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선일기술정보지선일기술정보지-- 제제 35 35 호호 --


●●●● 친환경친환경친환경친환경 콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트 기술동향기술동향기술동향기술동향

IIIIndustrial TrendIIIIndustrial Trend

▣ 서 론

최근 들어 저탄소, 환경부하 저감 및 에너지 절약을 추구하는‘환경적으로 지속가능한 개발’의 패러다임

이 전세계적으로 확산되면서 건설산업 전반에서도 이에 대한 인식과 요구가 증대되고 있다. 건설구조물

은 시공, 사용 및 해체에 이르는 전 과정에 걸쳐 자원 및 에너지를 다량 소비하는 주체일 뿐만 아니라 지

구 온난화를 유발하는 탄산가스 및 각종 폐기물을 배출하는 주범으로 작용하고 있기 때문에 친환경성 확

보를 위한 다각적인 노력이 요구되고 있다.

특히, 건설 구조물에 가장 많이 사용되고 있는 구조 재료인 콘크리트는 레미콘용으로 전 세계적으로 약

170억 톤(세계 인구 일인당 약2.5 톤/년)이 소비된 것으로 추산되며, 향후에도 그 사용량은 계속 증가할

것으로 예상된다. 우리나라의 경우, 2008년 시멘트 생산량은 5천2백만 톤이었으며, 레미콘 생산량은 약

1억 3천 5백만 m3이었다.

친환경 콘크리트는 일본 콘크리트공학협회에서“지구환경 부하의 감소에 기여함과 동시에 인류를 포함

한 생태계화 조화 또는 공생할 수 있고, 쾌적한 환경을 창조하는 것에 유용한 콘크리틀 말한다.”라는 개

념으로 정의하고있다. 즉, 친환경 콘크리트는 그림 1에서 보는 바와 같이 제조시에는 기존의 콘크리트 구념으로 정의하고있다. 즉, 친환경 콘크리트는 그림 1에서 보는 바와 같이 제조시에는 기존의 콘크리트 구

조물이 가지는 강도, 내구성, 경제성 등을 확보하면서 수명이 경과함에 따라서 적극적으로 환경에 기여하

고 주변환경에 긍정적인 역할을 하도록 하는 재료를 말한다. 이러한 친환경 콘크리트는 자연 환경으로 부

터 요구 성능을 결정하는데, 사람에게 미치는 요구 성능, 물의 순환에 미치는 요구성능, 대기의 순환에 미

치는 요구 성능 물질의 순환에 미치는 요구 성능을 만족하도록 하고 있다. 이를 정리하면 그림 2와 같다.

환경보전·개선을 위한 콘크리트 기술의 개념 환경대응형 콘크리트의 요구 성능



▣ 친환경 콘크리트의 개념

친환경 콘크리트(Environmentally friendly concrete)란 용어는 일본 콘크리트 공학협회의 에코 콘크리

트 연구위원회가 처음 사용하였는데「에코 콘크리트란 지구환경 부하의 감소에 기여함과 동시에 인류를

포함한 생태계와 조화 또는 공생 할 수 있고, 쾌적한 환경을 창조하는 것에 유용한 콘크리트를 말한다.」

라는 개념으로 정의하고 있다.

콘크리트는 여러 구조물의 중요한 건설재료로서 폭넓게 사용되고 있는데, 일반 건설재료와 다른 중요한

사항으로는 대부분이 자연과 직접 대치해서 사용되고 있고, 아울러 대량으로 사용된다는 것이다. 그러므

로, 환경문제에 있어서 이와 같은 콘크리트는 부정적으로 인식되는 직접적인 원인이 되어왔다. 또한, 콘

크리트 제조시에는 많은 자원과 에너지를 소비하고, 콘크리트생산의 주요 재료인 시멘트는 제조시에 지

구 온난화의 주요 원인이 되는 CO2를 대량 배출하므로 콘크리트 분야에서는 환경을 고려한 기술이 매우

중요하게 되었다.콘크리트 구조물을 포함한 건설구조물은 구조상의 기능이 훼손되지 않아도 사회적인 기

능의 저하에 의하여 해체되어 폐기처리나 재활용되고 있는데,이와 같은 사실에서 환경의 부하가 적고, 환

경과 보다 조화로운 콘크리트를 만들기 위한 콘크리트의 제조, 사용, 폐기의 Life cycle에 있어 환경부하

량의저감 및 환경부하가 적은 콘크리트의 개발, 콘크리트의 새로운 사용법에 의한 환경부하 저감 대책 등

이 고려되고 있다. 친환경 콘크리트를 분류하고 용도를 설명한 내용이 그림 3에 제시되어 있다. 이 고려되고 있다. 친환경 콘크리트를 분류하고 용도를 설명한 내용이 그림 3에 제시되어 있다.

친환경 콘크리트의 분류 및 용도


IIIIndustrial TrendIIIIndustrial Trend▣ 친환경 콘크리트의 분류 및 용도

1) 에코 시멘트(Eco-cement)를 이용한 콘크리트 제조

우리나라의 시멘트 산업의 현황을 간략히 살펴보면, 최초의 시멘트 생산은1919년 평양 근교의 승호리

공장으로부터 시작되었고 1960년대의 경제개발정책, 1980년대 중반부터는 사회간접자본의 확충 등

1997년 외환위기 전 까지는 그림 4 및 5에서 보듯이 시멘트의 수요가 경제 발전과 맥을 같이 하며 비약

적으로 증가하였며, 2003년 6천 백만톤을 출하한 것을 정점으로 현재 생산량은 완만한 감소세를 보이고

있다. 이러한 시멘트 산업의 성장 이면에는 부수적으로 발생하는 막대한 량의 CO2 및 각종 환경오염 등

에 대한 부작용이문제시 되고 있는데, 이러한 우려가 증가함에 따라 우리나라는 1970년대 이후 시멘트

제조 공정에서 에너지 사용량 저감을 위해 기존 공정 개선 및 새로운 설비 설치 등의 노력을 진행해 왔다.

그러나, 이러한 일련의 조치들은 환경부하 저감 또는 CO2 감축을 위한 노력이라기 보다는 에너지 절약

및 원가절감 개념에서의 노력이었고, 이에 최근 들어 시멘트 산업에서의 환경부하 저감 및 CO2 감축을

통한 녹색성장을 위한 노력이 실제적으로 진행되고 있는데, 신규 설비의 보완 및 개발, 혼합재의 함량 증

대 등을 들 수 있고 다음과 같이 요약할 수 있다.

