[건축 재료] 콘크리트 어디까지 알고 있니?
 안녕하십니까! 삼블리 7기 조봉석입니다 :) 건축에서 가장 많이쓰이는 재료라고 하면 콘크리트라고 할 수 있을 것인데 건물 시공 뿐만 아니라 도로 포장에도 많이 사용 된다고 하는데 그 콘크리트에 들어가는 재료와 강도에 영향을 주는 요인들을 알아보러 함께 가보실가요??
또한 콘크리트는 골재가 용적의 70% 정도를 차지하며, 시멘트의 비율은 그 나머지인 30% 정도 밖에 되지 않는다고 합니다. 그리고 우리가 흔히 알고있는 " 시멘트 + 물 = 콘크리트 " 라는 상식은 잘못된 것이며 시멘트와 물을 단순 혼합하여 굳힌 것은 ' 시멘트 페이스트 ' 라고 불린다고 합니다. 물(Water)물은 콘크리트 용적의 15%를 차지하며 배합수는 콘크리트의 유동성을 가져다 줌과 동시에 시멘트와 수화반응을 일으켜 경화를 촉진하는 등의 역활을합니다 또한 기름,산, 유기불순물, 혼탁물 등 콘크리트나 강재의 품질에 나쁜 영향을 미치는 물질의 유해량을 함유해서는 안되며 해수를 배합수로 사용해서는 안된다고합니다 시멘트(Cement)수경성이 있어 물에 의하여 경화된다고합니다. 시멘트 성분이 일정한 경우 입자가 미세할수록 분말도가 높을수록 물과의 접촉 표면적이 크며 수화가 빨리 진행되어 초기강도 ↑며 분말도가 높을 때 단점은 풍화되기 쉽고, 수축균열 등이 생기기 쉽습니다. 그리고 시멘트를 물에 가하여 비비면 시멘트 중의 수경성 화합물과 물이 화학반응을 일으키는데 이 반응을 수화반응이라 하고 이 반응에 의하여 발생하는 열을 수화열이라 합니다.
골재(Aggregate)콘크리트 중 골재가 차지하는 용적은 70~80%이며 골재는 콘크리트의 시공성, 강도, 내구성에 큰 영향을 미치고 유해량의 먼지, 흙, 유기불순물, 염화물 등이 없어야하고 잔골재(모래)의 크기는 10mm체를 전부 통과하고 5mm체를 85%이상 통과해야하며 굵은골재(자갈)의 크기는 5mm체에 85%이상 남아야 한다고합니다.
혼화재료혼화재료는 크게 혼화제와 혼화재로 나누어져 있는데요 삼블리 6기 권순용 기자의 ' 혼화제? 혼화재? 콘크리트에 들어가는 여러가지 재료에 대해 알아봅시다. '
콘크리트 내의 시멘트 중량에 대한 물의 중량의 백분율이며 시멘트가 경화하는데 필요한 물은 시멘트 중량의 35~37% 정도이고 나머지 물은 콘크리트의 워커빌러티를 위하여 필요하다고 합니다. 콘크리트 경화시 자유수가 증발하여 외부로 빠져나가면서 콘크리트 중에 공극을 만들어 이 공극으로 인해 강도가 감소된다고 합니다. 2.골재의 품질 경화된 콘크리트 용적의 70~75%를 차지하는 골재는 입도가 골고루 섞여서 최소한의 시멘트와 물로 공극을 채워나가는 것이 강도 및 경제상으로 유리하며, 골재자체의 강도는 큰 것이 좋다고 합니다. 3. 양생 양생이란 적당한 온도의 수분을 공급해서 콘크리트의 경화가 원활히 진행되도록 하는 것으로 콘크리트 타설 후 7일(강도의 70% 발현)동안의 양생조건이 콘크리트 강도를 크게 좌우한다고 합니다. 4. 혼화재료 콘크리트 성질을 개량하는 것으로 강도에는 불리한 경우가 많으므로 사용량을 적게하고 주의해야 합니다. 5. 배합 적당한 배합으로 소요의 시공연도를 얻게하며 장시간 비빔시 재료분리, 경화체 강도 저하가 발생한다고 합니다. 콘크리트는 건축과 구조 엔지니어링에 있어서 모든 형태와 크기로 사용되고 있다고 합니다. 주로 기초벽과 기초건물의 슬라브, 계단, 보도, 포장 등 콘크리트의 사용량이 증가 하고 있으며 손쉬운 건물 시공 방법으로 모든 건물의 형태에서 사용이 증가하고 있다고도 합니다. 콘크리트는 오래된 건설재료이지만 재료의 혼합 기술이 나날이 발전하고 있다고 하는데 정말 대단하지 않나요??? 지금까지 이렇게 팔방미인인 콘크리트에 대해 알아보았습니다.
