동절기 콘크리트 공사 시 충분한 공사 기간과 품질 확보를 위해 혹한 기후 조건에서도 건설시공이 가능한 기술들이 선보였다.
한국건설기술연구원(원장 김병석)은 영하 15℃의 혹한 기후 대응을 위한 고성능 콘크리트 시공 기술과 AI 기반의 동절기 시공관리 시스템을 개발했다고 최근 밝혔다.
경기도 북부와 강원도 등은 동절기가 긴 기후 특성을 갖고 있어 건설공사 진행 시 충분한 공사기간을 확보하기 어렵고, 공사의 준공 기한을 맞추기 위해 동절기에 공사를 진행할 수밖에 없다.
동절기 공사는 극한의 온도 조건을 고려해 재료 관리, 콘크리트 타설, 양생 등 철저한 동절기 공사계획 수립이 필요하지만, 일부 현장에서는 동절기에 타설된 콘크리트의 재료 불량, 양생기간 부족 등의 품질관리 문제가 지속적으로 발생하고 있다.
실제로 콘크리트의 적정 강도를 확보하지 못해 인명피해를 포함한 다양한 사고가 발생하고 있고, 특히, 매년 동절기 콘크리트 보온양생 작업 시 갈탄 연료 사용에 의한 일산화탄소 질식 사고가 끊이지 않고 있다.
지난 2021년 한국산업안전보건공단에 따르면, 최근 10년간 건설업 질식 재해사고 25건 중 17건이 콘크리트 보온양생 작업 중에 발생한 것으로 나타났다.
이에 한국건설기술연구원 남북한인프라특별위원회 연구팀(위원장 고경택 박사)은 동절기 콘크리트 공사 시 충분한 공사 기간과 품질 확보를 위해 혹한 기후 조건에서도 건설시공이 가능한 ‘고성능 콘크리트 배합 기술’과 에너지 사용량을 최적화시킨 ‘저비용·고효율의 양생 기술’, 콘크리트의 품질관리가 가능한 ‘AI 기반 동절기 시공관리 시스템’을 선보였다.
연구팀은 동절기에 고성능 콘크리트의 초기 강도 향상을 위해 최적의 배합을 도출했다. 실제로 국내 최초로 초기 응결 시간을 16% 단축하는 한편, 콘크리트 타설 후 하루 만에 거푸집 탈형 강도 14MPa 이상인 19.6MPa을 확보하는 데 성공했다.
또한, 동절기에 콘크리트의 품질 확보를 위해 필수적인 콘크리트의 보온·가열 양생을 위해 나노 탄소 기반 재료가 포함된 면상 발열 시트를 활용, 낮은 전기 공급으로도 높은 열효율을 기대할 수 있는 저전력·고효율 양생 기술을 새롭게 개발했다.
이 기술은 기존 공법의 문제점인 국부적인 온도 집중 현상 해소는 물론 보온양생 시 화석연료를 통한 가열이 필요 없어 일산화탄소 질식 사고를 예방할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.
연구팀은 ‘AI 기반 동절기 시공관리 시스템’도 새롭게 선보였다. 이 시스템은 기상청의 실시간 기상정보를 반영, 예기치 못한 기상변화에 대응할 수 있도록 설계됐다.
특히, 딥러닝 AI 기술을 기반으로 건설 환경에 최적화된 배합 정보를 제공하고, 외부 온도와 압축강도, 양생 일정 정보를 제공, 콘크리트의 품질관리가 가능하고, 웹 기반으로 개발, 공간적 제약 문제를 해결했다.
김병석 원장은 “이번에 개발한 기술들은 최근 이슈인 동절기 콘크리트 공사의 문제점 해결을 위한 핵심기술”이라며, “향후 지자체 등과 협업해 실증사업을 진행할 예정이며, 국내 유관 기관과 기업 등에 관련 기술 등을 공유할 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다.
