[K-카본 R&D 시동] 〈4·끝〉 '건설에도 탄소소재' 고성능 콘크리트 파일 만든다

탄소소재를 활용한 신개념 콘크리트 파일(말뚝) 개발이 추진된다. 현재 건설현장에서 쓰이는 강관 파일을 대체하면서 건설분야에서 탄소소재 활용도를 높일 것으로 기대되는 프로젝트다.

10일 업계에 따르면 산업통상자원부 'K-카본 플래그십 기술개발 사업'을 통해 추진되는 '강관 파일 대체용 200톤급 CFRP 튜브 합성 콘크리트 파일 개발' 과제가 시작됐다.

강재와 비교해 부식에 강한 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)과 고강도 콘크리트 소재를 합성해 강도를 높인 파일 개발이 목표다.

고강도콘크리트(PHC) 파일 제품 사진 (아이에스동서 제공)

파일이란 건물을 지을 때 연약한 지반을 보강하는 기초공사에 필수로 쓰이는 말뚝이다. 건설구조물의 하중을 지반으로 전달해주는 역할을 한다. 건축물 종류와 현장에 따라 고강도콘크리트(PHC) 파일이나 강관 파일이 쓰인다.

CFRP와 콘크리트 소재를 섞어 기존 PHC 파일과 강관 파일의 단점을 보완하고 성능이 향상된 파일을 개발할 계획이다. 제품이 개발되면 구조물 수명을 늘릴 수 있고 내부식성을 높이는데 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 내진성능을 높여 지진 피해 최소화도 가능하다. 건설 분야에서 탄소 발생량이 가장 높은 강재와 시멘트 사용량을 줄여 탄소 배출량 감소에도 기여할 수 있다.

CFRP+콘크리트 파일 개념도

과제에는 주관기관인 아이에스동서를 비롯해 한국탄소산업진흥원, 스페이스프로, 코어텍, 한국건설기술연구원, 롯데건설, 한국탄소나노산업협회가 참여한다.

아이에스동서 연구책임자 김정회 박사는 “탄소소재 융복합 산업 발전전략의 5대 수요 산업 중 하나인 건설 분야에서 탄소복합재 사용이 증가하고 있지만 국내 기술 수준은 연구개발(R&D) 단계로 구조물 보수·보강에 적용하는데 그치고 있다”며 “선도적 기술 개발을 통해 탄소섬유복합재의 건설분야 적용을 위한 기술 확보와 시장 선점이 시급하다”고 강조했다.

참여기관들은 CFRP 튜브 제조를 위한 최적의 소재와 공정을 도출할 방침이다. CFRP 튜브 속을 채우는 콘크리트 배합 기술과 제조 공정도 개발할 계획이다. 최종 제품 생산 기술을 확보하고 시제품을 생산해 성능을 검증한 후 신기술 인증을 추진할 예정이다.

'강관 파일 대체용 200톤급 CFRP 튜브 합성 콘크리트 파일 개발' 과제 참여기관 관계자들이 공동연구개발 및 기술교류를 위한 업무 협약을 체결했다.

사업화 추진전략도 세웠다. 국내 최대 규모 간척지인 새만금 3·4단계 개발 시기에 맞춰 부식에 강한 CFRP 합성 콘크리트 파일을 적용해 시장을 선점한다는 계획이다. 초기 시장점유율 0.1%를 확보한다고 가정하면 2029년경 초기 달성할 수 있는 매출은 약 42억 원 수준으로 예상하고 있다.

공동연구기관인 한국탄소나노산업협회 김덕기 전무는 “K-카본 플래그십 기술개발 사업을 통해 탄소 산업 경쟁력 확보와 건설산업의 지속 가능성 및 초격차 미래 구현에 기여할 것으로 기대한다”면서 “고성능 파일 개발로 건설구조물의 안전성 강화, 장수명화, 환경보호 등 가치를 창출할 것”이라고 말했다.

정현정 기자 iam@etnews.com

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