실효적인 골재 토분 대한 대책 마련 시급, 콘크리트 품질 영향 커
디지털 기반의 품질관리 시스템 도입 ‘콘크리트 품질관리’ 대안 제시
한국건설기술교류회(회장 문형재 박사, 롯데건설 기술연구원)는 최근 학여울역 세텍 컨벤션홀에서 ‘한국건설교류회 2024 상반기 심포지엄’을 개최했다.
개회사에서 문형재 회장은 “건설 품질확보를 위한 대응방안이라는 주제를 가지고 콘크리트 등에 대한 다양한 발표를 마련하게 됐으며 한국건설기술교류회의 지속적인 발전을 위해 최선을 다하겠다”고 밝혔다.
제1부 원재료 품질확보 부문에서는 ▷탄소중립건축인증 소개 및 건설자재인증(한양대 장형제 교수) ▷골재 품질검사 현황 및 품질확보 방안(골재산업연구원 민태범 박사) ▷시멘트 제조 및 품질관리(한일시멘트 김춘식 과장) ▷점토가 콘크리트 품질에 미치는 영향(삼표산업 박정호 박사) ▷개빌 바이오황 혼합재를 활용한 콘크리트 품질개선(에코바이오홀딩스 한래봉 이사) 등이 발표됐다.
제2부 시공품질 확보 부문에서는 ▷바닥충격음의 전달 과정과 소음 저감을 위한 바닥구조(우미건설 성요한 과장) ▷타일 하자 사례와 시공품질 확보방안(롯데건설 이상현 박사) ▷데이터 기반 품질관리 시스템(DL이앤씨 고효진 차장) 등이 발표됐다.
제3부 특셜세션에서는 킨텍스 박기철 부장이 하반기 10월 16일부터 18일까지 일산 킨텍스 제1전시장에서 ‘2024 아시아 콘크리트 엑스포’ 및 2024 건설안전박람회 등 5개 전시회 개최 소식을 상세하게 안내했다.
다음은 세미나의 주요 내용을 요약해보았다.
한양대학교 스마트융합공학부 장형제 교수 (탄소중립스마트건축센터 부소장)
탄소중립 성능 정량 평가 인증제도 탄소중립건축인증
생애주기관점 재료･건설･도시단위 지속가능발전 확대
탄소중립건축인증(Zero Carbon Building Certification, ZCB인증)이란 건축물 전 과정에서의 탄소배출량과 탄소감축량을 정량 평가를 통해 건축물의 탄소중립 성능을 인증하는 제도다.
ZCB인증의 주요 평가체계는 탄소배출량 대비 탄소감축량의 비율 즉 탄소중립 달성 비율(%)인 탄소중립건축지수(Zero Carbon Building Index, ZCBI)를 통해 평가된다.
탄소중립건축지수(ZCBI) 평가 식은 분모에는 탄소배출량이, 분자에는 탄소감축량이 위치하며 곱하기 100을 통해 백분율(%)로 나타나며, 탄소중립건축지수(ZCBI) 평가 결과에 따라 총 5개 등급으로 구분된다.
ZCB인증에서 정의하는 탄소중립건축 디자인(Zero Carbon Building Design)은 건축물 탄소중립 실현을 위해 설계 계획단계에서부터 해체·폐기단계 및 전 과정 이후단계(Beyond Life Cycle)에서의 건축·기계·전기·신재생 부문 등 종합적으로 고려돼야 하는 디자인 요소로서 탄소 패시브 디자인, 탄소 액티브 디자인, 탄소 잠재적 디자인으로 구분된다.
탄소 패시브 디자인(Carbon Passive Design)이란 에너지저감형 설계계획, A/V값 최소화, 단열성능 향상, 열원설비 효율 향상 등을 통해 에너지 성능이 개선되거나 고성능 콘크리트 개발 등 재료성능이 개선됨에 따른 원부자재 사용량이 저감되는 등 다양한 기술적·제도적 개선에 따라 수동적으로 영향을 받는 수동적인 탄소 감축 활동을 의미한다.