① 에너지 효율 설비 확충(냉각기, 예비분쇄기, 버너, 분급기 등)

② 폐열발전 설비 도입(버려지는 폐열회수)

③ 대체연료 사용 증대(폐유, 폐플라스틱, 폐목재 등)

④ 대체원료 사용 증대(슬래그, 석탄회, 비탄산염 CaO 공급원 등)

⑤ 포틀랜드 시멘트 혼합재의 비율 증대(현행 5%에서 10% 상향)

⑥ 혼합시멘트 생산비율 확대(기존 혼합시멘트 사용 확대 및 석회석 혼합시멘트 개발)

⑦ 에너지 저소비형 클링커 제조

우리나라 시멘트 산업 성장단계 연도별 시멘트 및 클린커 생산량


▣ 친환경 콘크리트의 분류 및 용도

2) 혼화재를 이용한 콘크리트

이 콘크리트는 종전부터 많이 이용하던 것으로, 화력발전소나 제철공장 등지에서 발생하는 플라이애쉬,

고로슬래그와 같은 산업부산물을 혼화재로 이용한 콘크리트를 말한다. 이 콘크리트는 시멘트 사용량을

줄이고 그 대신 플라이애쉬나 고로슬래그를 치환하는 것으로, 결국 이 콘크리트는 값비싼 시멘트 제조용

원재료의 절약, 산업부산물 혹은 폐기물의 처리공간이 축소되고,시멘트 소성에 필요한 연료절약 및 종합

적인 CO2 배출량의 억제 등에 유효하다.이와 연관하여 그림 7에 제시된 바와같이 석탄 화력발전소에서

발생하는 플라이애시와 제철소에 발생하는 고로슬래그 등의 광물성 혼화재료의 효과적인 사용을 통하여

시멘트 및 콘크리트 산업의 CO2 배출량을 대폭 감축시킬 수 있음을 확인할 수 있다. 한편 일본의 경우는

산업부산물인 플라이애시와 고로슬래그의 대부분을 콘크리트 산업에서 소비하고 있다. 아울러, 최근

eco material의 개념으로서 이러한 고로슬래그 및 플라이애시의 활용이 주목을 받고 있는데, eco

material의 요구 성능은 다음과 같다.

① 유해물질의 확산제어


② 온실효과유발 가스등의 배출량 저감

③ 오염방지와 정화작용

④ 자원에너지 소비 저감

⑤ 매립 혹은 소각량의 저감

⑥ 순환형 이용의 증대

에코시멘트 제조 공정 혼화재료 치환에 따른 CO2 배출량


IIIIndustrial TrendIIIIndustrial Trend▣ 친환경 콘크리트의 분류 및 용도

3) 재활용 시멘트의 사용

재활용 시멘트란 콘크리트 구조물이 노후화 및 기능저하로 철거되는 과정 중 폐콘크리트를 분쇄하여 비

교적 큰 입자는 재생골재화 하고, 미세한 분말은 시멘트용 원료로 재활용하는데, 이렇게 제조된 시멘트를

재활용 시멘트라고 말하게 된다. 물론 재생골재를 이용한 콘크리트도 수명을 다한다면 몇번 이고 재활용

할 수 있다. 이는 폐기물처리공간의 해결, 골재자원과 석회석자원의 보존, CO2 배출량의 감소 등에 효과

적이다. 그림 8은 한국과 일본 등 현재 폐 콘크리트로부터 재활용 시멘트를 제조하기 위해 순환골재 미분

말을 채취하는 과정을 나타낸 것으로 폐 콘크리트는 현재 다양한 재생 프로세스를 통하여 순환골재로 재

생산되고 있으며, 이러한 과정에서 모르터의 폐기물이 발생하고 있다. 이러한 모르터 폐기물 내에는 재생

잔골재로서 활용할 수 있는 모래 성분과 시멘트 수화물이 주성분을 이루는 순환골재 미분말이 30 ~ 40%

구성되어 있다.

현재 순환골재 미분말을 재생시멘트로 활용하기 위한 연구군 대부분 모르터 모재를 분쇄하여 순환골재

미분말의 모델로서 실험을 행하고 있는 것이 대부분이다. 이는 불활성 충전재인 재생골재의 경우와 달리

재생시멘트는수화성의 회복을 목적으로 하기 때문에 순환골재 미분말의 화학적 특성이 재생프로세스의

개발에 있어 가장 중요한 영향을 미치기 때문이다. 특히, 실재 순환골재 미분말의 경우 단위시멘트량, 단개발에 있어 가장 중요한 영향을 미치기 때문이다. 특히, 실재 순환골재 미분말의 경우 단위시멘트량, 단

위수량, 사용 혼화재료 등 배합이 다양하고 각 배합에 따른 구성 수화조직이 상이하며, 특히 폐기시점에

따라 화학성분의 변화가 크게 된다. 순환골재 미분말의 재생 시멘트로서의 재활용을 위해서는 모르터 부

분에서의 잔골재 성분의 분리가 가장 중요한 것으로 생각된다.

표 1은 지금까지 언급한 환경부하 저감을 위한 시멘트 콘크리트 기술을 정리한 것이다.

순환골재 미분말의 발생 프로세스

환경부하 저감 시멘트 콘크리트 기술사례



▣ 콘크리트 사용에 있어 환경부하저감을 고려하는 방법

1) 장수명 콘크리트의 도입

콘크리트의 내구성을 종래의 것 보다 크게 개량하여 구조물의 내용연수를 장기화하는 것이다. 종래의 콘

크리트와 같은 정도의 내구성을 가진 콘크리트를 이용한 구조물이라 할지라도 설계, 유지관리 등에 특별한

배려를 한 경우도 생각할 수 있다. 이로 인해 얻어지는 효과로는 시멘트 제조시의 CO2 발생량 억제, 시멘트

제조 및 콘크리트 해체시의 에너지량 감소, 골재자원 절약, 폐기물 처리문제 해결, 재건설에 필요한 자원의

감소 등이 된다. 이와 연관하여 현재 우리나라 건축공사 표준시방서에서는 고내구성 콘크리트 규격을 제

정하여 수명연장을 꾀하고 있는데, 설계기준강도 21MPa ~ 40MPa 콘크리트를 대상으로 콘크리트 배합상,

재료상 규제와 시공상 피복두께 증가 등의 방법을 통해 고내구성을 확보하도록 유도하고 있다. 아울러 표 2

는 건축공사 표준시방서의 고내구성 콘크리트 설계변천과정을 요약한 것이다.이를 위해 최근 콘크리트의

경우도 장수명화 및 고내구성화에 대한 중요성이 대두되면서 내구성능 설계 방법이 도입되고 있는데, 그림

9에서 보는 바와 같이 설계흐름도(탄산화, 염해, 알칼리 골재반응, 동해 및 화학적 부식 등에 대하여도 동일)

는 건축물의 요구 성능, 입지조건, 목표내용 년수를 설정하여 재료의 한계상태와 열화요인 및 조건을 고려

하여 요구 성능이 달성되도록 수 차례의 피드백(Feed back)과정을 거쳐 성능 조건을 명확하게 하는 것이하여 요구 성능이 달성되도록 수 차례의 피드백(Feed back)과정을 거쳐 성능 조건을 명확하게 하는 것이

중요하다.

