Transcript 미래를 여는 자재ㆍ공법 7제

미래를 여는 자재ㆍ공법 7제
실내공기질 친환경 건축자재
새집증후군의 주요 원인물질로 알려진 휘발성 유기화합물(VOCs)과
포름알데히드의 공기 중 농도를 줄여 쾌적한 실내환경을 조성해주는
친환경 건축자재를 개발 하려는 것으로 건설기술연구원과 KCC가 연구
에 참여했다. 신축 공동주택을 대상으로 실내에 시공되는 석고보드, 벽지,
바닥재, 접착재, 도료 중 석고보드와 접착제를 대상으로 KS규격 및 친환경
건축자재 인증기준에 걸맞는 성능을 확보하는 것이 목표.
석고보드는 공동주택에서 벽지를 시공하기 전 마감재로 사용되는데 단열
성능을 발휘함으로써 에너지를 절약하는 것이 기본적 기능이다.
연구팀은 여기에서 한 걸음 나아가 실내 공기 중의 포름알데히드를 분해ㆍ
흡착할 수 있는 기능성 건축자재를 개발하는 데 성공했다. 또 접착제의 경우는
바닥 난방의 특성을 고려해 오염물질이 저방출되는 무기접착제를 개발하는 데
성공했다.
개발제품의 물질적ㆍ환경적 성능은 KS 규격 및 환경마크 기준에 부합하며
연구팀은 석고보드의 포름알데히드 분해ㆍ흡착 성능과 무기질 접착제의 오염물질
저방출 성능을 실제 측정을 통해 검증했다.
지하 대공간 用 고성능 지보재
미래형 도시개발사업의 하나로 손꼽히는 것이 대규모 지하공간이다. 지하에
대규모 공간을 조성하려면 역학적인 안정성을 확보하기 위해 일반 터널보다 성능이
훨씬 뛰어난 건설 소재가 필수적이다.
지하 대공간은 싱글셀이나 더블셀 구조를 적용하는데 지하역사나 방폐장처럼 내부
환경기준이 높은 경우에 적용되는 더블셀 구조에서는 고성능 라이닝 콘크리트가
필요하다. 또한 지하 대공간을 시공하려면 효율적인 품질관리방안이 수립돼야
하는데 품질관리 중 숏크리트의 초기 강도는 적절한 현장시험 방법이 부족한
실정이다.
유신코퍼레이션과 건국대 사회환경시스템공학부는 지하 대공간 건설에 필요한
고성능 소재로서 숏크리트(Shotcrete), 케이블볼트, 라이닝 콘크리트, 방배수재를
개발하고 품질관리 측면에서는 숏크리트의 초기 현장강도 시험기술을 개발하고 있다.
오는 2009년쯤에는 최종적인 연구 성과가 도출될 전망이다.
초고강도 섬유보강 콘크리트
한국건설기술연구원 구조연구부 연구원들이 역점적으로 개발하고 있는 연구
과제로, 건설핵심기술 연구개발사업으로 선정된 과제다.
이 연구과제는 초고강도 섬유보강 콘크리트, 즉 UHSC (Ultra High Strength Concrete)
의 재료구성과 제조기술을 국내 재료수급 환경에 알맞게 개발하고, UHSC의 역할적
특성과 내구 특성을 규명하며, 동시에 UHSC를 구조 부재로 사용할 때의 기대 성과를
검증하는 것이다. 이에 따라 연구진은 국내산 재료를 적극 활용해 레올로지 특성 및
강도 특성에 미치는 영향을 검토, UHSC의 최적 매트릭스 구성인자와 배합구성을
도출했다.
연구진에 따르면 초고강도 고성능 콘크리트는 약 200Mpa의 압축강도, 다시 말해
일반적인 보통 강도 특성을 지니며 또한 탁월한 내구 수명을 갖는 것으로 나타났다.
연구진은 현재 기술적 ㆍ 경제적 측면에서 실용화가 가능한 구조부재 개발에 관한
연구를 진행하고 있으며 오는 2010년 실용화를 목표로 하고 있다고 밝혔다.
FRP-콘크리트 합성 바닥판
FRP-콘크리트 합성 바닥판은 하부에 섬유강화플라스틱(FRP : Fiber glass Rein
Forced Plastic) 패널을 배치하고 그 위에 콘크리트를 타설해 완성시키는 신개념 구조를
말한다. 이때 FRP 패널은 가설공사의 거푸집 역할을 맡음으로써 건설공사의 시공성을
향상시켜주게 된다.
건설기술연구원은 이를 위해 바닥판에 대한 설계 개념을 수립하고 이를 토대로 PSC
I형 거더교량에 적용하기 위한 단면 최적화 작업을 수행했다. 그 결과 FRP 패널의
높이는 70mm, 부재 두께는 6.4mm, 콘크리트의 높이는 100~240mm가 최적 단면
이라는 결과가 나왔다. 또한 구조 부재로서 신뢰성 있는 성능을 보장하는 FRP 부재의
한계 두께는 6mm로 나타났다.