3. 건축구조용 화학소재 분야 기술동향 (건축구조물 내구수명 증대 관련 기술동향) 최근 건설기술은 균열을 저감시키거나 외부 열화인자를 차단하여 구조물의 노후화 방지 및 내구수명 증대를 도모하고, 내구연한 동안 초기성능을 유지하여 유지관리 비용 감소 및 내구수명을 증대시키기 위한 새로운 개념의 구조용 화학소재 기술에 활발한 연구가 진행되고 있다. 건축물 하자 발생 유형 및 내구수명 증대 관련 기술
이는 건축물 설계 시 사용 수명을 예측할 수 있는 지능형 건설재료에 대한 수요가 증대되고 있는 이유이다. 건축물의 초고층 및 대형화 추세로 건축물에 손상이 발생할 경우 유지보수가 매우 어렵고 비용이 크게 발생하고 있어 균열 보수, 열화인자 차단 관련 기술개발에 상당한 노력을 기울이고 있다. 최근의 건축구조물 보수․보강 기술은 다양한 기능과 소재 복합화에 대한 니즈가 증대됨에 따라 고부착성, 기체차단성, 염화물차단성, 고내후성 등 기능성 부여 및 다양한 용도 확대로 기술이 집약되어 있다. 특히 콘크리트 구조물의 균열복구, 균열 자기치유, 열화인자 유입차단, 단면복구를 위한 구조용 화학소재 기술에 대한 실용화, 제품화가 유지관리 시장을 가속화 시킬 것임. 또한 친환경 소재, 유무기 하이브리드 및 나노 소재 기술을 활용하여 콘크리트의 표면 및 내부의 흡수율 감소, 부식 발생 억제를 위한 표면처리 관련 시장의 급속히 팽창이 예상된다. (지진 피해 건축물의 구조 안정성 확보를 위한 보수보강 기술동향) 지진과 계속되는 여진 발생으로 인한 건축 구조물의 손상은 지진 재해위험 노출, 사회적 불안감 증가, 내구연한 감소 및 시설물 서비스 수준 저하 등을 유발하고 있어 구조부재 보수, 내진성능 보강, 내구수명연장을 위한 고성능 구조용 화학소재의 적용 연구 및 체계적인 보강공사를 위한 기술개발에 대한 관심이 높아지고 있다. 건축구조물 유지관리 기술의 주요 고려 인자
현재 건축 구조물의 지진피해 등급은 Pacific Earthquake Engineering Research (PEER) 자료를 기초로 하여 균열 폭에 따라 손상정도가 구분되고 있으며, 중요 구조내력 부위인 기둥이나 보 등에서 발생하는 균열 폭과 내진성능 상관관계에 따라 지진 피해 보수보강을 위한 기술적 검토 및 제품 성능 구현에 초점이 맞춰져야할 것이다. (건축구조물 유지관리 시장의 확대와 더불어 다양한 소재 및 성능을 포함하는 제품 개발) 세계 건축용 화학소재 산업은 미국과 유럽의 글로벌 다국적기업이 시장을 주도하는 가운데, 고도기술을 보유하고 있는 일본기업들이 특화된 제품 출시로 폭넓은 시장을 점유하고 있다. 특히 2012년에 3조5000억원을 이상을 차지하고 있는 국내 건축물 유지관리 시장에서 국내 기업의 차별화 기술력 부족, 중국과의 가격 경쟁 열세로 시장 확대가 어려운 실정으로 고기능화, 활용성의 확장을 위한 혁신기술개발, 가격절감 기술을 통한 고부가가치형 신제품 개발이 필요하다. 급변하는 건축구조물의 고층화, 대형화, 경량화와 함께 시공방식도 자동화, 고속화, 정보화 추세 속에서 건축구조용 화학소재도 이에 맞춰서 다양한 기능이나 특별한 성능을 가진 제품의 개발이 요구되고 있음. 이러한 중요성으로 인해 보수/보호/보강용 화학소재도 고강도화나 고내구성 기술, 경화속도제어를 통한 구조물 일체화 거동, 콘크리트 내부로 수분이나 이산화탄소 침투는 차단하면서 수증기는 투과하는 표면처리 특성 제어, 강알칼리인 콘크리트에 적합한 보수․보호 조성이나 시공방법 등 여러 방면으로 국가주도의 연구개발이 이루어져야 할 것이다. 