2) 재활용 콘크리트

재활용이라는 경우는 장수명과는 반대의 개념이지만, 건설물의 폐기는 시대의 요구에 따라 필연적으로

발생하는데, 폐기물을 효과적으로 재활용하는 기술이 필요하고 이와 연관하여 폐 콘크리트를 재활용하여

순환 골재자원화 하는 연구와 실용화가 다각도로 이루어지고 있고 국가적으로도 의무사용을 규정하는 등

의 적극적 조치를 취하고 있다.

건축공사표준시방서의 내구성 관련 규정 변천

내구 성능설계 흐름도



▣ 에코콘크리트를 사용한 환경부하 저감 방법

1) 식생 콘크리트

콘크리트를 밥풀과자나 강정처럼 다공질로 만들게 되면 콘크리트 내부는 연속 또는 독립 공극이 다량

도입하게 된다. 연 속공극을 많이 포함하는 포러스(porous) 콘크리트는 경화체 안에 물이나 공기가 자유

롭게 통과하는 넓은 내부 표면을 지니게 되고, 이 때문에 포러스 콘크리트는 투수성, 흡음성, 수질정화기

능이 있고, 식물을 생육시킬 수도 있으며, 열특성이 일반 콘크리트보다 우수함에 따라 환경부하 저감을

위해 다양하게 활용될 수 있다.

2) 질소산화물(NOx) 흡수 콘크리트

최근 도시 자동차에서 발생하는 폐가스(특히 질소산화물) 및 소음은 환경오염의 주범으로 커다란 사회

문제가 되고 있다. 따라서 질소산화물을 흡수할 수 있는 콘크리트에 대한 연구가 진행된 결과 질소산화물

을 흡수할 수 있는 콘크리트가 개발되었다. 플라이애시를 입상화한 인공 제오라이트와 산화티탄(TiO2)를

혼합하여 다공질의 콘크리트를 제조하게 되었는데 강한 흡착성과 산화티탄의 강한 광촉매 작용으로 질소

산화물(NOx)의 흡착성능과 흡음 효과를 얻을 수 있어 질소산화물에 의한 공기오염을 제어할 수 있게 되

었다.

3) 항균 콘크리트

하수나 온천 등 황화수소(H2S)에 폭로된 콘크리트가 단기간에 황산칼슘화한 것으로써 경우에 따라 도

로함몰 등이 발생하여 사회적 문제가 되고 있다. 이에 콘크리트와 황화수소의 화학반응이 연구되었는데,

반응식상 황화칼슘이 생성된 정도이고 황산칼슘은 생성되지 않는다. 황화수소의 화학적 산화는 일반적인

환경에서는 아황산 정도이고 황산까지 산화하려면 특수한 반응조건이 필요하다. 그러나, 자연계에는 유

황을 먹고 황산으로 된 유황 산화세균이 존재하고 있어 그것이 콘크리트를 석고화 시킨다. 그의 반응식은

아래와 같다. 이온산화 세균은 1945년 파커에 의하여 발견됐고 후에는 티오바지러스 티오옥시턴스로 명

명됐다. 이러한 세균의 생육을 억제할 수 있는 방균제가 개발되었고 콘크리트의 열화를 억제하는데 성공

하였다. 최근, 항균제는 볼펜, 차의 핸들, 위생도기, 벽지 등 종종 제품에 사용하여 시중에서 판매되고

있는데, 이와 같은 항균제는 세균의 살균을 목적으로 한 것이 많은 반면, 방균제는 특정적인 세균의 생육

을 방해하는 것으로 구분하고 있다.

4) 조습성 콘크리트

도서관이나 미술관 등의 구조물은 습도관리가 매우 중요하기 때문에 천연 제오라이트 성분을 함유하고

있는 광물과 합성 제오라이트 등을 콘크리트에 사용하여 패널을 제작한 후 수장고에 활용하는 방법이 개

발되었다. 이 조습성 콘크리트를 사용하면 온도상승을 억제할 수 있으며, 방화에도 유리하다.



▣ 생물 대응형 친환경 콘크리트

1) 생물에 생식장을 확보하는 콘크리트 및 콘크리트 구조

콘크리트 자체나 콘크리트 구조물이 생물에게 생식장을 확보하는 기능을 갖도록 고안한 경우로 다음과

같은 여러 가지 목적을 위해 활용된다.

① 암초 부착생물(해초, 전복 등)：콘크리트 표면, 설치각도 등의 고안에 의해 부착생물의 부착면을

확보하도록 한다.

② 암초성 생물(왕새우 등)：콘크리트 부재의 배치, 구조 등의 고안에의해 생물의 생식 공간을

확보해준다.

③ 극간 생식 생물(뱀 등)：부재배치,구조 등을 고안하여 생식의 공간을 확보해 준다.

④ 생태적 약자(어린 물고기 등)：부재 배치, 구조 등을 고안하여 외부의 적으로부터 몸을 보호 하도록

한다.

2) 생물의 생식에 악영향을 미치지않는 콘크리트 및 콘크리트 구조2) 생물의 생식에 악영향을 미치지않는 콘크리트 및 콘크리트 구조

건설구조물 등에 콘크리트를 사용할 때, 생물의 생식장을 파괴시키지 않는 등 악영향을 경감시킬 수 있

는 방법을 고안한 것이다. 즉, 투수성 콘크리트를 이용하여 토양수의 자유로운 이동으로 식물생육을 원활

히 하는 방법, 작은 동물이 기어오르는 발판이 되도록 콘크리트 표면형상을 고안하는 방법, 알칼리의 용

출로 인한 생물의 생식저하를 회복하기 위해 알칼리의 용출량을 감소시키는 방법 등 다양한 것을 들 수

있다.


●●●● 혼합시멘트용혼합시멘트용혼합시멘트용혼합시멘트용 자극제자극제자극제자극제 개발개발개발개발

NNNNew Research PaperNNNNew Research Paper

1. 1. 1. 1. 개개개개 요요요요

본 연구에서는 고로슬래그 혼합시멘트의 초기강도를 활성화시킬 수 있는 자극제의 적용성을 검토하여

고로슬래그 혼합시멘트의 단점인 초기강도 저하, 응결지연 등의 문제점에 대한 보완 방법을 제시하고자

한다.

