콘크리트 시공 중 붕괴사고, 스마트거푸집으로 막는다

[아이뉴스24 최상국 기자] 한국건설기술연구원(원장 김병석)이 콘크리트 시공 중 붕괴사고 방지를 위한 ‘스마트거푸집 시스템’을 개발했다고 6일 밝혔다.

콘크리트 시공 단계에서 일시적으로 설치하는 거푸집은 거푸집 내부의 콘크리트 강도가 확보된 이후 해체해야 한다.

현재 국토교통부 표준시방서에 따라 압축강도를 측정하고 측정값이 기준치를 총족했을 때 해체할 수 있다. 그러나 구조물 본체의 강도 확인이 아닌 간접적인 평가 또는 경험적인 방법에 의존한 것이기 때문에, 공사 현장 상황에 따라 콘크리트 강도 문제로 인한 안전사고가 발생할 가능성이 있다.

건설 현장에서는 안전사고 예방을 위해 안전작업 매뉴얼 배포와 교육을 실시하고 있지만 기후환경 변화에 따라 공사 현장 상황별로 거푸집 내부에서 양생 중인 콘크리트의 강도를 실시간으로 정확하게 확인하기에는 어려움이 있다.

건설연 구조연구본부 김영진 박사 연구팀은 사물인터넷(IoT) 기술과 초음파 콘크리트 경화 센싱기술을 활용한 스마트거푸집 시스템을 개발했다. 개발된 스마트거푸집 시스템을 활용하면, 현장 작업자 및 감독자가 실시간으로 양생 중인 콘크리트 강도를 확인할 수 있다.

스마트거푸집 시스템에서는 콘크리트 외부 면과 맞닿아 설치되는 초음파 센서를 이용해 콘크리트 표면을 타고 흐르는 표면파의 전파속도를 측정한다. 콘크리트의 강도에 따라 초음파의 전파속도가 달라지는데, 콘크리트가 굳어짐에 따라 전파속도는 빨라진다. 즉, 초음파의 전파속도를 통해 콘크리트 강도를 알 수 있는 것이다.

이 시스템은 또한 실시간으로 정보를 수집하고 분석한다. 현장 감독자는 스마트폰과 같은 IT 기기로 즉시 거푸집 상태를 확인할 수 있어 객관적인 데이터를 바탕으로 효율적인 공정 및 품질관리가 가능하다.

거푸집 조립과 해체 작업도 원격 조정할 수 있게 만들었다. 개발된 스마트거푸집에는 전동스핀들(Auto Spindle)이 탑재되어, 조립 및 해체 작업을 원격으로 조정할 수 있도록 자동화해 공정의 효율성을 높였을 뿐만 아니라 사고의 위험성도 감소시켰다.

건설연은 스마트거푸집 시스템의 다양한 실내 실험을 거쳐 시제품 제작을 완료했으며 민간 기업인 선진알씨에스와 효명이씨에스에 기술이전해 현장 적용 및 확대 보급 방안을 모색하고 있다고 밝혔다.

/최상국 기자(skchoi@inews24.com)