건축구조용 화학소재 제품에 대한 연구는 사용원료 및 요구 성능에 따른 다양한 열화인자의 차단 메커니즘을 규명하고 내구성 및 고성능을 요구하는 응용제품에 대한 물리․화학적 특성을 개선하여 제품화하는데 집중하고 있다. 현재 콘크리트에 발생하는 균열, 부식, 침식 등을 보수하기 위해 구조용 접착제, 복합소재, 열화인자 차단 보호재 등 핵심소재 기술에 많은 노력을 기울이고 있는 것도 그러한 맥락이다. 전 세계적으로 유지보수 이슈와 맞물려 건축구조용 화학소재의 첨단화 및 고성능 소재로의 전환이 확대되고 있음. 특히 유럽에서의 산업규제 및 유지보수 시장이 확대되면서 BASF, Mapei, Sika, Henkel 등의 다국적 기업을 중심으로 연구개발에서 상용화까지의 모든 관련 스펙에 대한 면밀한 분석을 통해 다양한 소재 및 성능을 포함하는 제품 개발에 주력하고 있다. 고부가가치 건축구조용 화학소재 제품 시장에서 외국계 기업의 신기술 개발과 신규시장 확보를 위한 M&A를 진행하고 있으며, 급성장하고 있는 건설 재료시장에서 국내기업의 기술수준은 유럽, 일본 등 선진국의 벽을 넘지 못하고 있는 상황이다. (구조물의 다양한 열화원인에 따른 보수재료 선정, 설계 대책, 시공방법 등에 대해 지속적 성능 평가체계를 포함하는 기술) 고층화, 대형화 추세에 따라 고유동 콘크리트, 고강도 콘크리트, 고내구성 콘크리트 관련 시장에서 다양한 기능이나 특수한 성능을 가지는 화학소재를 중심으로 균열 보수, 표면 보호 코팅, 단면복구 관련 기술을 중심으로 개발이 추진되어야한다. 국내 건축물 유지관리 시장의 급속한 확대와 더불어 차별화된 성능을 통한 소재를 기본으로 복합화 하여 성능을 향상을 도모하는 연구가 활발히 전개되고 있으나, 다양하고 복합적인 기술개발 및 제품 적용 활성화가 미비한 상황으로 Low-tech 산업이라는 인식으로 인해 정부지원 정책에서 소외되고 있으며, 다양한 제품에 비해 체계적인 연구는 충분히 진행되지 못하고 있는 실정이며, 국내 제조업체들은 제품 구성요소의 일부 또는 전부를 수입하여 배합․생산하고 있는 수준이다. 건축구조물 화학소재 및 유지관리 기술 분야는 상당한 기술 축적 없이는 세계 수준의 제품 성능 및 공정 기술로 진입하기에는 산업으로 아직까지 기초 기술 기반이 취약하고 원천소재의 해외 의존도가 높아 국내업체의 체계적인 연구개발이 확립되지 못하고 있는 상황에서, 건축구조용 화학소재는 사용목적에 따라 보수(repair), 보호(protection), 보강 (reinforcement) 으로 분류되고, ISO/TR 16475, ISO TS/NP 16774, EN 1504에서는 물성 및 적용 지침이 세부적으로 관리되고 있어 향후 기술개발 및 제품화를 위해 우선적으로 반영되어야한다. (균열 보수재 관련 기술개발 동향) 일반적으로 균열 보수재는 콘크리트에 발생한 균열 부위에 주입 또는 충전하여 균열을 저감시키거나 손상 부위를 보수하여 염분, 수분, 산소 등을 차단하고 지속적인 내구성 및 유지관리를 위한 구조용 화학소재로 주요 시장니즈에 대한 첨단소재 기술의 활용이 중요한 이슈가 되고 있다. 특히 균열의 원인, 보수의 범위 및 규모, 환경조건, 공사기간, 경제성 등을 고려하여 구조용 화학소재의 고기능화를 통한 국가 주력기반 산업의 고성장과 기술개발투자를 유도하는데 큰 효과가 있는 산업분야로 나노, 마이크로캡슐화, 자기치유 등 다양한 소재기술이 융합되는 방향으로 급속하게 변화하고 있다. 