2. 2. 2. 2. 실험방법실험방법실험방법실험방법

본 연구에서는 고로슬래그 혼합시멘트의 초기강도 활성화 및 응결 촉진을 위해 NaOH, NaSO4, Na2SiO3,

CaSO4, Ca(OH)2, Na2CO3, K2CO3, KOH 8종의 자극제를 모르타르 및 콘크리트에 첨가하여 실험을 실시

하였으며, 수화물형상 및 결정특성 분석을 위해 SEM, XRD를 사용하였다.

고로슬래그 혼합시멘트 모르타르 적용 자극제는 표 1과 같고 콘크리트 적용 자극제는 표 2, 배합비는 표

3과 같다.

Mix. sort Activator Mix. sort Activator Mix. sort Activator

모르타르 적용 자극제

Mix. sort Activator Mix. sort Activator Mix. sort Activator

Plain - Ca(OH)2

3%

K2CO3

3%

6% 6%

9% 9%

Na2SO4

3%

NaOH

3%

KOH

3%

6% 6% 6%

9% 9% 9%

CaSO4

3%

Na2CO3

3%

Na2SiO3

3%

6% 6% 6%

9% 9% 9%

※시험방법 : KS L ISO 679 (시멘트 50%+S/P 50% : 표준사 = 1:3, W/C = 0.5)

Mix. sort Activator Mix. sort Activator

Na2SO4 3% NaOH 3%

CaSO4 3% Na2CO3 3%

Ca(OH)2 3% Na2SiO3 3%

구 분 C SP W/C s/a W S G AD AT

Plain

65% 35% 54.5 48.6 177 855 911 1.6

0

Activator 3%

콘크리트 배합비

콘크리트 적용 자극제


NNNNew Research PaperNNNNew Research Paper3333. . . . 실험분석실험분석실험분석실험분석 및및및및 결과결과결과결과

① 주도 및 응결

그림 1은 8종의 자극제를 고로슬래그 혼합시멘트에 각각 3% 첨가하여 주도시험을 실시한 결과이다.

Na2SiO3를 첨가한 시편은 Plain과 유사한 주도를 나타내었으며 NaOH, KOH를 첨가한 시편은 주도가

29% 정도로 Plain 보다 약 2% 높은 값을 나타내었다. 그 외의 시편은 약 27 ~ 28%의 주도를 나타내어

Plain 보다 약 1 ~ 2% 높은 값을 나타내었다.

자극제 종류 및 함량에 따른 응결시험 결과를 그림 2에 나타내었다. 그림 2에서와 같이 Na2SO4, CaSO4를 첨가한 시편은 Plain과 유사한 결과를 나타내었고 그 외의 시편은 응결이 촉진되었으며, 특히 NaOH,

Na2CO3, K2CO3를 첨가한 시편은 응결이 매우 촉진되어 급결현상이 발생하였다.

② 플로우 및 슬럼프

그림 3은 자극제 종류 및 함량에 따른 모르타르 플로우값비를 나타낸 그래프이다. Na2SO4(3, 6, 9%),

Na2SiO3(6, 9%) 100%이상의 플로우값비를 나타내었으며, 그 외의 시편은 100%이하의 플로우값비를 나타

었다. 급결 현상이 발생한 시편(NaOH, Na2CO3, K2CO3)이 플로우값도 낮게 측정되는 일반적이 현상 발생

하였다.

그림 4는 자극제 종류에 따른 콘크리트 슬럼프 및 공기량 시험 결과를 나타낸 그래프이다. Na2CO3를 첨가

한 시편을 제외한 대부분의 시편이 Plain과 유사한 슬럼프값을 나타내고 Na2CO3를 첨가한 시편은 페이스

트 응결시험에서와 같이 급결현상으로 인해 가장 낮은 슬럼프값을 나타내었다.트 응결시험에서와 같이 급결현상으로 인해 가장 낮은 슬럼프값을 나타내었다.

모르타르 적용 자극제 모르타르 적용 자극제

자극제 종류에 따른 콘크리트 슬럼프 및 공기량 자극제 종류 및 함량에 따른 모르타르 플로우값비


NNNNew Research PaperNNNNew Research Paper

③ 활성도

자극제 종류 및 함량에 따른 모르타를 활성도지수를 그림 5에 나타내었다. 모르타르 초기(3, 7일) 활성

도는 Na2SO4, CaSO4, Ca(OH)2, KOH가 100%를 상회하는 값을 나타내었으며 특히 Na2SO4(9%),

CaSO4(3%)는 108.8～146.6%로 매우 높은 활성도를 보이고 있다. 28일 활성도지수는 CaSO4, Ca(OH)2

를 첨가한 시편만 100%를 초과하였으며 Na2SO4는 100% 수준이고 그 외의 시편은 84% 이하의 활성도

를 나타내었다.

자극제 종류에 따른 콘크리트 활성도 지수를 그림 6에 나타내었다. 콘크리트 활성도지수는 1, 3, 7일에

서 Na2SO4, CaSO4, Ca(OH)2, NaOH가 100%이상의 값을 나타내었으며 그 중 Na2SO4가 가장 높은 값을

나타내었다. Na2CO3의 경우, 1일에서 100%이상의 활성도지수를 나타내었으나, 그 외의 재령에서는

100%이하를 나타내었고 Na2SiO3는 모든 재령에서 100% 이하의 값을 나타내었다.

④ XRD 분석

그림 7은 재령 1일 시편의 XRD 측정 결과이다. 주 peak는 C3S와 Ca(OH)2로 분석 되었으며 그림 8은

7일 수화물의 XRD 측정결과 이다. 재령 7일의 시편에서는 C3S가 수화됨에 따라 C3S peak는 감소하고

Ca(OH)2 Peak는 증가하여 서로 반비례하는 일반적인 경향을 나타내고 있다.

자극제 종류 및 함량에 따른 모르타르 활성도 지수 자극제 종류에 따른 콘크리트 활성도 지수

자극제 종류에 따른 XRD 패턴 (재령 1일) 자극제 종류에 따른 XRD 패턴 (재령 7일)


NNNNew Research PaperNNNNew Research Paper⑤ 미세구조

그림 9는 재령 3일의 수화물 미세구조 SEM 사진이다. Plain은 ettringite, C-S-H gel이 혼재하고 있으

며, Na2SO4를 첨가한 경우 침상의 Ettringite 생성이 활발하여 초기강도증진에 기여한 것으로 판단된다.

또한 Na2SiO3를 첨가한 경우에는 대부분이 C-S-H gel의 형태로만 수화물이 생성되었다.

a) OPC b) Plain c) Na2SO4

OPC 및 Plain 수화물 SEM 사진 (재령 3일)

d) CaSO4 e) Ca(OH)2 f) Na2SiO3

g) NaOH h) K2CO3 i) KOH

4. 4. 4. 4. 결결결결 론론론론

본 실험에서는 개발시멘트의 슬래그 사용량 증가를 목적으로 혼합시멘트용 자극제 개발을 위해 기존 혼

합시멘트(OPC : S/P = 50 : 50)에 8종(콘크리트 실험 6종)의 자극제를 첨가하여 아래와 같은 결과를 도

출하였다.

