수명 100년 늘린다…건설 현장의 '철근 부식' 방지 기술[슬기로운 건축]①

콘크리트 속 '암세포', 철근 부식과의 전쟁…시설물 노후화 해법으로 부상

[서울=뉴시스]환경성적표지인증을 취득한 동국제강 봉강·형강·코일철근 제품.(사진=동국제강 제공)

[서울=뉴시스] 김종민 기자 = 국내외 주요 인프라와 주택 건축물들이 노후화 문제에 직면하면서, 구조물의 핵심 수명을 결정하는 철근 부식 방지 기술이 건설업계의 최대 화두로 떠올랐다.

7일 건설업계에 따르면, 콘크리트 속 철근 부식은 구조물의 안전성을 해치는 '암세포'로 불린다. 염해(바닷물의 염분), 탄산화(대기 중 이산화탄소 침투) 등 외부 환경 요인으로 인해 철근이 팽창하면서 콘크리트에 균열을 일으키고, 이는 곧 건물의 붕괴 위험으로 이어진다. 전문가들은 이러한 부식을 막는 기술이 구조물의 수명을 100년 이상 늘리는 핵심 열쇠라고 입을 모은다.

전통 방식을 넘어선 혁신… 에폭시와 방식 기술의 진화

기존의 철근 부식 방지책은 주로 에폭시 코팅 철근(Fusion Bonded Epoxy Coated Rebar, FBECR) 사용에 의존해왔다. 철근 표면에 에폭시 수지 코팅을 입혀 염분이나 습기가 철근에 직접 닿는 것을 막는 방식이다. 에폭시 코팅 철근은 염해에 대한 저항성을 높이는 데 효과적이지만, 시공 과정에서 코팅층이 손상될 경우 오히려 손상 부위에 부식이 집중되는 '국부 부식' 위험이 있다는 한계를 안고 있었다.

이에 건설업계와 연구기관들은 에폭시의 한계를 극복하는 동시에 경제성과 효율성을 갖춘 차세대 방식(防蝕) 기술 개발에 집중하고 있다.

가장 주목받는 기술 중 하나는 갈바닉 방식(Galvanic Protection)이다. 이는 철보다 반응성이 높은 아연 등 희생양 금속을 철근 주변에 설치하여 철근 대신 부식되도록 유도하는 방식이다. 외부 전원을 연결할 필요가 없어 시공이 간편하고 유지보수 비용이 적게 드는 장점이 있어 교량, 항만 등 대형 토목 구조물에 활발히 적용되고 있다.

또 다른 혁신 기술은 표면 활성화 처리 철근이다. 철근 표면에 특수 합금을 증착하거나 화학적 처리를 통해 철근 자체의 내식성(耐蝕性)을 극대화하는 방식이다. 특히 내부식성이 뛰어난 스테인리스 철근이나 아연-마그네슘 합금 철근 등 고성능 철근의 사용도 증가하는 추세다. 초기 투자 비용은 높지만, 장기적인 유지보수 비용과 수명 연장 효과를 고려하면 경제성이 높다는 평가다.

첨단 소재와 설계로 '콘크리트 장벽' 강화

철근 자체의 방식 외에, 콘크리트 자체의 품질과 설계를 개선하여 철근을 보호하는 기술도 진화하고 있다. 콘크리트의 치밀도를 높여 염소이온이나 이산화탄소가 침투하기 어렵게 만드는 것이다.

고성능 콘크리트(HPC) 사용: 물-시멘트 비를 낮추고 실리카 퓸, 플라이 애시 등 혼화재를 첨가해 콘크리트 조직을 더욱 조밀하게 만듦으로써 외부 물질의 침투를 최소화한다.

방청제(Rust Inhibitor) 첨가: 콘크리트 타설 시 질산염, 아질산염 계열의 화학물질인 방청제를 섞어 철근 표면에 보호막을 형성하여 부식 속도를 늦춘다.

피복 두께 확보: 설계 단계에서부터 철근을 감싸는 콘크리트의 두께(피복 두께)를 충분히 확보하여 유해 물질이 철근까지 도달하는 데 걸리는 시간을 최대한 지연시킨다.

건설 업계 관계자는 "기존의 건물 수명은 40~50년이었지만, 이러한 첨단 방청 기술을 복합적으로 적용하면 내구 수명을 100년 이상으로 늘릴 수 있다"며, "장기적인 관점에서 안전성과 자산 가치를 높이는 필수 요소로 인식되고 있다"고 강조했다.


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