하 KICT)은 6월 4일(현지 시간) 미국 뉴욕에서 개최된 미국연방도로청(FHWA)과 아이오와주립대가 공동 주관하고 미국 콘크리트학회(ACI), 유럽 콘크리트학회(fib) 등이 파트너로서 함께하는 제1회 국제 'UHPC Innovation Awards'에서 전 세계의 쟁쟁한 경쟁자들을 제치고 빌딩과 인프라 2개 부문 모두에서 단독 수상작으로 선정되는 쾌거를 거두었다고 밝혔다.

이 상은 최근 3년간 UHPC로 설계 및 시공된 구조물을 인프라 문야와 건축물 분야로 나누어 심사하였으며, 건설연의 슈퍼 콘크리트로 만들어진 '춘천대교'와 '힐링스테이 코스모스 리조트'가 양 분야를 각기 석권하였다.

KICT의 '슈퍼 콘크리트 연구단'(김병석 연구단장)은 나노 재료를 사용하여 조직을 치밀하게 함으로써 일반 콘크리트에 비해 강도가 5배 이상 크고, 수명도 4배 이상이며, 물처럼 흘러서 시공성도 우수하고, 제조원가도 50% 이상 절감된 슈퍼 콘크리트 재료와 구조물 응용기술 개발에 성공하여 건설현장에 적용 중에 있다.

세계 최초의 UHPC 도로 사장교인 레고랜드 진입교량은 전체 길이가 966m이고 사장교 구간이 200m인 1주탑 사장교로서, 레고블록의 이미지를 형상화하고 어린이들의 순수한 마음을 잘 나타낼 수 있는 원형의 주탑을 설계함으로써 미관을 향상시켰다.

원형 주탑을 가능하게 하기 위해서는 상판의 무게가 가벼워야하는데 기존 콘크리트는 중량 때문에 이의 구현이 힘들어서 KICT에서 개발한 '슈퍼 콘크리트'가 설계단계에서 결정되었다.

하지만, 경제성 문제와 대규모 공사 실적이 전무하고 특히 사장교와 같은 특수 교량에 이와 같은 새로운 기술을 적용하는 데에 따른 우려의 시선이 많았다.

이번 사업을 맡은 대림산업과 설계를 수행한 DM엔지니어링, 그리고 UHPC 기술을 개발한 KICT는 이미 세계 최초의 UHPC 보도 사장교를 함께 건설(2009)한 전례가 있으며, 이후에도 연구개발과 함께 국내는 물론 미국, 미얀마 등 해외에서 소규모 교량 건설을 병행하면서 축적된 노하우 등을 근거로 이 사업의 성공을 확신하였다.

그 결과, '슈퍼 콘크리트' 적용으로 상판의 무게를 30% 감소시킬 수 있게 되어 당초 의도대로 원형 주탑 설계가 가능해지고 상판을 지지해주는 강재 케이블 물량을 줄일 수 있어서 공사비도 보통 콘크리트를 적용한 경우에 비해 더 경제적인 것으로 분석되었다.

또한 상판이 슬림해지면서 내풍안전성 향상 및 교량 미관이 개선되는 효과를 거둘 수 있었다.

세계 최초의 UHPC 건축 구조물인 '코스모스 리조트'는, 울릉도 절벽 위에 흰 천 자락 한 장이 살포시 내려앉은 느낌이 날 정도로 날렵한 구조의 디자인으로 설계하였다.

일반 콘크리트로는 이러한 구조물의 구현이 불가능해서 '슈퍼 콘크리트'를 사용하여 복잡한 형상의 벽과 지붕의 두께를 12cm로 하고 철근도 배근하지 않으면서 기존에 비해 두께를 60%까지 감소시켰으며, 나노소재를 사용함으로써 '슈퍼 콘크리트'의 조직을 물이 들어가지 않을 정도로 아주 밀실하고 우수한 내구성을 가지게 하여 해안가의 염화물 피해 우려를 해소시켰으며, 특히 현장타설 방법으로 시공하였다는 점에서 기술적인 의미가 매우 크다고 볼 수 있다.

'슈퍼 콘크리트 연구단'의 김병석 연구단장은 "개념설계부터 시공까지 전 과정을 100% 우리 기술로 완공한 구조물이 국제 경쟁에서 수상한 사례는 유사 이래 처음이며 우리가 개발한 '슈퍼 콘크리트' 기술력의 우수성이 세계적으로 인정받았다는 것을 의미한다"며 "최근 인프라 시설의 세계적인 건설 추세인 유지보수 최소화, 장수명, 급속 시공 등에서 국가 경쟁력을 갖춘 신기술로서 미래먹거리 창출에 크게 기여할 수 있을 것이고 국내 시장 활성화와 해외시장 진출을 위해 다양한 응용기술 개발과 함께 대량 생산체계를 준비 중"이라고 밝혔다.



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