1. 모르타르 3, 7일 활성도 지수는 Na2SO4, CaSO4, Ca(OH)2, KOH가 100%를 초과하였으며, 28일 활

성도 지수는 CaSO4, Ca(OH)2가 100%를 초과하였다.

2. 콘크리트 1,3,7일 활성도 지수는 Na2SO4, CaSO4, Ca(OH)2, NaOH가 100%를 초과하였으며, 그 중

Na2SO4가 가장 높은 활성도 지수를 나타냈다. 또한, 28일 활성도 지수는 CaSO4, Ca(OH)2, NaOH가

100%를 초과하였으며, Na2SiO3의 경우, 모든 재령에서 100%이하 값을 나타냈다.

3. Na2SO4, CaSO4, Ca(OH)2, NaOH를 자극제로 사용한 경우에는 침상의 Ettringite생성을 촉진시켜

Plain보다 높은 압축강도를 발현한 것으로판단된다.

< 권춘우(선임연구원), 공태웅(책임연구원), 이수형(책임연구원), 이한백(연구소장) / 선일공업㈜ 기술연구소 >


●●●● 마이크로마이크로마이크로마이크로 필러필러필러필러 혼화재를혼화재를혼화재를혼화재를 이용한이용한이용한이용한 조강콘크리트조강콘크리트조강콘크리트조강콘크리트 현장적용현장적용현장적용현장적용

1.1.1.1. 머리말머리말머리말머리말

최근 건설구조물의 품질에 대한 요구수준이 높아짐에 따라 여러 신기술이 개발되고 있다. 특히, 동절기 공사

중 콘크리트의 조기강도 발현은 대부분의 현장에서 시급히 해결해야 할 화두로 자리 잡고 있다.

현재까지의 조기강도 발현 기술들은 요구수준의 성능을 발휘하는데 한계가 있거나 공사비가 증가하는 등의

문제로 시공자 입장에서 바람직하지 못한 방법으로 인식되고 있다. 따라서 본 고에서는 궁극적인 콘크리트의

조기 강도를 발현시키기 위해 현재 주로 사용 중인 1종 시멘트의 품질을 더욱 개선하여 조강성을 향상시키는

방안을 검토하였다.

즉, 시멘트 생산 공정 중 부수적으로 발생되는 미립자 시멘트와 석회석고미분말(이하 마이크로 필러 혼화재;

MFA)을 이용한 조기강도 발현 기술의 현장 적용을 통하여 실무현장에서의 활용성을 확인하고자 하였다.

2. 2. 2. 2. 마이크로마이크로마이크로마이크로 필러필러필러필러 혼화재의혼화재의혼화재의혼화재의 구성구성구성구성

2.1 미립자 시멘트

시멘트 분쇄기에 클링커 및 기타 원료가 투입된 후 분쇄된 원료는 사이클론 집진 장치(cyclone separator)로

이동된다. 제품수준으로 분쇄된 미분은 사이클론에서 집진되어 시멘트 사일로에 투입되고, 과 분쇄된 미분은

공기와 함께 세퍼레이터 백 필터(separator bag filter)로 유입되어 집진된다. 이와 함께 시멘트 분쇄기에서 공

기와 함께 이동한 시멘트는 메인 백 필터(main bag filter)에서 집진되어 이동, 최종적으로 라인에서 집결하여

보통 포들랜드 시멘트 제품이 생산된다. 본 기술에서는 세퍼레이터 백 필터로 유입되어 집진된 시멘트를 바이

패스 웨이(bypass way)하여 조강콘크리트 재료로 활용하고자 하였다.

2.2 석회석고미분말

석회석고미분말은 시멘트 제조 원료인 조합원료 제조 시 발생되는 미분말을 전기집진기로 집진한 미세한 입

자(electrostatic precitated dust)이다. 주성분은 석회석(CaCO3), SiO2, KCl, 점토질 광물 등으로 구성되어

있다. 최근에는 대부분이 시멘트 원료로 재투입되면서 일정량이 순환하는 시스템으로 구성되어 있으며, 그 순

환율은 약 7~15% 수준으로 제조설비에 따라 다소 차이가 있다. 특히, 석회석고미분말은 시멘트 수화물에 피

해가 없고, 분말이 매우 미세하므로 굳지 않은 상태에서는 점성증진에 의한 재료분리 방지, 응결촉진 및 수화

열 저감과 경화상태에서는 공극충전에 의한 압축강도 증진 및 수밀성 향상에 효과가 있다. OPC와 MFA의 물

리적 성질은 과 같다.

OPC 및 마이크로 필러 혼화재의 물리적 특성


3. 3. 3. 3. 현장적용현장적용현장적용현장적용

3.1 공사개요

당 현장의 경우, MFA를 이용하여 동절기 조기 강도 발현 방안으로

활용하고자 하였다.

및 은 현장개요 및 조감도를 나타낸 것이다.

현장 개요

현장 조감도

3.2 적용계획

적용계획은 과 같고, 콘크리트의 배합은 와 같다. 동절기 배합으로 사용하고 있는 기존 콘크리

트와 MFA를 OPC에 치환한 조강콘크리트 2 종류를 적용하는 것으로 계획하였다.

적용부위는 와 같이 지하 4층 합벽이며, 기존 콘크리트와 조강콘크리트는 메탈라스로 구분하여 타

설하였다.

현장 조감도

적용 계획

콘크리트 배합표


3.3 적용방법

압축강도 공시체는 표준양생과 구조체 관리용으로 구분

하여 관리 하였는데, 표준양생은 1일 양생 후 탈형하여

20±3℃의 항온수조에서 계획된 재령까지 양생하였고,

구조체 관리용 공시체는 구조체 옆에서 봉함양생 후 3일

재령까지 양생하였다.

구조체 콘크리트의 온도이력은 열전대(T-Type)를 매립

한 후 데이터 로거로 측정하였다.

은 콘크리트 타설, 양생 및 실험모습을 나타낸

것이다.

P형슈미트햄머 반발도 측정은 스위스 Proceq사 제품을

사용하였고, 반발도는 기존 콘크리트 및 조강콘크리트의

열전대 매립 위치에서 1일 양생 후 타격위치의 거푸집을

탈형하여 20회 수직 타격한 후 평균값을 사용하였다.

