“슈퍼 콘크리트의 고내구성ㆍ고강도를 통해 구조물 주요부재의
수명은 100% 증가, 구조물 중량은 30% 이상 줄어드는 것은 물론
공사비 10%, 탄소배출량 30% 이상을 절감할 수 있다.”
SOC(사회간접자본) 시설물이 주로 콘크리트로 건설되는 이유는 경제성 때문이다. 국내 콘크리트 교량의
평균수명은 선진국에 비해 상대적으로 짧다. 해외 건설시장에서 가격경쟁력을 갖추고 국가 예산을 절감
하는 콘크리트 시설물 건설을 위해서는 혁신적인 콘크리트 재료개발과 구조 활용기술이 필요하다.
본 연구를 통해 개발된 슈퍼 콘크리트는 내구수명이 길고 압축강도가 매우 크며 비용도 상대적으로 저렴해,
국내는 물론 미국과 미얀마에도 기술이 적용되는 등 그 우수성을 인정받고 있다.
신성장 동력으로 부각되고 있는
초고성능 콘크리트
국내의 SOC 관련 국가예산은 점점 감소하는 반면, 동남아시아를 비롯한 개발도상국과 중동지역의 건설시
장은 확대되는 추세다. 국내 건설업 침체를 타계하고 해외 수주를 늘리기 위해서는 세계시장을 선도할 경쟁
력 있는 기술력을 갖추는 게 중요하다. 우리나라의 해외 건설수주는 2011년 591억 달러, 2012년 649억 달러,
2013년 652억 달러, 2014년 660억 달러, 2015년 461억 달러, 2016년 6월기준 152억달러로 전체적으로 성장하
고 있지만, 그 내용을 보면 플랜트 분야에 80%가 편중되어 있고 순이익률도 저조한 실정이다. 국내 SOC 기술
력은 선진국 대비 80% 수준으로, 고부가가치 시장인 엔지니어링 분야에서의 세계시장 점유율은 2011년 기
준 1.9%에 그친다. 초고성능 콘크리트(UHPC)는 이러한 건설업의 위기를 돌파할 ‘황금열쇠’로 불리는 기술
이다. SOC 시설물의 품질과 기능, 수명에 대한 기대가 점점 커가는 지금, 프랑스·독일·일본·미국 등 선진
국들은 UHPC 재료 및 구조물의 활용기술을 미래 성장동력으로 인식하고 국가 지원을 아끼지 않고 있다. 우
리나라는 이미 UHPC 분야의 최고 수준 기술을 확보하고 있고 세계적으로도 유관기술들이 많이 활용되고 있
지만 국제기준 정비는 미흡한 상태다. 첨단재료와 핵심 설계·제작·시공기술을 개발하고 글로벌 기준에 부
합하는 국제 기준 작성을 주도한다면 UHPC 기술은 해외 건설 수주를 견인하는 신성장동력이 될 것이다.
슈퍼 콘크리트 제조기술 및 구조설계지침 개발,
국내 교량 현장 적용
본 연구단은 세계 최고의 콘크리트 구조물 건설기술 개발을 위해 먼저 UHPC를 포함하는 (초)고성능 콘크리
트 제조기술과 재료모델 및 지침을 개발했다. 그 결과 제조비용의 20~50%를 절감하고 내구수명을 100% 증
진시킨 압축강도 80~180MPa급의 성능맞춤형 슈퍼 콘크리트를 개발했다. 현재 슈퍼 콘크리트의 프로토타입
배합(SC80, SC100, SC120, SC120f, SC150f, SC180f)은 모두 완성되어 부재 제작에 활용되고 있으며, SC180f 등
은 이미 현장에 적용되고 있다. 2015년 7월 강원도 춘천 레고랜드 진입교량에 본 기술을 적용하여 2017년에
완공 예정이며, 이는 세계 최초의 초고성능 콘크리트 도로 사장교로 기록될 것이다. 2015년 10월에는 미국
아이오와주 노후교량 교체사업 수주에 성공해 미국 최초로 한국기술을 적용한 교량 ‘Hawkeye UHPC Bridge’
를 건설했다. 또한 같은 시기에 미얀마에서도 양곤~만달레이 구간의 고속도로 확장공사 구간에 슈퍼 콘크리
트 기술을 적용한 교량을 건설했다.
현재 개발된 SC120f, SC150f, SC180f 구조설계지침은 일반 설계사와 시공사에서도 활용가능하다. 특히 SC180f 구조설계
지침은 영문판으로 작성되어 미국 아이오와주 ‘Hawkeye UHPC Bridge’와 미얀마 고속도로 교량 건설에 적용되었다.
슈퍼 콘크리트 프로토타입 배합은 국·내외 제조비용의 50~80% 이하로 매우 경제적인 것이 특징이다. 일반 콘크리트를
사용한 경우에 비해 200∼800m급 사장교에 SC80∼SC100을 적용하면 상부구조 공사비의 최대 16%, 전체 공사비의 10%
내외를 절감할 수 있는 것으로 나타났다. 150m급 프리캐스트 풍력타워의 경우 SC80 적용 시 강재타워 대비 제작비의 최
대 77%를, 부잔교는 SC100 적용 시 일반 콘크리트 대비 최대 18%, 건축 구조요소는 기존 대비 건설비용 약 10%를 절감할
수 있다. 현재 연구단은 1000m급 사장교 구조시스템의 개발과 경제성 향상, 현장적용 기술개발 등 슈퍼콘크리트 기술의
실용화 연구에 초점을 맞추어 연구를 수행중이다.
미국과 미얀마 수주 성공,
기술력 인정받아
본 연구를 통해 세계 최고 수준의 80∼180 MPa급 콘크리트 재료 및 구조기술을 개발했으며, 이를 토대로 설
계·시공·유지관리ㆍ사업관리 기술을 패키지로 해외 진출하는 모범사례를 만들고자 한다. 또한 춘천 레고
랜드 진입교량 실적을 바탕으로 국내 건설사가 해외 장대교량 사업을 수주할 수 있도록 하고, 국제적인 가이
드라인 작성을 통해 글로벌 리더의 지위를 확보하고자 한다. 슈퍼 콘크리트의 고내구성을 통해 구조물 주요
부재의 수명은 100% 증가, 구조물 중량을 30% 이상 줄이는 것은 물론 공사비의 10%, 탄소배출량의 30% 이
상을 절감할 수 있다. 본 연구성과는 2015년 한국콘크리트학회에서 기술상을 수상했으며, “국제 교량 및 구
조공학회(International Association for Bridge and Structural Engineering) ”국제학술대회와 “제1회 아시아콘
크리트연합(ACF, Asian Concrete Federation)” 국제회의, "제1회 UHPC 재료 및 구조" 국제학술회의에 주요
연사로 초청되는 등 국내외에서 기술력을 인정받고 있고, 한강 교량(제2경부고속도로), DMZ 횡단 교량(평화
의 다리) 등에 적용할 수 있는 기술이 개발되는 등 실용화가 확산되고 있다.
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