콘크리트 강도 200MPa 이상도 멀지 않다!


최근 쌍용양회가 대우자동차판매 건설부문·포스코건설과 공동으로 연구해 울산 태화강 엑소디엄 현장에 타설한 초고강도 콘크리트의 최종 압축강도가 180MPa를 발현한 것으로 확인됐다. 180MPa는 1cm2의 단위면적에 약 1.8톤의 하중을 지지할 수 있는 강도로, 일반 콘크리트의 압축강도 보다 7~8배 이상 높은 것이다. 180MPa는 세계적으로도 손에 꼽히는 수준의 콘크리트 강도다.

울산 현장에 타설된 초고강도 콘크리트가 180MPa를 발현함으로써, 초고층 빌딩은 물론 초장대(超長大) 교량 및 특수 해양구조물 등에 필요한 강도를 안정적으로 확보하는 계기를 마련한 것으로 평가되고 있다.

초고강도 콘크리트는 강도가 높아질수록 건축물의 기둥 및 벽체의 단면적이 줄어들면서 내부공간이 넓어지고 건물 자체의 무게 또한 경감되면서 보다 높은 빌딩을 안전하게 건설할 수 있는 기반을 제공한다. 또한 초장대 교량은 교각의 수가 줄고 교각 간격이 넓어져 보다 경제적인 교량 건설이 가능해 진다.

일본의 경우 1992년 완공된 오지마 가든타워(Ohjima Garden Towers)에 60MPa의 고강도 콘크리트를 사용한 것을 시작으로 본격적인 초고강도 콘크리트 개발이 시도됐고, 2006년에는 다이세이 건설사가 지하 2층, 지상 49층의 집합주택에 150MPa 수준의 초고강도 콘크리트를 시공한 바 있다.

한편 쌍용양회는 1987년에 국내 최초로 설계기준 강도 46MPa 콘크리트를 생산하여 올림픽대교의 주탑과 교량 상판에 적용한 것을 시작으로, 1994년에는 그 당시로는 획기적인 110MPa급 초고강도 콘크리트를 군 특수시설물공사에 공급하는 등 초고강도 분야에 뛰어난 기술력을 인정받고 있다.
이번에 울산 현장의 실구조물 시공에 성공한 180MPa의 초고강도 콘크리트는 압축강도와 유동성뿐만 아니라 건축물의 내구성과 건전성을 판단하는 동결융해저항성, 동·정탄성계수, 길이변화, 중성화속도, 염소분무시험, 수화열 제어로 균열저감 등 모든 면에서 우수한 성능을 가진 것으로 평가받았다.

초고강도 콘크리트의 제조기술은 일반 콘크리트와는 많은 차이가 있다. 180MPa 수준의 강도를 발현하는 초고강도 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 시멘트는 물론 다양한 혼화재료가 포함되기에 경화 과정에서 높은 수화열로 콘크리트의 내구성에 치명적인 결함이 발생할 수 있다. 또한 점성이 높아 현장에서 펌프카를 이용한 직접 타설이 어렵다는 문제점을 갖고 있다.

이를 해결하기 위해 쌍용양회는 프리 믹스트 시멘트(Pre-Mixed Cement)를 개발, 적용했다. 국내에서 쌍용양회만이 생산 가능한 저열 시멘트를 기본으로 하는 프리 믹스트 시멘트는 초고강도 콘크리트의 수화열을 기존보다 20℃ 이상 떨어뜨려 온도 수축에 의한 균열발생을 저감해 내구성을 확보하고 동시에 현장에서 펌프카를 이용한 직접 타설이 가능하도록 함으로써 초고강도 콘크리트의 기술 수준을 한 차원 높이는 계기를 마련했다.

쌍용양회는 현재도 국내 유수의 건설사들과 공동 프로젝트를 추진하고 있으며, 다양한 초고강도 콘크리트 타설 경험을 바탕으로 향후 200MPa급 이상의 초고강도 콘크리트를 개발하여 건설기술 발전에 일익을 담당해 나갈 계획이다.

< 쌍용양회 기술영업본부>