균열 보수재 기술 동향은 스마트 및 나노 기술에 대한 니즈가 증가되면서 콘크리트 균열 저감, 급속 균열 보수, 균열 자기치유, 균열 감응 동작 등 새로운 개념의 보수재 및 특수 기능강화로 다양한 기술개발이 요구되고 있는 추세다. 특히 최근에는 고부착성능, 균열 추종성, 콘크리트와의 열팽창계수 및 탄성계수를 고려한 마이크로캡슐화, 잠재성 경화, 박테리아 활용 기술 등 효과적인 균열 보수를 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 균열 보수용 접착제의 현황으로는 콘크리트와 접착성이 우수하고 일체화 거동 특성을 가지는 에폭시계, 아크릴계 접착제 및 폴리머 시멘트 슬러리 등 보수용 접착제 적용을 통한 균열 보수가 가장 보편화된 상용화 기술이다. 균열의 진행, 균열 폭, 구조물의 종류 및 단면크기 등에 따라 사용할 재료의 적합성을 검토하는 것이 중요하고 접착강도의 재현성, 경화시간의 최적화, 지속적인 접착거동 등 균열 보수에 대한 근본적인 해결 기술이 필요하다. 현재 많은 종류의 균열 보수용 접착제 제품이 상용화되고 있으나, 국내시장은 BASF, Mapei, Henkel, Sika 등 글로벌 기업의 독점화가 심화되고 있으며, 범용 분야를 제외하고 극히 일부 품목만 국산화가 되고 있어 기술의 해외 의존도가 높은 상황이다. 마이크로캡슐화 균열 보수에 있어 대표적인 예로 코어(core) 물질로 기계적 물성 및 콘크리트와 상용성이 우수한 구조용 접착제를 마이크로캡슐화 하여 콘크리트 내부에 분산시키고, 추가적이 균열이 발생하는 경우 캡슐이 파괴되어 균열을 보수하는 연구가 진행되고 있는데. 현재 가시화된 기술로 에폭시계 접착제를 urea formaldehyde 또는 melamine formaldehyde로 마이크로캡슐을 제조하고 캡슐 파괴에 의해 2액형 보수재가 방출된 후에 반응하여 균열부를 보수하는 기술이 개발되고 있다. 아직까지는 콘크리트 계면에서 경화반응이 불안정하고 균열부위로 낮은 침투성, 경화반응시간 지연 등에 대한 기술적 개선이 요구되고 있음. 이를 위해 균열부위 침투를 위한 경화속도제어, 경화수축변형, 콘크리트 강도 저하 없는 일체화 거동 등 다양한 방면으로 균열 보수재 조성물에 대한 연구개발이 필요한 부분이다. 유리 캡슐 튜브 균열 보수방법으로는 기존 균열 보수재가 균열부위로의 침투성과 경화반응이 늦다는 점을 보완하기 위해 유리튜브(glass tube)에 EC(ethyl cyanoacrylate)을 충전하여 사용하는 기술이 개발됨. 경화반응이 빠르기 때문에 균열이 발생과 동시에 보수할 수 있다는 장점이 있으나 수분이나 공기 등에 의해 미리 경화되어 콘크리트와의 접착력이 저하되는 단점도 있다. 온도 및 반복 하중 둥에 의한 균열 폭이 변화하는 경우 보수재의 박리가 발생하기 때문에 속경화가 가능하며 다양한 균열부위에 적용이 가능한 새로운 반응형 균열 보수재에 대한 연구개발이 필요하다. 균열 보수재의 마이크로캡슐화 기술
EC(ethyl cyanoacrylate)를 포함하는 유리 캡슐 튜브 활용 사례
Shape Memory Polymers (SMP)의 균열 보수 적용 사례
