‘순환골재콘크리트’ 국내 건축물 본격 실용화
‘순환골재콘크리트’ 국내 건축물 본격 실용화
  • 김덕수 기자
  • 승인 2021.06.28 15:47
  • 댓글 0
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한국건설기술연구원, 한라엔컴, 천마콘크리트공업, 성신레미컨 등 참여
“국내 최초 순환골재콘크리트 20층 규모의 실제 건축물 적용”

◼ 순환골재 사용에 따른 용적률 인센티브 적용과 순환골재콘크리트 제조 및 배합 기술개발의 성과

순환골재콘크리트 시공 현장.
순환골재콘크리트 시공 현장.

한국건설기술연구원 이세현 박사는 국내 최초로 지하 4층~지상 16층 규모의 오피스빌딩 신축공사에서 전층에 순환골재콘크리트 적용을 완료했다고 밝혔다. 

순환골재콘크리트는 콘크리트용 순환골재 품질인증을 획득한 충북의 대진환경산업과 경기도에 소재한 하나케이 등으로 부터 순환골재를 공급받아 한국건설기술연구원의 배합설계를 바탕으로 한라엔컴, 천마콘크리트, 성신레미컨에서 콘크리트의 제조와 공급을 받아 적용됐다. 

그동안 정부에서는 건설폐기물의 효율적인 재활용을 위해 폐콘크리트의 파쇄로부터 얻어지는 순환골재의 재활용을 적극 추진했으나 도로보조기층 및 성복토용으로 주로 활용되는 것에 그쳤으며 콘크리트용 골재로서는 안정된 품질문제를 비롯해 사회적 기반이 구축되지 않아 적극적인 활용이 이루어지지 않았다.

그러나 국내 최초로 정부출연연구원, 건설폐기물 중간처리업체, 레미콘사의 협력과 발주처 및 시공사의 공조로 서울에 소재한 20층 규모의 대형 오피스 건축물의 모든 층에 순환골재콘크리트를 적용, 본격적인 실용화에 성공했다.

한국건설기술연구원 이세현 박사는 2018년 개정된 국토교통부의 ‘재활용 건축자재 활용기준(국토교통부 고시 제522호)’의 개정에 따라 건설현장에서 건축물 용적률을 최대 15%까지 완화받을 수 있는 인센티브를 받은 신축 건축물에 시범사업의 개념이 아닌 순환골재콘크리트의 본격적인 실용화가 가능했다.

그동안 순환골재콘크리트는 고속도로 휴게소를 비롯해 공공기관의 부속시설 등에 환경부와 국토부를 중심으로 부분적이고 시범적인 적용이 이루어져 왔다. 

그런데 이번 건축물은 실제로 용적률 5% 완화 등 허가청의 심의와 허가를 거쳤으며 경제성에 근거해 순환골재콘크리트의 적용타당성 검토를 바탕으로 2020년 8월부터 시작해 올해 6월까지 건축물의 바닥, 보, 기둥, 벽체, 계단 등 골조공사의 주요구조부에 순환골재콘크리트를 적용한 것이다.

이 건축물은 순환골재콘크리트 배합 시, 순환골재를 15% 이상 천연골재를 대체혼입해 배합 및 품질관리를 실시했으며 타설 후 현장의 균열발생 및 제반 문제점 등을 파악한 결과 이상이 없었다. 

또한 전 과정에서 설계기준강도 이상의 강도발현과 동시에 보통 콘크리트와 동일한 수준의 동결융해 및 건조수축 등의 내구성을 보인 것으로 안정된 품질을 확인했다. 

순환골재콘크리트 공급.
순환골재콘크리트 공급.
순환골재콘크리트 타설.
순환골재콘크리트 타설.

◼ 순환골재콘크리트 실용화 과정

이번 순환골재콘크리트의 실용화를 위해 한국건설기술연구원 이세현 박사는 첫째로 콘크리트용 골재로 사용할 수 있는 양질의 순환골재 생산기술과 둘째로 순환골재콘크리트의 배합기술의 2가지 방향에서 기술개발을 추진했다고 밝혔다. 