지하 4층 구조평면도

4. 4. 4. 4. 적용결과적용결과적용결과적용결과

4.1 굳지 않은 콘크리트의 특성

및 는 기존 및 조강콘크리트의 굳지 않은

콘크리트 실험결과를 나타낸 것이다. 평가결과, 유동성 및

공기량의 경우 다소 차이는 있었으나 모두 목표로 하였던

범위를 만족하는 것으로 나타났다. 또한, 염화물량 및 콘크

리트 온도도 KS 및 시방서 규준에 만족하는 범위로 나타나

현장적용 시 기존 콘크리트와 조강콘크리트의 물성차이는

없는 것으로 평가되었다.

굳지 않은 콘크리트 실험결과

현장 적용 모습

굳지 않은 콘크리트 실험 모습


4.2 압축강도 특성

4.2.1 구조체관리용 공시체

및 은 기존 및 조강콘크리트의 구조체 관리용 공시체

압축강도를 나타낸 것이다. 압축강도 측정은 거푸집 제거 가능시기인

5MPa이 발현되는 재령까지로 하였다. 압축강도 평가재령인 3일 까지의

평균 보양온도는 7.6℃인 것으로 기록되었다.

평가결과, 모든 재령에서 기존 콘크리트 대비 조강콘크리트의 경우

압축강도는 증진되었는데, 1일 재령에서 164%, 2일 재령에서 203%,

3일 재령에서 178% 수준인 것으로 평가되었다. 이는 MFA 중 미립자

시멘트의 분말도가 일반 시멘트의 1/2 수준이기 때문에 물과 접하는 비표면적이 넓어져 수화반응이 활발히 진

행되었기 때문인 것으로 분석된다.

특히, 거푸집 제거 가능 시기인 5MPa 도달 시기는 기존 콘크리트의 경우 약 3.1일, 조강콘크리트의 경우 약

1.8일로 추정되어 약 1.3일 가량 단축 되는 것으로 평가되었다. 즉, 동절기 콘크리트 골조공사 시 조강콘크리

트를 사용한다면 후속공정을 진행할 수 있는 거푸집 제거시기를 1일 이상 단축시킬 수 있을 것으로 예상된다.

구조체관리용 공시체 압축강도

압축강도 및 P형 슈미트햄머 반발도 실험 결과

4.2.2 표준양생 공시체

및 는 기존 및 조강콘크리트의 표준양생 공시체 압축

강도를 나타낸 것이다. 전반적으로 구조체 관리용 공시체의 경우와

유사한 경향을 나타내었는데, 모든 재령에서 기존 콘크리트 대비 조강

콘크리트의 경우 압축강도가 증진되는 것으로 평가되었다. 즉, 1일 재령

에 146%, 3일 재령에 170%, 7일 재령에 103%, 28일 재령에 108%

수준인 것으로 나타났다.

단, 7일 및 28일의 경우 초기재령 대비 압축강도 증진율이 작아지며

기존 콘크리트와 유사해지는 경향이었는데, 이는 초기재령에서 미립자

시멘트의 비표면적 증가에 기인한 수화반응이 촉진되었고 시간이 경과하며 미립자 시멘트가 소진됨에 따라

수화반응이 둔화되었기 때문인 것으로 판단된다.

압축강도 및 P형 슈미트햄머 반발도 실험 결과

표준양생 공시체 압축강도


4.2.3 P형 슈미트햄머 반발도 특성

및 는 기존 및 조강콘크리트의 재령 1~3일에

대한 P형 슈미트햄머 반발도를 나타낸 것이다. 평가결과, 전반적

으로 압축강도 결과와 유사한 경향을 나타내었으며, 조강콘크리

트의 경우 더 큰 반발도값을 나타내었다. 즉, 1일 재령에 115 %,

2일 재령에 115 %, 3일 재령에 116% 수준인 것으로 평가되었다.

은 P형 슈미트햄머 반발도와 구조체 관리용 공시체의

압축강도 결과를 상호 비교한 것이다.

전반적으로 반발도와 압축강도는 상관계수 0.930 이상의 양호한

상관성을 나타내었고, 거푸집 제거 가능시기인 5MPa를 추정하는

반발도값은 약 38인 것으로 나타났다. 즉, P형 슈미트햄머의

반발도값은 여러 가지 요인에 의해 구조체 관리용 공시체 대비

신뢰성은 다소 낮지만, 이와 같은 상관성 검토를 통해 구하여진

P형 슈미트햄머 반발도

반발도값을 이용한다면 현장에서의 거푸집 제거시기 결정 확인시

5MPa 도달 시기를 쉽게 예측할 수 있어 유용하게 활용될 수 있을

것으로 판단된다.

4.2.4 구조체 온도이력

은 기존 및 조강콘크리트의 구조체 온도이력을 나타낸

것이다. 평가결과, 먼저 기존 콘크리트의 경우 시간이 경과함에

따라 온도는 상승하기 시작하여 약 33시간 후 29.6℃의 최고온도

를 기록한 후 저하하였으며, 한편 조강콘크리트의 경우도 유사한

경향을 나타내었는데 약 30시간 후 36.7℃의 최고온도를 기록한

후 저하하였다. 즉, 조강콘크리트는 기존 콘크리트 대비 최고온도

가 약 6℃ 가량 높게 평가되었는데, 이는 초기재령에서의 미립자

시멘트 수화반응 촉진에 기인한 것으로 판단되며, 이에 따른 수화

열에 의한 온도균열 발생 확률은 미미할 것으로 사료된다.

P형 슈미트햄머 반발도(구조체 관리용 공시체)

구조체 온도이력


5. 5. 5. 5. 공기단축공기단축공기단축공기단축 효과효과효과효과 및및및및 경제성경제성경제성경제성

5.1 공기단축 효과

동절기 골조공사 시 조강콘크리트를 사용하였을 때, 후속공정

을 진행할 수 있는 거푸집 제거시기를 1일 이상 단축시킬 수

있었다. 이러한 특성은 당 현장에서 합벽구간 및 코어 선 시공

(VH 분리타설 적용)을 진행할 경우 합벽구간 거푸집 작업에

적용된 솔져(합벽 지지대)와 거푸집을 조기에 해체할 수 있어

거푸집 전용, 형틀목공 및 철근공의 자원배당에 매우 효과적인

것으로 분석되었다.

5.2 경제성 분석

당 현장에서 수행했던 방법을 기준으로 경제성 분석을 실시

하였다. 콘크리트 타설 후 내·외부 온도를 차단하기 위하여

단관 파이프, 로프 및 천막지를 이용하여 공간을 형성하였으

며, 열풍기(model : DS-100)를 가동하여 보양 온도를 유지

보양 공사 모습

열풍기 가동 비용 산정(1일 기준)

하였다. 조강콘크리트의 경우 수직 거푸집 제거 가능시기인

5MPa 도달 시기가 기존 배합 보다 약 1일 가량 단축 가능하

였기 때문에 열풍기 가동에 따른 1일 비용을 산정하였다.