고흡수성 수지를 활용한 균열 차단 기술로 콘크리트에 발생한 균열을 차단하는 방법으로 SAP(super absorbent polymer), MgO-CaO, lignosulphonate, 마이크로섬유(microfiber) 등을 복합적으로 이용하여 자기수축 및 건조 수축을 감소시켜 균열 발생을 억제하는 연구가 진행되고 있다. 수화반응에서 발생하는 자기수축 또는 내부 구속응력을 감속시켜 균열 발생을 방지하고 동경융해로 인한 콘크리트 파손을 억제할 수 있어 최근 이슈화되고 있다. 콘크리트 균열 발생 후 수화되지 않은 시멘트 입자가 균열 사이로 들어온 물과 반응해 C-S-H의 생성 및 CaCO3의 침전이 발생하게 되며 이러한 생성물들이 균열을 차단하는 원리로서, SAP를 통해 축적된 물이 내부양생(internal curing)효과를 나타내고 시멘트 입자의 추가적인 수화반응 및 균열 복구를 유도하지만, 콘크리트 내부에 공극 생성으로 압축강도 및 인장강도가 감소에 대한 근본적 해결 기술이 필요하다. SAP를 적용한 균열 보수 적용 사례
콘크리트 표면 보호재는 중성화, 염해, 수분침투에 의한 동결융해, 화학적 침식 등 열화인자가 콘크리트 내부로 유입되는 것을 차단하여 구조물의 내구성과 안전성을 확보하기 위한 고기능성 표면처리 기술이다 콘크리트 열화현상 및 표면 보호재의 주요기능
일반적으로 콘크리트 표면에 에폭시, 폴리우레탄, 아크릴 수지 등 도막을 형성하는 코팅식과 실란, 실리콘 계열의 재료를 콘크리트 공극에 침투시켜 소수성을 확보하는 침투식으로 분류되며, 표면 보호성능과 제조단가의 경제성이 확보되는 아크릴이나 실란계 기반의 콘크리트 표면 보호재가 건축재료 시장의 주를 이루고 있다. 일본의 경우 내알칼리성 및 내구성이 우수한 실리콘 수지계 마감재가 개발되어 현재 실용화 단계에 있으며, 관련 성능 규정을 제정하여 사용하고 있는데, 최근 고성능 복합화 제품 개발이 요구되고 있으며, 구조 및 재료의 안정성과 함께 경제성이 확보된 보수재료 개발 및 공법의 연구가 활발하게 진행되고 있는 추세이다. 콘크리트 표면에 일정한 피막층을 형성하는 코팅식 제품은 외부 열화 인자를 차단하는데 매우 효과적이지만 과도한 습윤면에 적용할 경우 부착강도 저하로 인한 탈락 및 내구성 발현이 저하되고, 반면 침투식은 장기적 침식조건이나 균열발생에 대한 성능확보가 어려움이 있어 근본적인 기술적 개선이 필요한 상황이다. 침투성 발수제는 현재 Dow corning, Shinetsu, Wacker, Evonik 등 다국적 기업에서 생산된 제품이 대부분을 차지하고 있음. 용제형 제품에서 수성형 등의 친환경이 제품이 다양하게 출시되어 있으며, 콘크리트 내부에 침투 경화되어 가교피막 형성하여 수분 침투에 의한 표면 백화현상이나 콘크리트 동결융해, 철근 부식 방지를 위해 가장 보편적으로 사용되는 표면 보호재 기술이다. 침투성 발수제 적용사례
자기세정 표면보호재 적용 사례(Sto Lotusan)
또한 마이크로캡슐과 촉매를 매트릭스에 분산시키는 기술의 문제점을 해결하여 콘크리트 표면에 도포한 후 균열 발생하게 되면 캡슐이 파괴되어 내부의 코팅 물질이 균열부로 이동하여 특별한 촉매제 없이 수분, 산소, 태양광 (UV)에 의한 경화반응이 일으키는 기술을 개발하는데 마이크로캡슐로부터 코팅 물질이 나오게 하는 원인 작용을 기계적인 파괴뿐만이 아니라 물리적 및 화학적인 작용으로 확대를 위한 기술개발 진행이 필요하다. 