무기계 접착재 사용 계면에 투수층 형성
콘크리트 열화 불순물 배출 내구성 우수
텍스타일 그리드와 무기계 접착재로 구성된 FRCM 복합재와 알칼리 회복제를 이용한 노후 콘크리트 구조물 유지관리 기술이 최근 국토교통부로부터 건설신기술 1029호로 지정 받았다.
이 신기술은 KSiO2, NaSiO4, LiOH2 등으로 구성된 알칼리 회복제를 이용해 탄산화된 콘크리트 구조물을 재 알칼리화 하는 기술과 무기계 접착재와 표면코팅제를 이용해서 손상된 콘크리트 구조물의 기능을 회복시키는 기술, 그리고 탄소와 유리섬유로 직조된 텍스타일 그리드와 무기계 접착재로 구성된 FRCM 복합재를 이용한 구조물 성능 향상 기술이다.
신기술은 노후화된 콘크리트 구조물 성능 및 내구성을 향상시켜 콘크리트 구조물을 유지관리 할 수 있는 기술이다.
신기술 시공 방법은 단면보수 공법과 단면보강 공법으로 구분한다. 단면보수 공법의 시공순서는 ① 콘크리트 열화부 제거 ⇨ ② 알칼리 회복제 도포 ⇨ ③ 무기계 접착재 타설 ⇨ ④ 표면코팅제 도포 순으로 공사가 이루어진다.
그리고 단면보강 공법 시공순서는 ① 콘크리트 열화부 제거 ⇨ ②알칼리 회복제 도포 ⇨ ③ 앵커 및 텍스타일 그리드 고정 및 설치 ⇨ ④ 무기계 접착재 타설 ⇨ ⑤ 표면코팅제 도포 순으로 공사를 한다.
향후 활용전망
최근에는 과거에 완공된 콘크리트 구조물의 내구연한이 도래하면서 구조물의 장수명화 및 유지관리의 중요성이 더욱 부각되고 있으며, 국내 시설물(SOC) 유지보수는 2020년 기준으로 약 6.0조원으로 향후 더 증가될 것으로 예상하고 있다.
이밖에도 환경오염 방지를 위해 신규 건축에 대한 규제가 강화되고, 건설폐기물의 처리가 더욱 어려워질 것으로 예상되므로, 조기 철거보다 효율적인 유지관리를 통한 기존 시설물을 장수명화 할 수 있도록 건설 환경이 변화하고 있다.
따라서 시설물의 유지관리의 필요성이 더욱 높아지고 있다. 일반적으로 건설산업에 있어서 시설물 보수 및 보강에 보수모르타르 및 섬유보강재를 사용하고 있지만, 보수 및 보강 후에도 열악한 환경에 노출돼 균열 및 보수부위 탈락으로 하자가 발생하는 문제점이 발생하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 하자발생 및 재시공으로 인한 공사비를 줄일 수 있는 신기술 활용도가 높아질 것으로 예상된다.
기술적 파급효과
신기술은 무기계 접착재를 사용하기 때문에 계면에 투수층이 형성되고, 이를 통해서 콘크리트를 열화시키는 불순물(오염물질 등)을 배출하기 때문에 내구성이 우수하다.
그리고 화재에 노출되는 경우에도 열에 대한 저항력이 에폭시 보다 우수하기 때문에 성능저하가 문제 되지 않는다. 특히 오래된 건축물 또는 국가지정 건축물을 보강하고, 재보수를 하는 경우에 원형을 그대로 보존할 수 있기 때문에 기존 신기술에 비해서 시공성, 경제성이 우수한 기술이다.
국내외 기술 경쟁력
신기술의 알칼리 회복제를 콘크리트 표면에 도포하면 모세관 및 미세한 균열을 통하여 알칼리 회복제가 침투되고, 기존 콘크리트와 화학반응을 유도하면서 탄산화 된 부분을 재알칼리화 하고, 강도를 증진 시킨다.
따라서 신기술을 통해서 지속적으로 현장적용성이 향상되고, 품질의 우수성이 입증된다면, 선진국에도 수출이 가능할 것으로 기대된다. 신기술의 텍스타일 그리드 제품은 독일 제품과 비교해 가격 경쟁력이 월등히 높기 때문에 추후에 현장 적용 및 실적을 통해서 신기술 제품의 우수성이 규명되면, 외국에 수출이 단시간에 증가할 것으로 보인다.
경제적 파급효과
신기술 공사기간은 보수규모에 따라서 차이가 있지만, 면적 100 m2, 보수두께를 20 ㎜로 가정해 보수공법으로 공사하면 총 6일이 소요되어. 기존 보수기술에 비해서 공사기간(10-12일)이 단축된다.
단면보강 공법에서 보강재 1겹, 앵커설치, 면적 100m2로 가정하여 공사하면 12일에서 13일 소요돼 기존 보강기술에 비해서 공사기간(25-27일)이 단축된다.
유지관리비
신기술로 유지관리를 하는 경우에는 보강 후에 보강재와 콘 크리트 계면을 따라서 투수층이 형성됨으로 내구성이 증진된다. 그러나 기존 기술은 접착재로 에폭시를 사용함으로 불투수층이 형성되어서 콘크리트 열화인자(불순물 등)가 축척되고, 철근부식을 유발하기 때문에 내구성이 저하된다.
그리고 재보수를 하는 경우에 불투수층을 모두 제거해야하기 때문에 신기술에 비해서 손상 물량이 20-30% 증가한다. 따라서 공용기간 20년으로 기대하는 경우에 신기술은 유지관리 비용을 약 100% 이상 절약할 수 있다. (기술개발 : ㈜부루건설 ㈜나루기술 ㈜오케이기술산업 ㈜비케이이앤씨 에스큐엔지니어링㈜ ㈜캐어콘)
