기존 대비 시공비 45% 절감
불연소재로 내화성능 향상
불연소재로 낡은 터널과 교량의 성능을 2~3배 이상 향상 시킬 수 있는 기술이 개발됨에 따라 기존 공법대비 시공비 45%를 절감할 수 있을 것으로 기대된다.
한국건설기술연구원(건설연)에 따르면 불연소재인 탄소섬유 보강재와 시멘트 혼합물을 활용해 노후시설물의 하중저항능력 2배 및 내구수명을 3배 향상시킬 수 있는 보강공법이 개발됐다.
국토부 자료에 따르면 노후시설물은 예산부족 등의 이유로 일시에 교체할 수 없다. 때문에 수시로 유지보수를 실시해 성능을 유지해야 하고 성능이 부족한 시설물은 성능개선공사를 실시해 시설물의 사용수명을 늘리는 것이 필요하다.
그중에서도 고강도 탄소섬유를 시트나 판넬 형태로 접착 시공하는 방법이 일반적이다.
탄소섬유를 활용한 기존 노후구조물 보강 공법은 구조물에 에폭시 수지 등 유기계 접착제를 활용해 탄소섬유시트나 판넬을 부착하는 방식이다.
하지만 유기계 접착제는 화재에 취약하고 지하구조물 등 표면이 젖은 구조물에 시공할 수 없으며 시공 후 접착된 부위가 수분에 노출되는 경우 탄소섬유가 탈락하는 문제점이 있다.
건설연 김형열 박사 연구팀은 기존 탄소섬유 접착공법의 문제점을 개선하기 위해 유기계 접착제 대신 시멘트 혼합물을 활용하는 공법을 개발했다.
개발된 공법은 노후 시설물 표면에 격자 형상으로 제작한 탄소섬유 보강재와 고성능 시멘트 혼합물을 일체화 시공해 보강하는 공법으로 시멘트 혼합물이 접착제 역할을 대신한다.
특히 건설연에서 개발한 시멘트 혼합물에는 제철소에서 발생하는 산업부산물이 50% 배합돼 있다. 때문에 일반적으로 사용되는 시멘트 혼합물에 비해 재료비는 50% 절감되고 내구수명은 3배 이상 향상시키는 효과가 있다.
개발된 공법은 주택과 같은 소형 시설물 보강 시에는 인력시공이 가능하고 대형 시설물 보강 시에는 기계화 시공이 가능해 시공속도를 기존 대비 2배 이상 향상시키고 기존 탄소섬유 접착공법에 비해 약 45%의 시공비를 절감 할 수 있다.
한승헌 건설연 원장은 “앞으로 탄소섬유를 고내구성과 장수명이 요구되는 노후시설물 보강 등 건설산업 전반에 활용하는 연구를 확대할 방침”이라고 말했다.