콘크리트용 순환골재의 생산 활성화와 품질이 확보된 순환골재콘크리트의 제조 및 공급이 이루어지기 위해서는 무엇보다 품질이 확보된 콘크리트용 순환골재의 생산이 전제돼야 한다. 따라서 양질의 순환골재 생산을 위해 다수의 순환골재 생산업체의 협조와 노력을 바탕으로 품질개선 방안과 효과를 확인하는 기술적 노력을 기울여 왔다.

그리고 이를 위해 한국건설기술연구원이 총괄하여 대진환경산업, 하나케이 등 순환골재 생산업체와 콘크리트 생산 및 공급을 위한 한라엔컴 및 성신레미컨, 천마콘크리트의 협력으로 이룬 성과라고 밝혔다. 

◼ 고품질 순환골재의 생산 및 콘크리트 활용기술의 주요성과는?

한국건설기술연구원은 그동안 고품질의 순환골재 생산을 위해 4편 이상의 국내외 논문발표와 안정된 순환골재콘크리트의 배합관련 5편의 논문, 4건 이상의 특허를 출원했다.

유무기 이물질 0.3% 이하, 밀도 2.4g/㎤, 흡수율 4% 미만의 양질의 콘크리트용 순환골재 생산기술에 초점을 맞춰 순환골재 생산과정에서 가장 큰 문제가 되는 이물질 제거와 동시에 콘크리트용 골재로서 요구되는 안정적 품질의 밀도와 흡수율 목표치 달성을 위해 새로운 기술을 제안해 이를 실제 생산라인에 구축하고 많은 시험생산과 운전을 통해 골재의 품질개선에 성공했다.

순환골재.
순환골재.

이 기술은 밀폐된 송풍압과 흡입압을 동시에 가하므로서 효율적인 이물질 및 미분제거가 가능하며 실제로 설비 후단에 상당량의 이물질이 배출되는 것을 시각적으로 확인할 수 있어 효과의 증명이 가능했다. 

또한 골재의 품질개선을 위해 모르타르 제거와 입도개선이 가능하도록 하고 2차로 회전을 통한 미분제거 효율을 높혀 품질개선에 접근하는 새로운 기술을 적용했다.

순환골재콘크리트 생산과 활용을 위해 순환골재의 품질개선 전・후의 골재를 사용하여 혼입률 최대 60% 이상의 콘크리트 생산과 배합기술 개발을 위한 다양한 실험을 진행해 왔다. 

최대 30MPa 수준의 강도까지 확대해 순환골재 혼입률을 60% 이상 적용하는 연구수행을 통해 콘크리트의 다양한 물리적, 역학적 성능시험을 비롯해 건조수축, 동결융해, 염소이온침투저항성, 탄산화 저항성 등 다양한 내구특성 시험을 수행했으며 그 결과 60%까지의 순환골재 혼입은 문제가 없는 것으로 나타났다.

또한 한라엔컴의 김정호 박사는 순환골재콘크리트의 생산과 보급을 위해 가장 큰 걸림돌이 되고 있는 배처플랜트(B/P)의 어려움과 문제를 해소하기 위해 골재의 혼합설비 개발에 주력하고 실용화 가능한 설비의 특허 출원을 완료했다. 

아울러 30MPa 강도수준까지 각 강도별, 순환골재 혼입률별 참고적인 배합을 제시할 수 있는 자료제시가 가능했다는 점에서 상당한 의미가 있다고 했다.

◼ 앞으로의 추진방향은?

올해 국내 최초로 20층 규모의 대형 사무용 건축물의 모든 층에 순환골재콘크리트 적용한 성과와 함께 국토부의 용적률 인센티브 부여라는 동기부여를 바탕으로 많은 건축주 및 설계사에서 본격적으로 순환골재콘크리트 적용에 관심을 기울이고 있는 상황이다.  

