춘천대교·美 교량 활용 '슈퍼콘크리트', 축사·차도블록에도 적용

[이데일리 강민구 기자] 200년의 수명을 갖춘 초고강도·초내구성 슈퍼콘크리트 기술이 차도블록 등 생활 밀접시설에 본격적으로 적용될 전망이다.

김병석 한국건설기술연구원 박사는 교량(다리)이나 건축물과 같은 사회간접자본(SOC) 시설에서 안전성과 내구성을 입증한 기술을 활용한 제품을 자동화 설비로 양산해 선보일 계획이라고 8일 밝혔다.

김 박사는 200년 수명의 초고강도·고내구성 슈퍼콘크리트를 개발하고, 이를 이용한 세계 최초의 교량과 빌딩을 건설해 한국 건설기술의 위상을 높인 연구자이다. 이 같은 공로를 인정받아 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 수여하는 ‘이달의 과학기술인상’ 9월 수상자로 선정되기도 했다.

김병석 한국건설기술연구원 박사가 연구팀과 회의하고 있다.<사진=한국건설기술연구원>

미래 건설·구조물은 빅데이터와 인공지능 같은 스마트 환경을 지원하면서 곡선 등 다양한 디자인을 구현하고, 높은 내구성, 편리한 시공기술이 요구된다. 콘크리트는 값싸고 제작이 쉬워 현대 건설의 80%를 차지하지만, 수명이 50년 안팎으로 짧고 다양한 형태로 구현하기 어렵다. 이와 달리 고강도 강철 소재는 다양한 구조 표현이 가능하지만, 가격이 비싸고 부식에 취약하다. 이 둘의 장점을 합한 초고성능콘크리트(Ultra High Performance Concrete)를 개발하기 위해 세계 각국이 신수종·신재료 연구경쟁을 벌여왔다.

김 박사는 자갈 대신 마이크로·나노 물질과 강섬유를 사용해 조직이 치밀한 초고성능콘크리트를 개발하고 이를 ‘슈퍼콘크리트’라 이름 지었다. 슈퍼콘크리트는 압축강도 80~180메가파스칼(MPa), 수명은 200년이 넘어 일반 콘크리트 대비 강도는 5배, 수명은 4배 향상됐다. 반면 제조원가는 반으로 줄여 경제성을 높였다.

연구팀은 레미콘 트럭 믹싱 등 일반시공 건설기술을 확보하고, 다양한 재료실험을 통해 구조설계 지침을 마련했다. 이를 바탕으로 세계 최초 초고성능콘크리트 사장교 춘천대교(2017)와 울릉도 힐링스테이 코스모스 리조트(2017), 미국교량 호크아이 브릿지(2015), 고덕대교(2022년 완공 예정) 건설에 활용했다.

김 박사는 기술 검증부터 활용까지 오랜 기간이 소요되는 교량 설계·건설에서 안전성과 내구성을 입증한만큼 적용대상을 차도블록과 돼지 축사 시장에 확대해 올해안으로 상용화를 이뤄낼 수 있을 것이라고 예상했다.

우선 국내 건설업체와 자동화생산설비를 구축하고, 연내 국내 1조원 규모의 축사 시장에 진입할 계획이다. 슈퍼콘크리트를 활용해 축사를 지으면 콘크리트 부식을 막고, 두께도 얇으면서 안정화할 수 있다는 장점이 있다. 구축한 축사에 센서, 환경 개선 기술을 적용해 스마트동물농장으로도 활용할 수 있다.

또 김 박사는 차도블록을 도입한 연구자와 협업해 만든 ‘슈퍼블록’도 실생활에 적용할 계획이다. 김 박사는 “코로나바이러스감염증-19(코로나19)로 지연되고 있지만, 연내 국내 박람회에서 완성형 축사를 선보일 계획”이라면서 “차도블록에도 슈퍼블록을 적용해 도심에서 과속 방지턱 대신 내구성이 뛰어난 슈퍼블록 포장을 하면 파손방지 등 여러면에서 유리하다”고 했다.