즉, 동절기 공사 시설비, 열풍기 임대료, 현장 내의 소운반

등은 고려하지 않았으며, 지하 4층을 기준으로 분석하였다.

분석결과 과 같이 동절기 공사시 1일의 공사기간이

단축될 때, 약 1천만원의 보양비 절감 효과가 있는 것으로 평가되었고 또한, MFA 혼입 콘크리트에 대한 추가

비용이 발생되지 않기 때문에 경제성 측면에서 더욱 효과적인 것으로 분석되었다.

6. 6. 6. 6. 맺음말맺음말맺음말맺음말

당 현장에 적용한 MFA를 이용한 조강콘크리트는 굳지 않은 콘크리트의 물성에서 시방서 및 KS에 모두 만족

하는 것으로 평가되었다. 특히, 조기강도 발현으로 거푸집 탈형시기를 단축시킬 수 있었고, 양생기간 단축에

의한 간접비 절감 등 경제성 측면에서도 우수한 것으로 평가되었다.

향후 본 기술은 동절기 콘크리트의 조기강도 발현 기술로 널리 활용 가능 할 것으로 기대된다.


CCCCement & Concrete TermsCCCCement & Concrete Terms■■■■ 이어치기이어치기이어치기이어치기(placing chncrete in con- tact with hardened concrete)� 경화한 상태에 잇는 콘크리트에 접해, 새로운 콘크리트를 타설.

■■■■ 증기양생증기양생증기양생증기양생(steam curing)� 고온도의 수증기를 사용한 촉진 양생.

■■■■ 진공콘크리트진공콘크리트진공콘크리트진공콘크리트(vacuum concrete)� 콘크리트를 쳐서 넣은 다음, 표면에 진공 매트 등을 설치하여 내부의 압력을 내리고, 잉여수를 빨아들임과 동

시에 대기압에 의하여 압력이 가해지도록 하여 만드는 콘크리트.

■■■■ 진동기진동기진동기진동기(vibrator)� 아직 굳지 않은 콘크리트에 진동을 주어서 단단하게 하기 위한 기계(KS F 8004 및 KS F 8005 참조).

■■■■ 촉진양생촉진양생촉진양생촉진양생(accelerated curing)� 온도를 높게 하거나 압력을 가하거나 하여 콘크리트의 경화나 강도의 발현을 빠르게 하는 양생.

■■■■ 치기줄눈치기줄눈치기줄눈치기줄눈(du㎜㎜㎜㎜y joint)� 콘크리트의 표면에 단순한 흠을 만든 이음매.

■■■■ 콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트 플레이서플레이서플레이서플레이서(concrete placer)� 아직 굳지 않은 콘크리트를 압축 공기에 따라 수송관을 통하여 송출하는 장치. � .

■■■■ 콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트 펌프펌프펌프펌프(concrete pump)� 아직 굳지 않은 콘크리트를 기계적으로 압출하여 수송관을 통하여 연속적으로 송출하는 장치.

■■■■ 콜드조인트콜드조인트콜드조인트콜드조인트(cold joint)� 계속하여 콘크리트를 타설 할 때 먼저 타설한 콘크리트와 나중에 타설한 콘크리트 사이에 완전히 일체화가

되지 않은 시공불량에 의한 이음

■■■■ 치기치기치기치기(membrane curing)� 아직 굳지 않은 콘크리트를 소정의 위치에 투입하여 채워 넣은 것. placing 피막 양생 콘크리트를 다져서 표

면에 피막을 만들어 수분의 증발을 막도록 한 양생.

■■■■ 파이프쿨링파이프쿨링파이프쿨링파이프쿨링(pipe cooling)� 콘크리트에 매립한 파이프에 냉각수를 통하여 콘크리트를 냉각하는 것.

■■■■ 팽창줄눈팽창줄눈팽창줄눈팽창줄눈(expansion joint)� 팽창에 따른 압축응력에 대비하기 위한 콘크리트의 이음매.

■■■■ 표준양생표준양생표준양생표준양생(standard curing)� 모르타르나 콘크리트를 20℃ 전후의 수증 또는 습도 100％에 가까운 공기 중에 유지한 양생.

■■■■ 프리캐스트프리캐스트프리캐스트프리캐스트 콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트(precast concrete)� 공장이나 작업 현장 내에서 만들어, 부재로 하여 사용하도록 한 콘크리트.

■■■■ 프리팩트프리팩트프리팩트프리팩트 콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트(prepacked concrete)� 거푸집 내에 미리 굵은 골재를 충정하고 굵은 존재 사이에 모르타르를 주입하여 만드는 콘크리트.


●●●● 콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트 기술의기술의기술의기술의 혁신과혁신과혁신과혁신과 해외해외해외해외 건설건설건설건설 시장시장시장시장 수요수요수요수요 창출창출창출창출

1. 1. 1. 1. 머리말머리말머리말머리말

콘크리트는 사회기반시설물 및 민간 건축물의 건설에 가장 많이 사용되고 있는 대표적인 건설재료이다. 오

늘날 경제ㆍ사회ㆍ문화 전반의 급속한 발전으로 교량ㆍ도로ㆍ철도 등의 사회기반시설물과 초고층·대공간 건

축물 등에 대한 수요가 늘어나고 있다. 아울러 인구의 도시집중에 따른 과밀화, 도시 가용대지의 부족, 높은

지가상승으로 인해 국토의 효율적인 이용에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 구조물은 대형화ㆍ고층화

ㆍ장대화 되어가고 구조물에는 새로운 형식들이 적용되고 건설재료에 있어서도 다양한 신 재료가 개발되고

있다. 특히 콘크리트 분야에서는 시공성ㆍ강도ㆍ내구성이 훨씬 향상된 고성능 콘크리트(High Performance

Concrete; HPC)에 대한 관심과 수요가 점점 높아지고 있다.

국내 콘크리트 산업은 2012년 현재 14조원 정도의 규모로 성장하였다. 최근 콘크리트 구조물의 대형화·고

층화·장대화가 진행되면서 고강도 콘크리트, 고유동 콘크리트, 고내구성 콘크리트 등의 고성능 콘크리트 관

련 산업이 발전하고 있다. 고성능 콘크리트 관련 국내시장은 아직까지는 전체 콘크리트 시장의 약 2.5%인

3,000억원 정도이다. 하지만 현재 고성능 콘크리트를 필요로 하는 건설공사 프로젝트가 국내외에서 급증하

고 있어 그 시장 규모는 더욱 증가할 것으로 예상된다.