탄소 액티브 디자인(Carbon Active Design)이란 저탄소 건설자재 적용, 저탄소 시공공법 적용, 친환경 건설장비 운영, 신·재생에너지 설치, 대지 내 탄소흡수원 설치, 탄소 포집 저장 및 활용기술(CCUS) 적용, 외부 감축 사업·탄소 크레딧 등 탄소중립 실현을 위한 적극적인 탄소 감축 활동을 의미한다.
탄소 잠재적 디자인(Carbon Potential Design)이란 주요구조부를 재사용하거나 전면 철거 후 재건축이 아닌 리모델링을 통해 자재의 투입물량을 저감시키거나 순환자원 사용에 따른 건설폐기물의 재생·재사용·재활용으로 지구환경에 잠재적으로 기여하는 잠재적인 탄소 감축 활동을 의미한다.
또 최근 들어 탄소중립을 실현하기 위해 내재탄소의 저감이 중요해짐에 따라 저탄소콘크리트 등 건설재료의 탄소배출량 저감기술개발이 활성화되고 있다.
따라서 결론적으로 탄소배출량이 비교적 큰 시멘트량을 줄이고 고로슬래그 등의 재료를 활용해 치환을 통한 자재생산단계의 탄소배출량 저감달성의 방향도 고려되고 있다.
ZCB인증에서 추구하는 건물부문 탄소중립 실현을 위해서는 사업주체, 설계사, 시공사 등은 고배출·고감축이 아닌 저배출·최적 감축을 위해 설계 계획단계에서부터 탄소중립건축 디자인(Zero Carbon Building Design)을 종합적으로 고려해 할 것으로 판단된다.
건물부문 탄소중립 성능 평가제도인 탄소중립건축인증(ZCB인증)의 보급·활성화를 통해 자발적인 탄소중립 참여를 유도하고 탄소중립에 대한 사회적 인식 개선 및 저탄소 기술개발 등으로 지속가능한 탄소중립 사회로 유도·촉진해 재료(Materials), 건설(Construction), 도시(City) 단위로의 확대 비전 수립을 통한 지속가능 건축을 구현하는 데 이바지할 수 있기를 기대한다.
한국골재산업연구원 민태범 품질관리실장
골재품질검사 현황 및 품질확보 개선방안
한국골재산업연구원 민태범 품질관리실장은 “2000년대 초까지는 천연골재를 많이 사용했는데, 자원의 한계로 굴착 공사에서 나온 암석을 선별･파쇄해 생산한 발파석을 주로 사용하기 시작했다”면서, “국내 753개 골재 생산 업체 중 410곳이 발파석을 사용할 정도로 발파석 사용 빈도는 높다”고 언급했다.
문제는 발파석이 천연골재보다 흙을 많이 함유해 물을 더 흡수한다는 점이다. 이로 인해 현장 레미콘 타설 시 속칭 ‘물타기’를 할 경우 콘크리트가 양생되는 과정에서 수분이 증발하면서 공극이 만들어지고, 이는 콘크리트 강도에도 영향을 미치게 된다.
민 실장은 “발파석 사용에 따른 단위수량 증가로 압축강도 및 내구성 감소 현상이 종종 발생하고 있다”고 말했다.
실제 지난해 전국의 골재 업체를 대상으로 진행한 정기검사에서 50개 품목(40개 업체)이 불합격 판정을 받았는데, 이 중 선별･파쇄 자갈 17개(34%), 선별･파쇄 모래 11개(22%)로 발파석이 절반 이상을 차지했다.
이에 대한 개선책으로 납품확인서 표준화, 현장 토분함량 시험법 개발 등을 통해 현장의 인식 변화를 이끌어야 한다고 제언했다.
그는 “업체마다 납품확인서 양식이 달라 저품질 골재 생산 장소와 유통 경로를 추적하기 어렵다”면서, “생산지･유통경로 등이 적힌 납품확인서 표준양식을 도입해 저품질 골재 생산지와 유통 경로를 알 수 있도록 해야 한다”고 강조했다. 이어 “현장에서 토분함량 여부를 바로 확인할 수 있는 기술을 개발하고, 담당자 대상 연간 교육훈련을 의무화해 양질의 골재를 사용하도록 인식의 변화를 이뤄야 한다”고 덧붙였다.
