한국건설기술연구원은 영하 15도 혹한기에 대응할 수 있는 고성능 콘크리트 시공 기술과 인공지능(AI) 기반 동절기 시공관리 시스템을 개발했다고 17일 밝혔다.
겨울철 콘크리트 공사는 철저한 공사계획 수립이 필요하다. 재료 관리가 제대로 되지 않거나 양생 기간이 부족하면 콘크리트가 충분한 강도를 확보하지 못하기 때문이다. 그간 겨울철 콘크리트 공사 품질 문제가 끊이지 않았고, 인명사고로 이어지기도 했다.
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| ▲ 혹한기용 고성능 콘크리트 압축강도 측정 실험. [건설기술연구원 제공] |
콘크리트 보온양생 작업 과정에 갈탄 연료를 사용하는 탓에 현장에서 일산화탄소 질식 사고가 발생하는 일도 잦았다. 한국산업안전보건공단의 2021년 자료를 보면 최근 10년간 건설업 질식 재해사고 25건 중 17건이 콘크리트 보온양생 작업 중에 발생했다.
이에 건설연 남북한인프라특별위원회 연구팀은 혹한기에도 고성능 콘크리트의 초기 강도를 향상하기 위한 최적의 재료 배합을 도출했다. 연구팀은 이 기술을 활용해 국내 최초로 초기 응결 시간을 16% 단축했고, 콘크리트 타설 1일 후 거푸집 강도를 높였다.
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| ▲ 혹한기 콘크리트 양생을 위해 만든 면상발열시트 온도분포 측정 실험. [건설기술연구원 제공] |
연구팀은 나노 탄소 기반 재료가 포함된 면상 발열 시트를 활용한 '저전력·고효율 양생기술'도 함께 개발했다. 이 방식은 화석연료를 사용하지 않기 때문이 일산화탄소 질식 사고를 예방할 수 있고, 이산화탄소 배출이 없기 때문에 탄소중립에도 기여할 수 있다.
이 밖에도 기상청의 실시간 기상정보를 반영, 갑작스러운 기상변화에 대응하도록 설계한 'AI 기반 동절기 시공관리 시스템'을 만들었다. 딥러닝 AI 기술을 활용해 최적화된 배합정보를 제공하거나, 외부 온도에 따른 양생 일정을 제공해 품질향상에 도움이 된다.
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| ▲ 인공지능(AI) 기반 건설공사 시공관리 시스템 개념도. [건설기술연구원 제공] |
이 같은 기술을 국내에서 활용한다면 다른 지역보다 겨울철이 긴 경기 북부, 강원도 등 접경지역에 특히 유용할 전망이다. 건설연은 향후 국내 동절기 공사뿐만 아니라, 몽골, 러시아, 우크라이나, 중국 등의 북방지역으로 기술을 확대 적용해 나갈 예정이다.
김병석 건설연 원장은 "최근 이슈화되고 있는 동절기 콘크리트 공사의 문제점 해결을 위한 핵심 기술을 개발한 것으로, 향후 지자체 등과 협업해 실증사업을 진행할 예정"이라며 "연구·개발을 통해 국내 유관 기관과 기업 등에 관련 기술을 공유하겠다"고 했다.
KPI뉴스 / 유충현 기자 babybug@kpinews.kr
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