▲ 면상발열체. <제공=한국건설기술연구원>

[아유경제=조명의 기자] 한국건설기술연구원(이하 건설연)은 남북한인프라특별위원회 연구팀이 영하 15℃의 혹한 기후 대응을 위한 고성능 콘크리트 시공 기술과 인공지능(AI) 기반의 동절기 시공관리 시스템을 개발했다고 이달 17일 밝혔다.

동절기에 타설된 콘크리트는 재료 불량, 양생기간 부족 등의 품질관리 문제가 발생할 수 있기 때문에 극한의 온도 조건이 고려돼야 한다. 그렇지 못한 경우 콘크리트 적정 강도를 확보하지 못해 인명피해를 비롯한 사고 발생의 우려가 있었다.

이에 연구팀은 동절기에 고성능 콘크리트의 초기 강도 향상을 위해 구성 재료 선정과 다양한 역학적 성능 검증 등을 통해 최적의 배합을 도출했다. 결과적으로 국내 최초로 초기 응결 시간을 16% 단축했고, 콘크리트 타설 후 1일 만에 거푸집 탈형 강도 14MPa(약 140kgf/㎠) 이상인 19.6MPa(약 196kgf/㎠)을 확보했다.

이와 함께 연구팀은 동절기 콘크리트 보온ㆍ양생작업시 갈탄 연료 사용에 의한 일산화탄소 질식 사고를 예방할 수 있는 저비용ㆍ고효율 양생 기술도 개발했다.

기존에는 콘크리트 보온ㆍ가열 양생시 화석원료와 메탄올 성분의 원료를 용기에 담아 건물 내부에서 가열했으나, 개발된 기술은 나노 탄소 기반 재료가 포함된 면상 발열 시트를 활용해 낮은 전기 공급으로도 높은 열효율을 발휘한다. 얇은 면상의 전도성 발열체 위에 금속 전극을 설치한 후 절연 처리해 면 전체가 발열되는 원리다.

이에 따라 기존 방식의 문제점인 열원이 위치한 부위만 과열되는 온도 집중 현상을 해소할 수 있을 뿐 아니라 화석연료를 사용하지 않아 일산화탄소 질식 사고를 예방하고 이산화탄소를 배출하지 않으므로 탄소중립 기여 효과도 기대할 수 있다.

향후 국내 동절기 공사뿐만 아니라, 몽골, 러시아, 우크라이나, 중국 등의 북방지역으로 기술을 확대 적용해 나갈 예정이다.

더불어 건설연은 기상청의 실시간 기상정보를 반영해 예기치 못한 기상변화에 대응할 수 있도록 설계한  AI 기반 동절기 시공관리 시스템을 새롭게 개발했다.

딥러닝 AI 기술을 기반으로 건설 환경에 최적화된 배합 정보를 제공하고, 외부 온도 및 압축강도와 양생 일정 정보를 제공해 콘크리트의 품질관리가 가능하다. 또한 웹 기반으로 개발돼 노트북ㆍPCㆍ태블릿ㆍ스마트폰 등 다양한 기기에서 실행이 가능해 공간의 제약을 받지 않는다는 장점이 있다.

김병석 건설연 원장은 “최근 이슈화되고 있는 동절기 콘크리트 공사의 문제점 해결을 위한 핵심 기술을 개발한 것”이라며 “향후 지자체 등과 협업해 실증사업을 진행할 예정이다”라고 밝혔다.

조명의 기자  cho.me@daum.net

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