건설연은 2000년대 초반부터 관련 R&D(연구개발)을 시작했다. 주로 교량, 건축물 등에 이 기술을 적용해 오다 5년 전 축사 제품에 슈퍼콘크리트를 적용하면 큰 장점이 있다는 것을 발견했다. 그때부터 KSC(한국슈퍼콘크리트)에 슈퍼콘크리트 기술이전을 해 콘슬라트, 동물 아파트형 축사인 스마트 애니팜을 공동개발했다.
건설연은 2050 및 2030 국가온실가스감축목표(NDC)의 탄소중립 시나리오(건물 부문) 수립 대표기관으로 국가·지자체 온실가스 배출 저감 정책 도입을 지원하는 탄소공간지도 시스템 구축, 제로에너지 건물 기술, 탄소중립 건설 재료 등 다양한 기술을 개발하고 현장에 적용하고 있다. 김 원장은 건설연을 비롯해 20개 연구기관이 협력해 국내 친환경 기술 개발 현황을 공유하고 발전시키는 단체인 환경연구기관장협의회 회장을 맡아 국내 환경 관련 기술을 이끌고 있다.
-슈퍼콘크리트의 기술적 특성은 어떠한가.
▶일반 콘크리트보다 강도가 4~5배 높은 초고강도다. 나노 크기의 재료를 사용, 조직이 매우 치밀해 수분, 염분, 이산화탄소 등 유해물질의 외부 침투에 대한 저항성이 매우 뛰어나 내구수명 200년 이상을 확보할 수 있다. 동급 세계 최고 수준의 인장강도 기록도 보유했다. 높은 인장강도로 인해 철근을 전혀 사용하지 않거나, 사용하더라도 일반 콘크리트보다 철근 사용량을 대폭 줄일 수 있다.
-어떤 면에서 경제성이 높은가.
▶재료를 대부분 국산화하고, 배합비율을 최적화해 고가 재료의 사용량을 줄이는 등 원가를 낮추기 위한 기술 개발에 집중했다. 해외 유사 제품에 비해 50% 이상 제조가격을 낮춰 국제적인 가격 경쟁력을 확보했다. 슈퍼콘크리트를 사용한 최적의 구조 시스템과 설계기준을 개발해 부재 두께를 줄이고 철근 사용량을 최소화해 공사비를 최소 10% 이상, 구조물 종류에 따라 20~30%까지 줄였다.
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-축사 제품을 개발하는 이유는 무엇인가.
▶KSC에 기술이전을 해 다양한 축사 제품을 생산하는 기술을 개발하고 사업화에 노력하고 있다. 축사에는 일반 콘크리트 제품이 많이 사용되고 있다. 동물의 배설물에서 발생하는 각종 가스에 의한 콘크리트의 화학적 부식, 청소 시 고압 세척에 의한 콘크리트 마모 등으로 2~3년이 지나면 자갈이 노출되거나 파손된다. 이로 인해 동물에 스트레스를 줘 양육이 잘 안되는 경우가 많다.
내구수명이 긴 슈퍼콘크리트는 축사 제품에 안성맞춤이다. 슈퍼콘크리트 축사 제품은 일반 콘크리트 제품에 비해 단면 두께는 50% 이상, 무게는 75%까지 줄이면서 철근 사용량을 대폭 줄여 제조비용을 20% 이상 절감하고, 탄소배출을 50% 이상 감축시키는 효과를 거둘 수 있다.
-탄소중립에도 기여하고 있다.
▶슈퍼콘크리트를 사용하면 일반 콘크리트에 비해 철근 사용량이 대폭 줄고, 콘크리트 사용량도 30% 이상 줄일 수 있다. 이를 통해 탄소 배출을 30% 이상 줄일 수 있어 탄소중립 실현에 크게 기여한다. 교량, 항만, 아파트, 주택 등 인프라 건설에 사용되는 재료는 80% 이상이 콘크리트다. 콘크리트 산업에서 배출되는 온실가스 양은 국가 배출량의 약 10%에 달한다. 건설시장에서 일반 콘크리트를 슈퍼콘크리트로 10% 정도만 대체해도 연간 150만~200만톤의 탄소배출 감축이 가능하다.