연구팀은 최적화된 FRP 패널에 대해 부모멘트 구간에서의 단면 최적화를 다시 수행해
콘크리트 높이를 150mm로 설정하는 것이 가장 바람직하다는 결과를 얻었다.
한편 이 최적 단면에서 사용된 FRP의 물량은 순수 FRP 바닥판에 비해 약 35%
수준인 것으로 나타났다.
타워형 PC 콘크리트 건축시스템
김승회ㆍ박홍근 서울대 교수와 박순규 울산대 교수, 홍건호 호서대 교수로 구성된
연구팀은 공기 단축형 복합구조시스템 건설기술을 개발하기 위해 가로세로 30m 30m
에 높이 30층까지 타워형 주거건물 건설게획을 수립했다. 건축 기본계획으로 부지
산정과 주차공간 및 외부공간 등의 배치계획을 세웠고 3BAY로 평면을 결정했다.
입면 계획으로는 프리캐스트 콘크리트(PC)의 장점인 다양한 형상의 가능성과 양질의
마감면, 다양한 표면처리 및 컬러 콘크리트 등을 이용해 시공과 동시에 마감이 가능
하도록 했다. 다면 게획은 요소기술의 개발로 층고를 3,050mm로 줄여 기준층을
기준으로 약 100mm를 줄였고 결과적으로 30층에서 1개 층의 차이가 되도록 경제성이
높은 층고를 개발했다.
연구팀은 고층아파트라는 관점에서 판상형 아파트에 대한 경쟁력을 높이기 위해
PC만의 장점을 더욱 강화하고 결과적으로 공정별 공기단축의 항목을 추출, 이를 해결
하기 위한 요소기술을 개발했으며 동시에 마감 공정을 단축하고 인건비를 절약할 수
있는 PC 구조시스템을 개발하게 됐다고 밝혔다.
아스팔트 코팅용 차열성 도료
한국도로공사와 동일기술공사 등은 여름철 도시의 열섬현상으로 포장도로 표면이
과열상태에 빠지는 것을 막기 위해 차열성 포장재를 개발하기로 하고 오는 2009년까지
연구를 진행하고 있다. 배수성아스팔트 포장도로 표면에 반사성능이 우수한 특수도료를
고팅해 포장면의 고온화를 차단하는 것이 기본 방향이며 이를 위해 연구팀은 실내ㆍ외
실험과 시험포장을 통해 무처리 포장과의 표면온도 차이를 측정ㆍ분석했다.
시험 시공은 기존의 일반 포장면을 일정한 깊이로 절삭하고 13mm 배수성 아스팔트
혼합물을 포설한 뒤 일정한 면적으로 여러가지 차열제를 혼합한 특수 도료를 도포하는
방식으로 진행됐다. 또한 특수도료별 특성 파악을 위해 온도계측과 기상관측을 위한
자료 측정설비 및 기상관측기를 설치ㆍ운영했다.
실험 결과 가장 차열 효과가 큰 것으로 판단되는 차열처리 도로 표면은 무처리 포장과
비교할 때 일사량이 강한 주간의 경우 최고 약 10℃ 이상 낮은 온도를 나타났다.
또한 새벽까지의 야간에도 최저 약 5℃의 감소 효과가 지속되는 것으로 나타났다.
아파트 골조 공기단축 시스템
서울대 방송우 ㆍ 이현수 ㆍ 박문서 교수로 구성된 연구팀은 국내 아파트 골조공사의
공기 경쟁력을 높이기 위해 RC구조 주거용 건물 골조공사의 국내 시공사례와 미국 ㆍ
캐나다 시공사례를 수집, 층당 공기 현황과 구조 설계 형식, 주요 공법 등을 비교 했다.
사례조사와 심층분석 결과 연구팀은 혁신적인 공기단축을 위한 핵심 요소기술을
도출 했다.
분석 결과 먼저 골조공사 공기 단축을 위해서는 시공단계에서의 단순 공법개선
만으로는 한계가 있으며 설계단계에서 시공성을 고려한 합리적인 구조시스템 설계가
필수적으로 선행돼야 할 것으로 나타났다.
또한 이번 연구에서 도출된 요소기술들의 상호 연관성과 제약요인을 고려해
단계적으로 공기단축 방안을 추진하면 아파트 골조공사의 층당 공기를 현재의 6일에서
3일로 줄일 수 있을 것으로 분석됐다.
골조공사의 층당 공기 단축은 비작업일을 줄이고 동시에 후속 마감공정을 줄일 수 있기
때문에 실제로는 200%(2배) 정도의 실질적인 공기단축 효과를 발휘할 것으로 분석됐다.