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콘크리트 전력설비 구조물 균열 감축기술 '주목'
전력硏, 화력발전소 부산물 배연탈황석고 활용
알파형 반수석고 전력구 콘크리트 구조물 적용
관련 기술 개발, 특허 출원…기술 이전 추진 중
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무기계 기반 Self Healing 메커니즘 개요도(시공 후).
콘크리트 전력설비 구조물 균열 획기적 감축 가능

균열은 콘크리트에서 부득이하게 발생되는 현상이다. 구조물의 특성, 설계 시 미고려 및 시공 시 부주의 등 여러 원인에 의해 예기치 못한 균열이 발생할 수 있으며, 이러한 균열발생을 가볍게 여기기 쉬우나 종종 구조물의 안정성에 영향을 끼치는 문제로 발전하는 경우도 있다.

특히, 전력구 콘크리트 구조물과 같이 사회적 중요도가 높은 구조물(원전구조물, 터널, 지하구조물, 해양구조물 등)에 유지관리의 중요성이 증대되고 있다.

이러한 송배전 선로의 지속적인 지중화와 시설물의 노후화를 고려하면 전력구 콘크리트 구조물의 균열에 의한 보수·보강 비용은 지속적으로 증가할 것으로 예측된다. 이 때문에 사전 계획단계에서부터 전력구 콘크리트 구조물의 장수명화와 유지관리비용 최소화를 위한 기술 개발과 적용이 시급하다.

무기계 혼화제 기반 콘크리트의 균열저감과 관련해 국내외 기술 현황 중 가장 두드러진 성과를 보이는 기술은 일본 도쿄대 Kishi 교수에 의해 개발된 기술이다. 이 기술은 시멘트 재료의 자연치유 능력을 확대하기 위해 팽창제(Expansive agent, CSA계), 팽윤제(Swelling agent, Geo-Materials), 화학혼화제(Chemical agent, NaHCO3, Na2Co3, Li2CO3 등) 등의 무기질 혼합재료를 사용해 콘크리트 균열부에서 미수화 시멘트의 추가 수화반응을 촉진해 균열을 치유하는 기술을 개발했다.

2007년 동일본 철도회사에서 실제 터널공사의 보수·보강에 성공적으로 시범 적용해 효율적인 누수 억제 효과를 확인한 사례가 있을 만큼 완성도를 높이고 있지만, 균열부의 강도증진은 기대할 수 없고 누수 억제에만 어느 정도 효과가 있는 것으로 보고됐다.

이에 한전 전력연구원에서는 균열저감 및 응결 등의 특징이 있는 알파형 반수석고를 전력구 콘크리트 구조물에 적용하고자 했다. 알파형 반수석고는 화력발전소의 부산물인 배연탈황석고 등을 활용해 제조한 것으로 시멘트와 같이 응결 및 경화하는 특징이 있다. 또한 알파형 반수석고는 수화에 의해 이수석고로 전환되는데, 이때 석출되는 이수석고 결정 간의 재결정화로 인해 결정 사이가 이완되는 현상이 발생해 팽창변형을 유발하는 특징이 있다.

따라서 한전 전력연구원에서는 다양한 실험을 통하여 알파형 반수석고를 전력구 콘크리트 구조물에 적용 시 재령 초기에 팽창을 유도해 콘크리트의 균열을 획기적으로 저감시키는 효과가 있다는 것을 검증했으며, 관련 기술(수축 제어형 콘크리트용 시멘트 복합 조성물, 이의 제조 방법 및 모르타르 조성물)을 개발하고 특허를 출원해 구조물 유지관리 전문업체에 기술이전을 추진 중이다.
작성 : 2018년 09월 13일(목) 11:25
게시 : 2018년 09월 14일(금) 09:23


유희덕 기자 yuhd@electimes.com        유희덕 기자의 다른 기사 보기

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