나노 복합 표면처리제 방식은 수분 및 외부 유해물질 등의 침투를 방지하기 위해 나노 합성 무기질 활성탄소계 표면처리재료를 콘크리트 표면에 도포하면 콘크리트 조직에 침투하여 미세기공을 가지게 되는데 미세기공은 직경이 3~100Å으로 열화인자를 차단할 수 있는 기술로서, 콘크리트 표면에 합성수지계 도막은 시간이 경과됨에 따라 내부 수분의 팽압 작용으로 인한 부풀음 및 탈락 등이 발생하지만 나노복합 활성탄 표면처리제의 경우에는 내부의 모세관 공극에 균질하게 침투하여 통기성을 나타내어 장기적으로 박리, 탈락, 변형 등의 문제점을 해결하는 기술이 개발 중이다. (콘크리트 단면 복구용 보수재 관련 기술현황) 단면 복구재는 콘크리트 구조물에 있어서 손상에 의해 탈락한 콘크리트 부분이나 보수시공을실시하기 위해 절취한 콘크리트의 결손부분을 원래의 상태로 복구하는 재 보수재로서 콘크리트와 동등이상의 강도를 발현하여야 하며, 바탕체인 콘크리트와 유사한 열팽창계수, 작은 경화 수축률, 콘크리트 및 피복 재료와의 부착성이 우수한 구조용 화학소재 기술이다. 일반적으로 단면복구용 보수재료는 일반 시멘트, 에폭시계, 아크릴계 및 SBR 모르타르를 활용한 보수재료 등이 이용되고 있지만 그중에서도 에폭시계 모르타르 보수재료가 주를 이루고 있음. 에폭시 수지계 보수재료 및 시공방법은 부착성능 및 구조적 강도가 우수한 장점이 있지만 신구 콘크리트 사이에 조인트가 발생하여 국부전지에 따른 철근부식 현상을 유도할 수 있는 문제점이 있다. 에폭시 수지계 보수재료는 콘크리트와의 열팽창계수 및 탄성계수의 차이와 접착면 피막형성 등으로 인한 탈락현상이 유발됨. 또한 내부의 수분을 외부로 배출하지 못하여 철근 부식뿐만 아니라 결로 현상을 발생시키며, 주요 내구성 저하의 원인을 근본적으로 보수가 이루어지지 못하기 때문에 내구성 향상을 기대하기 어렵다. 단면 복구재 내부에 나노 입자 및 파이버를 첨가 하여 소성 수축 균열 방지, 인장강도, 압축강도 등의 성능을 개선하기 위한 기술 개발이 진행되고 있는데 BASF사에서는 모르타르에 나노 파이버 첨가한 Emaco® Nanocrete repair mortar 제품 개발 하여 실증시험을 진행 중에 있고 Sika사는 나노 입자를 첨가한 Watertight Concrete 제품을 출시했다. 콘크리트 공극에 물이 침투하게 되면 추가적인 수화반응에 의해 결정이 생성되어 스스로 공극을 채워 누수를 차단하는 기술을 적용하고 있다. 네덜란드 델프트 공대의 Koleva. et al 연구팀은 2012년 8월 싱가포르에서 개최한 “37th Conference on Our World in Concrete & Structures”에서 나노물질로 PEO113-b -PS70 micelles과 PEO113-b-PS780 vesicles을 첨가한 단면 복수재를 발표했다. 이는 나노 입자가 모르타르 공극에 채워지면서 중성화를 차단하고 pH 변화에 따라 반응하여 철근 계면에서의 부식을 차단하는 핵심기술기도 하다. (지진 피해 저감용 보수 보강 관련 기술현황) 지진에 의한 피해 발생을 방지하기 위해 지진으로 인해 전달되는 진동을 저감시키거나 건축구조물 벽체, 슬래브, 보 등 구조 내력 부위에 구조물의 강성, 감쇠 등을 제어하기 위한 보수 보강 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근 지진 피해 저감 화학소재 기술로 MAPEI사에서는 Bayer Material Science AG, Karlsruhe Institute of Technology(KIT), KAST와 공동으로 지진 발생 시 구조물 벽체의 균열, 탈락을 방지할 수 있는 “MapWrap EQ system” 벽체 시스템을 개발하여 제품화했다. 