2021년 현재에도 몇몇 건축물이 경제성과 사업성을 바탕으로 순환골재콘크리트를 적용하고 있으며 한국건설기술연구원에서는 콘크리트 배합기술과 함께 품질관리 및 검증작업을 수행하고 있다. 

또한 2020년 환경부에서는 ‘순환골재 활용 선도사업 추진’ 시행으로 과거 도로공사용 등에 머물러 있던 활용분야를 구조용 콘크리트로 확대하기 위해 사업추진 계획과 점검을 산하기관에 통보한 바 있다.

이러한 상황을 바탕으로 한국건설기술연구원에서는 순환골재콘크리트 적용 건축물을 대상으로 안전하고 품질이 확보된 콘크리트 적용을 위한 제반 기술적 지원을 아끼지 않을 것이다. 

또한 이미 순환골재콘크리트가 적용된 건축물의 지속적인 모니터링 방안도 검토할 것이다. 

[인터뷰] 이세현 한국건설기술연구원 박사

 

순환골재콘크리트 시범사업을 넘어 실질적인 현장적용으로 전환

 

이세현 한국건설기술연구원 박사.
이세현 한국건설기술연구원 박사.

- 순환골재 활용에 대한 관심이 높아지고 있는데 어떠한가요?

2018년 국토부의 ‘재활용 건축자재 활용기준(고시 522호)’ 개정 이후 국내 건설현장에서 건축물 용적률 완화에 대한 인센티브에 대한 관심이 부각됐습니다. 

그 결과 2021년 현재, 순환골재를 적용하는 현장이 점진적으로 확대되고 있는 상황입니다.

- 순환골재는 그동안 도로공사용 등 토목공사에 주로 활용됐습니다. 그런데 이번에는 건축용으로 활용됐는데 어떤 의미를 가지나요?

이미 국내에서는 최초라 판단되는 사례로서 20층 규모의 대형 오피스 건축물에 순환골재콘크리트가 안정적으로 적용되어 현재 준공을 앞두고 있는 상황이며 그 과정에서 양질의 순환골재 생산, 콘크리트 배합, 품질관리 등의 기술적 성과가 확보됐습니다.

과거 국토부와 환경부의 일부 시범적 사업과는 달리 실제로 경제성과 사업성에 기반한 건축사업으로서 상당한 의미가 있으며 이미 몇몇 현장에 대해 한국건설기술연구원에서는 동일한 기술적 지원을 수행하고 있습니다. 

과거 순환골재가 도로공사용 등 일부 토목공사에 주로 사용하는 용도에 그쳤으나 이제 본격적인 콘크리트용 골재로서 한 걸음 발전한 사례라고 볼 수 있습니다. 

그리고 이러한 사례를 바탕으로 국내 건설사에서도 순환골재콘크리트의 적용을 본격적으로 검토, 확대 적용할 것으로 기대됩니다. 

이러한 추세는 양질의 콘크리트용 순환골재 공급을 전제로 하는 것이므로 건설폐기물 중간처리업체의 노력이 우선돼야 합니다. 

- 건설폐기물의 재활용은 매우 중요합니다. 이세현 박사님의 의견은. 

국내의 레미콘 업계에서도 향후 순환골재 적용을 위한 시설 및 노력이 필요하다고 생각됩니다. 

그리고 이러한 측면에서 이번 현장적용을 성공적으로 협조해준 대진환경, 하나케이 등 중간처리업체, 천마콘크리트, 성신레미컨, 한라엔컴 등의 레미콘사에 깊은 감사를 드립니다. 

한국건설기술연구원에서는 순환골재콘크리트의 품질확보를 위한 배합재료 및 설계기술을 확보하고 있으며 향후 적극적으로 현장의 기술지원을 추진을 통해 국내 건설폐기물 재활용에 기여하고 지속가능한 건축기술 발전에 역할을 다할 것입니다.

 

한국건설신문 김덕수 기자

 


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