삼표산업 박종호 팀장
토분이 콘크리트 품질에 미치는 영향
“콘크리트 품질관리 위해 실효적인 골재 토분에 대한 대책마련 필요”
현재 국내 건설현장에서 콘크리트의 품질은 가장 중요한 이슈이며 다양한 방식으로 규제･관리되고 있는 실정이다.
특히 콘크리트의 품질에 영향을 미치는 다양한 요인 중에 골재에 포함된 토분이 화두로 떠오르고 있다.
골재의 토분을 관리하고자 하는 시도들은 지속적으로 이루어지고 있으나 1,500여개가 넘는 골재 생산업체 중 KS를 취득한 업체가 10여개 수준으로 골재업계 자체의 자정 능력이 약하고 부순 골재의 50% 이상, 수도권의 경우 70~80%는 토분이 유입되기 쉬운 선별 골재에 의존하고 있는 현실에서 토분의 관리가 쉽지 않은 상황이다.
본 교류회에서는 토분 관리가 어려운 국내의 상황에 대해 고찰하고 최근 토분이 과거에 비해 문제가 되고 있는 이유와 토분을 관리하기 위한 기준을 제시하기 어려운 이유에 대해 설명했다.
그럼에도 불구하고 건설산업에서 안전을 위해 토분에 대한 관리 및 기준 제안이 불가피한 현실이다.
이를 대응하기 위해 기존 연구결과를 이용, 층상형 구조의 토분이 어떠한 방식으로 콘크리트 안에서 물 그리고 혼화제와 작동하는지에 대해 설명함으로써 토분이 어떤 방식으로 유해성을 가지는지 공동의 인식을 가지고자 했다.
또 현재 토분에 대한 일반적인 접근 방식인 시멘트와 물의 양을 조절하는 방식의 문제점을 이야기하고 콘크리트의 품질을 위해 점토의 유해성을 기반으로 하는 근본적인 문제 해결 방식의 도입을 제안했다.
마지막으로 골재가 부족한 국내에서 콘크리트의 품질을 확보하기 위해서는 토분의 함량과 같은 단순한 규제방식에서 벗어나 토분의 실제적인 유해성을 기반으로 하는 기준의 도입이 필요하고 기준에 따라 적절한 방식으로 골재의 사용이 이루어져야 콘크리트의 품질이 충분히 보장될 것으로 바라보았다.
우미건설 성요한 과장
바닥충격음의 전달과정과 소음저감 위한 바닥구조
바닥충격음은 완충재 등 단일 재료만으로는 바닥충격음을 차단하기 어려운데, 그 이유 중 하나는 다양한 ‘공진현상(Resonance)’으로 해석할 수 있다.
진동전달과 차단에서 일반적으로 공진주파수 이하에서는 진동을 그대로 전달하고, 공진주파수보다 큰 주파수에서는 진동을 잘 차단하지만, 진동주파수 인근에서는 오히려 증폭하는 현상이 나타난다.
일반적인 바닥구조는 저주파수(약 20~ 200Hz)에서 다양한 공진주파수가 형성되며 특히 중량 충격음 성능을 저하시키는 원인이 되고 있다.
바닥충격음의 전달과정은 바닥충격원과 마감재 사이의 충격응답(주파수 특성), 뜬 바닥 구조, 슬래브 등의 구조체, 천정구조, 실내음향 등 복합적인 요인에 의해 형성되며, 각 부재마다 다양한 공진주파수가 형성된다.
특히 이러한 공진주파수가 서로 맞물릴 때 원하지 않는 진동이나 소음이 더 크게 증폭될 수도 있다.
예를들어 뜬 바닥 구조는 보통 100Hz 내외에서 공진주파수가 형성되는데, 경량충격음은 해당 구조로 잘 차단되지만 중량충격음은 오히려 증폭될 수도 있음을 보여준다.
소음 저감을 위한 바닥구조를 구성하기에 앞서 각 부재마다 어떠한 진동, 소음 특성이 발생하는지 확인하고자 했다.
