겨울철 건설 현장은 낮은 기온으로 인해 콘크리트 타설 시 많은 어려움을 겪습니다. 기온이 영하로 떨어지면 콘크리트 내부의 수분이 얼었다 녹기를 반복하며 조직에 균열을 일으키고, 강도 발현이 늦어져 전체적인 공사 기간이 지체되는 문제가 발생합니다. 따라서 동절기에는 타설 직후 콘크리트가 얼지 않도록 보호하는 양생 작업이 필수적입니다. 기존에는 갈탄이나 목탄을 연소시켜 온도를 유지해 왔으나, 이는 다량의 일산화탄소를 배출하여 작업자의 가스 중독 사고를 유발하는 위험 요인으로 지적되어 왔습니다.

이러한 위험을 해결하기 위해 한국건설기술연구원에서는 동절기 콘크리트 양생 작업을 빠르고 안전하게 돕는 ‘면상 발열 시트’ 기술을 개발했습니다. 이 기술은 얇은 면상의 전도성 발열체 위에 금속 전극을 설치하고 절연 처리를 하여, 시트 전체가 균일하게 발열되도록 설계되었습니다. 마치 발열 무릎 담요처럼 면 전체에서 열이 발생하기 때문에 콘크리트에 고르게 열을 전달할 수 있습니다. 이는 국부적인 가열로 인한 열변형과 균열을 예방할 뿐만 아니라, 화재 발생 위험도 획기적으로 낮추어 안전한 시공 환경을 조성하는 데 기여합니다.

면상 발열 시트의 가장 큰 장점 중 하나는 압도적인 양생 속도와 강도 확보 능력입니다. 일반적인 동절기 공정에서는 콘크리트 타설 후 거푸집을 제거하기까지 약 3일 정도의 시간이 소요되며, 이때 요구되는 압축 강도는 약 5~14 MPa 수준입니다. 하지만 이번에 개발된 기술을 적용하면 단 하루 만에 무려 19.6 MPa의 강도를 확보할 수 있어, 공사 기간을 획기적으로 단축할 수 있습니다. 짧은 시간 내에 젤네일이 굳는 것과 유사한 원리로 콘크리트를 단단하게 경화시키기 때문에 경제성과 시공 효율성 측면에서 매우 뛰어난 성능을 자랑합니다.

동절기의 안전한 현장 관리를 위해 인공지능(AI) 기술을 기반으로 한 시공 관리 시스템이 함께 개발되었습니다.

시공 현장의 디지털 전환을 위해 개발된 AI 시공 관리 시스템은 건설 환경에 최적화된 배합 정보와 실시간 기상 데이터를 연동하여 제공합니다. 이를 통해 외부 온도 변화에 따른 콘크리트의 강도 발달을 정밀하게 예측하고, 최적의 양생 일정을 산출하여 공정의 불확실성을 제거합니다. 관리자는 스마트폰 앱을 통해 장소에 구애받지 않고 현장 상황을 확인할 수 있어, 데이터 중심의 체계적인 품질 관리가 가능해집니다. 이는 작업 효율을 높일 뿐 아니라 예기치 못한 환경 변수에도 유연하게 대응할 수 있는 기반이 됩니다.

최근 건설 업계에서는 부실시공과 안전사고 예방이 그 어느 때보다 중요한 화두로 떠오르고 있습니다. 이번에 소개된 고성능 시공 기술들은 겨울철 콘크리트의 성능을 향상시키고 작업자의 안전을 보장함으로써, 우리나라 건설 현장의 고질적인 문제들을 해결할 대안으로 기대를 모으고 있습니다. 연구팀은 앞으로도 겨울철에 안전한 건설 시공이 이루어질 수 있도록 더욱 다양하고 고도화된 기술 연구에 매진할 계획입니다. 이러한 기술적 진보가 쌓여 부실시공 없는 투명한 건설 문화가 정착되고, 모든 작업자가 안심하고 일할 수 있는 현장이 구현되기를 기대해 봅니다.