2. 2. 2. 2. 건설건설건설건설 프로젝트에서의프로젝트에서의프로젝트에서의프로젝트에서의 고성능고성능고성능고성능 콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트

전 세계적으로 50층 이상의 초고층 빌딩 건설 붐이 일어나면서 초고강도 콘크리트에 대한 관심과 개발이

가속화되고 있다. 국내의 경우 초고층 주상복합건물에 압축강도 180MPa의 초고강도 콘크리트가 시험 적용

된 바 있다. 그리고 그 이하의 압축강도 100~150MPa 정도의 고강도 콘크리트는 실용화 단계에 접어들었다.

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된 바 있다. 그리고 그 이하의 압축강도 100~150MPa 정도의 고강도 콘크리트는 실용화 단계에 접어들었다.

국내의 콘크리트 기술은 이미 세계적인 수준에 올라와 있다고 할 수 있다. 이러한 기술력을 바탕으로 국내

건설업계는 말레이시아 KLCC 빌딩(88층, 452m), 세계 최고층 빌딩인 부르즈 칼리파(Burj Khalifa, 160층,

808m) 등 해외에서 초고층 건축물 건설 수주에 성공함으로써 막대한 부가가치를 창출하고 있다. 국내에서도

용산 국제업무지구 랜드마크 빌딩(150층, 665m), 상암 랜드마크 빌딩(133층, 640m), 잠실 제2롯데월드

(123층, 555m), 인천 송도에 세계에서 두 번째로 높은 인천타워(151층, 610m) 등이 건설되고 있거나 계획

되고 있다. 이에 따라 앞으로 초고층 빌딩에 대한 수요는 지속적으로 높아질 전망이다. 그리고 고강도 콘크리

트를 중심으로 하는 고성능 콘크리트 개발 역시 더욱 확대될 것이다. 특히 SOC 건설사업과 관련하여 교량·

항만·공항·지하구조물 등에서 부재의 두께를 줄이고 경량화하여 경제성을 향상시키려는 노력과 함께 수명

연장을 위한 내구성 향상이 현재 화두가 되고 있다. 예로 부산-거제간 연결도로 사업 등 최근의 국내건설사

업에도 내구수명이 100년 이상인 고내구성 콘크리트가 적용되기 시작하였다.

3. 3. 3. 3. 전전전전 세계적으로세계적으로세계적으로세계적으로 초고성능초고성능초고성능초고성능 콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트 개발경쟁개발경쟁개발경쟁개발경쟁 치열치열치열치열

일반 콘크리트는 압축강도와 비교해서 훨씬 낮은 인장강도와 훰강도를 가지고 있기 때문에 연성(ductility)

및 에너지 흡수 능력이 매우 떨어진다. 이러한 콘크리트의 단점을 극복하기 위해 최근에는 섬유를 다량으로

혼입하여 높은 인성을 가지도록 제조된 초고성능 콘크리트(Ultra-High Performance Concrete; UHPC)가 개

발되어 적용되고 있다.

최신 초고성능 콘크리트 기술로는 프랑스의 부이그(Bouygues) 등이 개발한 RPC(Reactive Powder

Concrete), 일본의 가지마 건설 등에 의해 개발된 SUQCEM(SUper high Quality CEmetitious Material), 그

리고 한국건설기술연구원(이하 건설연)에서 개발한 K-UHPC(Korea-UHPC)가 있다. 이들 초고성능 콘크리

트는 압축강도가 150MPa 이상의 초고강도이면서 섬유를 다량으로 사용하여 높은 인장강도 또는 휨강도를

발현하는 특징이 있다. 이 초고성능 콘크리트는 선진국에서도 미래 신성장 동력 사업분야로 인식되어 이를

구조물에 활용하려는 기술개발이 한창 진행되고 있다. 따라서 이 분야에서 경쟁력 있는 기술을 누가 먼저 개

발하느냐 여부가 향후 건설시장에서 주도권을 잡을 수 있는 열쇠라고 할 수 있다.


4. 4. 4. 4. 국내에서도국내에서도국내에서도국내에서도 세계적인세계적인세계적인세계적인 초고성능초고성능초고성능초고성능 콘크리트콘크리트콘크리트콘크리트 기술기술기술기술 확보확보확보확보

최근 국내에서 개발한 K-UHPC는 나노 크기의 특수 혼화재 및 미수화물의 반응을 활성화시키는 방법으로

제조되며, 세계 최고수준의 압축강도인 200~300MPa(일반 콘크리트의 5~7.5배)을 가지며, 조직이 매우 밀

실하고 균열에 대한 저항성이 우수하여 내구수명이 200년 이상인 재료이다. 다양한 섬유 조합을 최적화하여

세계 최고의 인장강도 19MPa이 달성되었다. 이는 소위 콘크리트 선진국이라고 일컬어지고 있는 프랑스, 미

국, 일본 등의 것에 비해 1.3~2배 정도 높은 것으로 평가되고 있다. 초고성능 콘크리트는 재령초기의 자기수

축이 크게 발생하여 품질제어가 어려우나 건설연은 수축저감 기술의 개발을 통해 자기수축을 포함한 전체 수

축을 550 마이크로미터 정도로 일반 콘크리트와 동등한 수준으로 감소시켜 시공 시 초고성능 콘크리트의 수

축제어가 가능하게 하였다. 초고성능 콘크리트는 제조비용이 고가이기 때문에 구조물 건설에 잘 활용되지 못

했다. 그러나 상기 개발품은 재료의 국산화 및 사용 효율화를 통해 외국제품에 비해 초고성능 콘크리트의 제

조비용을 70% 정도 낮추는데 성공하였으며, 이는 초고성능 콘크리트를 실용화하는데 있어서 결정적인 역할

을 하고 있다.

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5. 5. 5. 5. 맺음말맺음말맺음말맺음말

경제성장 저하에 따른 SOC와 민간 시설물의 수요 부진으로 국내 건설경기는 침체상태에 있고, 향후에도

크게 개선되지 않을 것으로 전망된다. 따라서 국내 건설사와 설계사가 살아남기 위해서는 해외 건설 시장 진

출이 필수적이고, 이를 위해서는 국내 건설업계의 기술과 가격 경쟁력의 제고가 선행되어야 한다. 건설에서

콘크리트가 차지하는 역할과 비중을 감안한다면, 해외 경쟁력 향상을 위해서는 먼저 콘크리트 기술에서 경쟁

력을 가져야 하는 것은 당연하다. 현재도 국내의 콘크리트 기술력은 선진국 수준에 도달했다고 평가되고 있

지만, 콘크리트 관련 기술자들은 끊임없는 열정을 가지고 세계 최고 수준의 기술 개발 노력을 계속 경주해야

할 것이다. 또한 이를 뒷받침하기 위한 건설 R&D 투자도 지속적으로 확대되어야 할 것이다.

세계 최초 UHPC 보도 사장교 UHPC 적용 선유보도교

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