소음 저감을 위한 다양한 바닥구조가 개발되고 있으며, 어떠한 원리에 의해 바닥충격음 저감 성능이 나타나는지를 확인하고자 했다.
대부분의 바닥구조는 온돌층의 하중을 증가시키거나 완충재의 성능을 향상키켜 뜬 바닥 구조의 공진주파수를 낮게 형성시키는 방법이 사용되거나, 바닥마감재 혹은 천정구조를 개선해 소음을 저감시키는 방법이 사용되고 있다.
이번 발표에서는 바닥충격음의 전달과정과 소음 저감을 위한 바닥구조의 다양한 방법들을 설명하고, 각 요소들이 바닥충격음 성능에 미치는 영향을 분석해보았다.
롯데건설 이상현 박사
타일하자 사례와 시공품질 확보방안
롯데건설 이상현 박사는 실제 현장에서 발생한 타일공사 하자 사례와 이를 방지하기 위한 시공품질 확보방안에 대해 발표했다.
현재 타일공사에시 빈발하는 타일하자사례와 현 상황에서 품질확보를 위해 건설사 엔지니어가 설계단계, 재료 선정, 시공단계에서 검토해야 할 사항을 설명했다.
최근 마감품질에 대한 고객들의 요구성능이 높아짐에 따라 마감 관련 하자사례가 급증하고 있는데, 국내 타일공사 관련 시방, 설계 기준 표준은 향상되지 못하고 있으며 그 결과 전문시공업체 종래 시공방식에 따르고 있는 현실이다.
국내 타일공사 관련 시공품질 향상을 위해 북미타일협회의 타일 매뉴얼과 같이 시공부위별 바탕면 종류, 시공재료 선정, 줄눈 및 신축줄눈 설치, 시공 시 유의사항 등을 반영한 설계기준 상향과 내역 반영, 표준시방서의 국제 수준 부합, 이를 반영한 적정 공사비 산정의 필요성을 강조했다.
DL이앤씨 고효진 차장
데이터 기반 품질관리 시스템
2022~2023년 동종사의 품질･안전 사고 발생 이후 정부에서는 콘크리트 품질 관련 법규를 계속해서 강화하고 있다.
콘크리트 품질 저하의 근본적 원인으로는 골재를 비롯한 원자재의 품질 저하가 주요한 원인으로 지목된다.
한편 기존 현장 콘크리트 관리는 Human Error가 발생하기 쉬운, 아날로그 기반의 재래식 품질관리로 진행됐다.
재래식 관리의 문제점은 데이터의 지속적인 관리가 어렵고 하자 발생 시 근본 원인 파악을 위한 정량적 분석이 어렵다는 점이다.
DL이앤씨는 그동안 콘크리트 품질 문제를 해결하기 위해 기능성을 지닌 외벽도료, 외벽의 충전성과 슬래브 평활도를 개선하는 중유동 콘크리트, 주차장 바닥의 균열을 저감하는 저수축 콘크리트 등 기술 개발을 통해 공동주택 품질을 향상시키고자 노력해왔다.
데이터 기반 콘크리트 품질관리 시스템 (D-DQMS, DL-Databased concrete Quality Management System)은 콘크리트 원자재 품질 저하와 강화된 법규에 대응하기 위해 디지털 기반의 품질관리 시스템을 도입해 빅데이터 분석으로 하자의 근본원인을 제거하고 재발을 방지하고자 새롭게 개발된 기술이다.
과거의 하드웨어적인 기술 개발과는 다르게 소프트웨어적인 품질 관리 시스템 개발로 품질 문제를 해결하고자 했다.
서두에 언급한 것처럼 현재의 콘크리트는 원자재 품질 불량, 법규 강화, 관리 시스템의 부재 등 과거와는 다르게 여러가지 품질･안전 문제를 기본적으로 안고 있다.
이러한 ‘뉴 노멀’ 시대에 데이터 기반의 시스템 관리 방법은 품질을 개선하는 데 좋은 해결책이 될 것이다.