이는 Bayer Material Science의 폴리우레탄 접착제인 Dispercoll U를 사용하여 콘크리트 벽체와 보강섬유의 일체화 구조를 형성하여 구조물 벽체의 내하력, 연성동 및 전단강도를 향상시켜 지진에 의해 발생되는 전단력에 대하여 급격한 전단파괴가 발생하지 않도록 벽의 인성(Toughness)을 증진시키는 화학소재 복합화 기술개발이다. 4. 건축구조용 화학소재 개발 방향 건설기술의 글로벌 경쟁력 강화를 위해 새로운 성능개념의 “Green & Smart” 화학소재에 대한 개발 요구가 증가, Low-Tech 산업이라는 인식으로 인해 선진국 대비 전략적 연구개발 및 상용화 체계 미흡한데 이에 대한 보완점으로는 건설산업의 패러다임 변화를 통해 기술 고도화를 모색하고 가치 창조형 첨단산업으로 도약시키기 위한 핵심소재기술을 적극 활용하여 선진국 수준의 기술경쟁력 확보와 세계시장 선도를 위한 중장기적 대책마련이 필요하다. 또한 미래시장 선점 및 세계 선도를 위해 구조용 화학소재의 고기능화는 국가 주력기반 산업의 고성장과 기술개발투자를 유도하는데 큰 효과가 있는 산업분야로 첨단소재기술이 융합되는 방향으로 산업적 전략 수립과, 최근 지진 발생으로 인한 건축 구조물의 손상에 대해 구조부재 보수, 내진성능 보강, 내구수명연장을 위한 고성능 구조용 화학소재의 연구 및 체계적인 보강공사를 위한 기술개발이 근본적으로 이루어져야할 것이다. 사회적인 이슈와 맞물려 건축 구조물의 유지관리 및 내구수명을 증대시키기 위한 첨단화 및 고성능 소재로의 전환이 확대됨에 따라 새로운 개념의 화학소재 관련 연구개발이 주를 이루고 바, 건축물 유지관리 시장의 급속한 확대와 더불어 고급화, 다기능화 소재의 융합기술 개발을 통해 사회적 요구를 충족시키고 전방 산업의 국제 경쟁력 향상에 기여하게 될 것이며, 건축기술 분야의 스마트 및 나노 기술에 대한 니즈가 증가되면서 첨단 소재기술을 활용한 새로운 개념의 차별화된 성능 및 고부가가치화를 유도하는 화학소재 개발이 우선되어야 할 것이다. 건축구조용 화학소재의 기술방향은 기존 유지관리 기술을 포함하여 소재 개발 사업을 체계화하고, 소재와 시공기술간 시너지 창출을 위한 유기적 협력체계, 첨단소재 기술의 실용화, 차별화된 산업기술을 지속시키고 융합 선진 기술 확보를 통한 실제 건설현장에서 적용하여 미래 건설시장 우위를 선점할 수 있는 혁신적인 산업 구조 고도화 구현에 있다. 국내 건설재료관련 시장은 중소기업이 대부분으로 개발기술의 국내 파급 및 국내 기업의 해외 진출, 창조형 해외 신시장 창출에 기여할 수 있으며, 글로벌 시장변화에 대응하기 위한 시장 선도형 고부가 기술개발로 건설 산업의 기술 고도화를 모색하고 시급성과 중요도를 고려하여 핵심소재기술 선점을 위한 단계적인 연구개발이 필요하다. 더불어 고부가가치 표면처리 기술 창출, 균열 보수 신규 시스템, 반복적 균열에 대응하는 능동형 기술, 콘크리트 균열 자기치유 기술이나 균열 저감 및 균열 추종성 확보를 위한 첨단 기술의 융합화로 새로운 수요의 창출과 건설 산업의 제고를 통한 국가 경제발전 선도할 수 있을 것이다. 남상덕 기자 [참고문헌] PD ISSUE REPORT NOVEMBER 2016 VOL 16-11 저자 : KEIT 화학공정 PD실 한정우 PD 한국건설생활환경시험연구원 김영근 본부장/박동협 책임연구원 울산TP 정밀화학소재기술연구소 김기수 실장 <저작권자 ⓒ TIN 뉴스 무단전재 및 재배포 금지> 이 기사를 후원하고 싶습니다. 독자님의 작은 응원이 큰 힘이 됩니다.
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