우리나라 대부분의 아파트는 철근콘크리트(RC)조로 되어있고 콘크리트 탄산화에 의한 강재 부식 관점에서 그 수명은 약 60년 이라고 한다. 또한, 세법에서는 수명을 40년으로 산정하고 있기 때문에 현재 물리적 수명을 다한 RC 구조물이 점차 증가될 것은 확실하다.

황인상 기자 his@

가혹한 환경 하에 축조되는 구조물은 염소이온 및 CO2 등 열화인자에 의해 구조물 수명이 더욱 단축될 것이며, 심지어는 신축 후 20∼40년에 강재부식에 의한 붕괴로 이어지는 보고가 있어, 예측할 수 없는 구조물 내구성저하는 반드시 예방해야 하는 국가적 재해(災害)이며 인재(人災)라고 하겠다.
 
‘건설구조물 내구성 혁신 기술’ 및 유지관리 연구

▲ 이한승 교수

미국은 1930년대 축조된 구조물이 현재 대부분 유지관리 시대로 접어들었으나, 유지보수에 막대한 경비가 들어가기 때문에 대부분의 구조물 안정등급이 매우 위험으로 되어 있다. 또한, 일본의 경우는 1960년대에 지어진 구조물이 현재 대부분 유지관리가 필요한 상태이며, 예방적 유지관리를 국가의 건설 분야 신성장 동력으로 개발하고 있는 실정이다.

우리나라도  건설구조물의 짧은 내구수명에 의한 사회비용 증가가 발생되고 있으며, 국내 건설투자 대비 구조물 유지관리 투자율은 선진국 대비 1/4~1/2정도로 매우 낮기 때문에 구조물 내구수명 평가 및 보수 공법개발은 열화메커니즘 규명에 기초하여 실시하는 것이 필요하다.  또한,  창의적인 구조물의 안전 및 유지관리 기술 개발을 위하여 센서를 활용한 ICT 기술 개발 등 융합관점의 연구 접근이 필요한 상황이다. 아울러 건설구조물 내구성 문제는 내구성 설계, 진단, 유지관리를 통하여 예방할 수 있으며, 내구성향상을 위한 유지관리 분야는 기술적인 혁신이 기대되는 한편 장기적인 수요가 전망되는 성장시장으로 평가 받고 있다. 우리나라도 미국, 일본과 같이 유지보수 투자비가 증가하는 실패를 답습하지 않도록, 건설구조물의 효율적인 유지관리를 위한 내구성혁신기술과 유지관리에 대한 연구가 절실히 필요한 시점이 다가왔다.

‘건설구조물 내구성 혁신 기술’이란 구조물의 전생애(Life Cycle)를 통하여 내구성 저하 메커니즘을 정량적으로 규명하고, 열화 원인을 능동적으로 제어하는 원천재료 및 공법을 개발하며, ICT 기반의 내구성 통합 평가 시스템을 구축함으로서 건설구조물의 안전성 확보와 자산 가치를 향상시키는 혁신적 Life Cycle Engineering 건설기술을 말하는데 건설구조물 내구성 혁신에 대한 연구는 국가 기준 및 법령의 정비와 함께 내구성 재해로부터 국민의 안전과 복지를 향상시키는 공익차원의 성격이 강하기 때문에 외국에서는 국가지원의 대학 연구센터 형태로 진행되는 것을 볼 수 있다. 이에 대한 연구의 필요성을 인정받아 미래창조과학부 지정 한국연구재단의 2015년도 선도연구센터 지원사업 신규과제에 한양대학교 에리카캠퍼스 건축학부 이한승교수의 건설구조물 내구성 혁신 연구센터(ERC)가 2015년 8월 19일 최종 선정되었다. 이한승 센터장은 “ERC(Engineering Research Center)는 목표 집중적이고 유기적인 연구과제들을 체계적으로 구성하여 탁월한 기초연구 성과를 창출할 수 있는 연구 집단을 육성하고, 대학 내 산학협력 거점으로의 역할을 담당하게 되는데, 건설구조물의 생애주기를 통하여 안전성 확보와 자산가치 향상을 목적으로 창의적 건설기술을 융합하는 세계 최고 수준의 구조물 내구성 혁신 기술 개발과 함께 산학협력 거점 구축을 위한 노력이 진행될 것”이라며 연구활동에 대한 포부를 밝혔다.

건설구조물 내구성 분야서 세계적인 연구거점 구축
현재 건설구조물 내구성혁신연구센터는 총 7년 동안 2단계로 나누어 3개의 그룹 11팀이 내구성 혁신원천 기술, 내구성 혁신보수 기술, 내구성 혁신평가 기술 구축을 위한 활발한 연구를 진행 중이다. 정부지원금 140억원, 민간지원금 62억원(현물포함)등의 연구비로 운영되며 이 기간 동안 기존 및 신축 건설구조물을 대상으로 내구성향상 및 효율적 유지관리를 위한 내구성설계 기준 및 법령 제정, 혁신적인 보수공법 건설신기술 개발, 세계 최초의 내구성 헬스 모니터링 시스템 구축 및 구조물의 유지관리 및 자산관리 시스템을 개발할 예정이다.

이한승 센터장은 “그동안 건설구조물에서 실시되어온 구조 안전성 및 사용성 위주의 설계 패러다임을 시대적 요구에 따라 내구성 관점에서 연구를 시작하는 것에 매우 큰 의미를 두고 있으며, 첨단 건설기술과 함께 재료기술 센싱기술, ICT기술을 융합한 창의적인 건설기술을 개발하고 실용화하여 건설구조물 내구성 분야에서 세계적인 연구거점을 구축한다는 야심찬 포부를 밝히고, 내구성혁신 연구결과를 통한 건설산업의 새로운 성장동력 창출과 동시에 내구성 재해로부터 안전하고 안심할 수 있는 사회를 구현”하겠다는 공익센터로서의 국가적 사명을 강조하고 있다. ‘건설구조물 내구성 혁신 연구센터’는 모든 건설구조물과 미래건설기술에 요구되는 중요한 기반 성능인 내구성에 관한 창의적 이론연구 및 실현 가능한 실용화 연구를 통하여 안전한 대한민국건설, 건설분야 창조경제 활성화, 국가 미래 신성장동력 창출에 기여할 것으로 기대된다. NM

▲ 건설구조물 내구성 혁신 연구센터 개소식 및 국제 세미나