철근 없이도 집이 뚝딱?…’슈퍼콘크리트’로 바꾸는 미래건축

강도 '5배' 강해 철근 불필요…공사비 10% 아낀다
다양한 쓰임새…하이퍼루프·군용 시설물에도 적합

 

[편집자주] 기술·사회·산업·문화 전반의 변화가 가속화하고 있다. 산업·문화 혁신과 사회·인구 구조 변화 등 여러 요인이 유기적으로 맞물린 현상이다. 다가오는 시대에 성공적으로 대처하려면 현재를 진단하고 미래를 가늠해 보는 지혜가 필요하다. 이를 위해 뉴스1은 세상 곳곳에서 감지되는 변화를 살펴보고 어떤 식으로 바뀌는지 '미래on'을 통해 다각도로 살펴본다.
 

울릉도 힐링스테이 코스모스 리조트 모습./한국건설기술연구원 제공

철근은 건축과정에서 필수재로 통한다. 건축물의 무게 등을 지지하는 역할을 하기 때문이다.

그러나 이젠 집을 짓거나 건축물을 올릴 때 철근이 필요하지 않을지도 모른다. 슈퍼콘크리트 덕분이다.

한국건설기술연구원이 개발한 슈퍼콘크리트는 시멘트와 모래만 사용하고 마이크로미터(100만분의 1m)와 나노미터(10억분의 1m) 크기의 여러 무기재료와 강섬유, 화학혼화제 등을 첨가해서 제조한다. 이런 제조 방법으로 보통의 콘크리트보다 강도가 4~5배 강하다.

인장강도도 강해 철근을 전혀 사용하지 않거나, 사용하더라도 일반 콘크리트보다 철근 사용량을 대폭 줄일 수 있다. 인장강도는 재료의 강도를 나타내는 수치로, 재료가 단절될 때까지 견딘 최대 하중을 평행부의 원단면적으로 나눈 몫이다.

실제로 울릉도 힐링스테이 코스모스 리조트가 철근 없이 슈퍼콘크리트로 건설한 사례다.

철강재 대체 효과로 10%가량의 공사비 절감도 가능하다. 특히 지금과 같이 가격이 급등해 수급이 불균형한 상황에선 더 효과적이다.

탄소 배출도 줄어든다. 일반 콘크리트에 비해 철근 사용량이 대폭 줄고 콘크리트 사용량도 30% 이상 줄일 수 있으므로 탄소 배출을 50% 이상 줄일 수 있다는 게 건기연의 설명이다.
 

슈퍼콘크리트를 사용해 제작한 하이퍼루프./한국건설기술연구원

◇속도 내는 상용화…'30배' 비쌌던 제조가격 낮췄다

상용화를 위한 궤도에도 올라섰다. 초기에만 해도 슈퍼콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 20~30배 이상 비싼 제조가격으로 구조물 적용과 확장성에 한계가 있었다.

그러나 건기연은 재료를 국산화하고, 고가의 재료는 성능에 영향을 주지 않는 범위 내에서 저가의 재료로 대체하거나, 배합 비율을 최적화해 외국 유사기술에 비해 50% 이상 제조가격을 낮춰 가격 경쟁력을 확보했다.

기술이전도 대기업 3건, 중소기업 15건 등에 마무리했고, 교량을 비롯해 축사 패널, 건축 내외장재, 해양 구조물, 건축물 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 춘천대교(2017년)와 울릉도 힐링스테이 코스모스 리조트(2017년), 고덕대교(2023년) 등이 슈퍼콘크리트로 지어진 건축물이다.

쓰임새도 무궁무진하다. 슈퍼콘크리트는 미래 교통수단으로 여겨지는 하이퍼루프 구조물에도 적용이 가능하다. 진공 상태 유지가 관건인 하이퍼루프 구조물에는 조직이 치밀하고 밀도가 높은 슈퍼콘크리트가 강재를 대체할 경쟁력을 가진 것으로 평가받고 있다.

특히 강재 소재의 하이퍼루프 구조물을 개발하는 미국, 유럽 등 외국과 달리 슈퍼콘크리트를 적용한 한국형 하이퍼루프 인프라 기술을 세계 최초로 개발한 상태다. 지금은 직경 4m의 실대형 하이퍼루프 튜브 시작품을 제작해 성능 실험을 하고 있다.

이밖에 무게가 중요한 급속 시공용 모듈러 구조, 기둥 간 간격을 늘릴 수 있는 물류창고, 에너지 저장 시설, 폐수처리장, 군용 시설물 등에도 적합하다.

건기연 관계자는 "슈퍼콘크리트는 다양한 구조물로 영역을 넓혀 나가고 있으며 성능뿐만 아니라 가격, 수명, 탄소중립 등 다양한 관점에서 볼 때 세계 최고 기술력을 확보하고 있으므로 국내는 물론 해외 시장을 선도해 나갈 것"이라고 말했다.

 

 

(서울=뉴스1)