섬유 등으로 보강 철근 버금 강도 5년 내 50% 성장 4조 시장 예상
슈퍼 콘크리트란 구성 재료를 미세화하고 시멘트를 포함한 결합재의 물리화학적인 수화반응을 극대화해 시멘트 매트릭스를 고강도화, 여기에 작은 직경 및 큰 길이·직경비를 지닌 섬유를 혼입해 균열응력에 저항하는 콘크리트를 말한다.
슈퍼 콘크리트는 200Mpa(메가파스칼)급 초고강도 콘크리트로 철근에 버금가는 강도를 가진다.
현재 150Mpa급 초고강도 콘크리트는 시험시공 단계에 있고, 120Mpa급 초고강도 콘크리트는 부분적으로 현장에서 적용이 가능하다.
구조물이 점차 대형화·고층화·장대화 되면서 건설재료로 가장 널리 사용되고 있는 콘크리트 재료도 변화가 요구되고 있어 슈퍼 콘크리트는 향후 3년 내에 10%, 5년 내에 50%의 성장이 예상되며, 콘크리트 건설시장 규모로 환산하면 약 4조3000억 규모로 추산되고 있다.
현재 다른 섬유보강재를 사용하지 않고 콘크리트 인장강도가 저강도 철근에 버금가는 200MPa 급의 재료를 구현하는 것은 실험실에서는 가능하다. 여기에 다양한 폴리머 등의 충전재나 섬유보강재를 활용하는 초고강도 콘크리트는 시험단계의 시공은 가능할 것으로 본다.
그러나 구체적으로 구조물에 적용하기 위해서는 내구성 등 다양한 검토가 필요하고, 200Mpa급의 콘크리트를 현장에서 대량 사용하는 것은 2017년 이후가 돼야 가능할 것으로 예측되고 있다.
슈퍼 콘크리트는 물·결합재비가 0.2 이하로 매우 작고, 시멘트 및 미세한 결합재를 다량으로 사용하기 때문에 초기재령에서 수화반응이 활성화돼 자기수축이 매우 커져 구조물의 변형 및 균열이 발생하기 쉽다는 단점이 있다. 또 어떤 하중을 받았을 때 갑작스럽게 파괴되는 성질을 갖고 있어 파괴역학적으로 연성이 부가된 재료의 개발도 필요한 등 기술을 실현하는데 해결해야 할 장애요인이 아직 많다.
현재 국내에서는 포스코건설이 시멘트 대신 철강부산물(슬래그)을 활용한 콘크리트를 개발중이며, 경기대 산학협력단이 무시멘트 경량합성구조 시스템을 개발 연구중이다. |