제3부 특셜세션 : 킨텍스 박기철 부장
‘2024 아시아 콘크리트 엑스포’ 30여개 해외 대표 브랜드 참가
세계적인 전시회 도약 추진 ‘유럽･아시아 해외기관 등 협력’ 강화
해외바이어 초청 구매상담회 등 다양한 비즈니스 프로그램 준비완료
아시아 대표 콘크리트 및 관련 산업전시회를 목표로 추진되는 ‘2024 아시아콘크리트 엑스포’(이하 아시아콘크리트엑스포)가 오는 10월 16일부터 18일까지 경기도 고양시 일산에 위치한 킨텍스(KINTEX)에서 개최된다.
아시아콘크리트엑스포는 2021년에 이어 2회째 개최되는 전문 전시회로서 Progress Group, Nordimpianti, Avermann 등 독일･네덜란드･이탈리아･벨기에･프랑스 등 10여개 국가에서 30여개 브랜드가 참가 신청을 해 명실상부한 국제박람회가 될 전망이다.
글로벌 박람회를 지향하는 아시아콘크리트엑스포는 주요 해외 매체 및 단체와 협력해 적극적인 해외홍보를 진행하고 있다.
글로벌 콘크리트 전문매체인 독일의 CPI와 협력해 매체 및 해외 주요 행사 홍보를 진행하고 있으며, 싱가포르･태국 등 아시아 건설 전문매체인 SoutheastAsia Construction, Construction Thailand, Engineering Today 등과 협력한 홍보는 물론 IPAF(국제고소작업대연맹), World of Concrete Asia 등 주요 단체 및 전시회와도 공동홍보를 추진해 스마트 건설 및 콘크리트 기술에 관심 있는 해외 바이어 방문이 증가할 전망이다.
또 우리나라 건설사가 진출했거나 업무 협력을 맺고 있는 중동 및 아시아지역을 중심으로 한 해외바이어 유치 수출상담회, 아시아 및 대한민국 시장에 진출을 원하는 국내외 기업을 위한 구매상담회, 주요 단체참관객을 대상으로 참가기업의 신기술을 소개하는 도슨트 투어 및 오픈 세미나 등 다양한 부대행사가 준비돼 참가기업의 참여성과를 제고시킬 전망이다.
박람회와 같은 기간 콘크리트 관련 국제 컨퍼런스도 준비되고 있다.
1일차(16일)에 개최되는 스마트 건설세미나에서는 글로벌콘크리트 특별 세션을 통해 해외 선진기술을 소개하는 자리가 준비되고 있다.
글로벌 브랜드인 ‘Progress Group’ ‘Kraft Curing Systems’ ‘BHS-Sonthofen’ 등에서 엔지니어를 초청, ‘PC 생산 자동화를 통한 인력 절감 및 생산성 증대’ ‘환경과 코스트를 고려한 콘크리트 양생’ ‘시멘트 사용량 절감이 가능한 믹싱 테크놀로지’ 등 첨단 콘크리트 기술이 논의될 전망이며, 이후에 국내외 기업 간 네트워킹 파티도 준비되고 있다.
주요 전시 품목은 콘크리트 생산설비, 생산 자재, 시공 장비, 표면장식, 운반･유통, 중장비, 건축 기술 등 모든 콘크리트 관련 품목을 아우르며, 국내 유일의 모듈러 건설 전문전시회인 ‘스마트 모듈러 건설엑스포’와 ‘한국 건설안전박람회’가 동시 개최돼 토목 및 건축과 관련된 많은 관계자가 참석할 예정이며 ‘국제 공구 및 스마트 용접 자동화전’ ‘금속산업대전’ ‘국제모빌리티산업전’ 등 산업재 전시회들과 참관객을 공유함으로써 박람회 간 시너지 창출이 예상된다.
박람회 신청은 전시회 공식 홈페이지(www.asiaconcretex.com) 및 참가 신청서를 통해 접수받고 있으며, 기타 문의 사항은 031-995-8599/8042로 전화하거나 kcexpo @kintex.com 또는 concretex@kintex.com으로 문의하면 된다.
한국건설신문 김덕수 기자
