메뉴바로가기본문바로가기

동아사이언스

노후 아파트 내구성 늘리는 보강공법 나왔다

통합검색

노후 아파트 내구성 늘리는 보강공법 나왔다

2020.08.24 11:30
연구진이 개발한 보강공법 개요도. 노후 콘크리트 시설물에 탄소섬유 격자 보강재와 시멘트 혼합물을 시공했다. 건기연 제공.
연구진이 개발한 보강공법 개요도. 노후 콘크리트 시설물에 탄소섬유 격자 보강재와 시멘트 혼합물을 시공했다. 건기연 제공.

국내 연구진이 잘 타지 않는 불연소재인 탄소섬유 보강재와 시멘트 혼합물을 활용해 노후시설물의 하중저항능력을 2배, 내구수명을 3배 향상시킬 수 있는 보강공법을 개발했다. 

 

한국건설기술연구원은 낡은 터널과 교량의 성능을 2배 향상시킬 수 있는 이같은 보강공법 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 

 

국토교통부 자료에 따르면 노후시설물을 준공 후 30년을 기준으로 했을 때 교량이나 터널, 지하철 등 사회기반시설의 37%가 노후시설물이다. 20년 뒤에는 이같은 노후시설물이 80%로 늘어날 것으로 예상된다. 

 

그러나 노후시설물은 예산부족 등의 이유로 일시에 교체하기 어렵다. 수시로 유지보수를 실시해 성능을 유지해야 하고 성능이 부족한 시설물은 성능개선 공사를 실시해 사용수명을 늘려야 한다. 지하철 등 사회기반시설은 물론 주택, 아파트 등 주거시설의 90% 이상은 콘크리트로 시공돼 있는데 노후 콘크리트 시설물 보수를 위해 다양한 보강공법이 적용중이다. 

 

다양한 보강공법 중 고강도 탄소섬유를 시트나 판넬 형태로 접착 시공하는 방법이 일반적으로 활용된다. 구조물에 유기계 접착제를 활용해 탄소섬유 시트나 판넬을 부착하는 방식이다. 그러나 유기계 접착제는 화재에 취약하고 지하구조물 등 표면이 젖은 구조물에 시공하기 어렵다. 시공 후 접착된 부위가 수분에 노출될 경우 탄소섬유가 떨어지는 문제점이 있기 때문이다. 

 

김형열 한국건설기술연구원 인프라안전연구본부 선임연구위원 연구팀은 기존 탄소섬유 접착공법의 문제점을 개선하기 위해 유기계 접착제 대신 시멘트 혼합물을 활용하는 공법을 개발했다. 노후 시설물 표면에 격자 형상으로 제작한 탄소섬유 보강재와 고성능 시멘트 혼합물을 일체화 시공해 보강하는 공법으로 시멘트 혼합물이 접착제 역할을 대신한다. 

 

연구팀이 활용한 탄소섬유와 시멘트 혼합물은 모두 불연소재이기 때문에 화재 위험에 노출된 시설물 보강에 효과적으로 활용될 수 있다. 젖은 구조물이나 동절기에도 시공이 가능하며 누수가 발생해도 떨어지지 않는다. 또 탄소섬유는 철근처럼 부식하지 않기 때문에 제설제를 사용하는 도로 시설물이나 염분에 노출되는 방파제와 같은 해양항만시설물 보강에도 효과적이다. 

 

연구팀이 개발한 보강공법의 성능 검증 결과 구조물의 하중저항능력이 2배 향상됐다. 보강공법에 활용된 시멘트 혼합물에는 제철소에서 나오는 산업부산물이 50% 배합돼 기존 시멘트 혼합물에 비해 재료비를 50% 절감하고 내구수명을 3배 이상 늘렸다. 또 개발된 공법은 얇은 판넬 형태로 건축용 외장재, 시설물 보강용 자재 등 다양한 분야에 활용될 수 있다. 

 

한승헌 건기연 원장은 “앞으로 탄소섬유를 노후시설물 보강 등 건설산업 전반에 활용하는 연구를 확대할 것”이라고 밝혔다. 이번 연구성과는 5월과 7월 국제학술지 ‘머티리얼즈’와 ‘컴포지트 스트럭쳐스’에 각각 게재됐으며 국내외 특허로 등록됐다. 

관련 태그 뉴스

이 기사가 괜찮으셨나요? 메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

2 + 10 = 새로고침
###
    과학기술과 관련된 분야에서 소개할 만한 재미있는 이야기, 고발 소재 등이 있으면 주저하지 마시고, 알려주세요. 제보하기