– 철근을 사용하지 않는 단위 FRP를 이용한 거더(girder:보) 개발 –

원광대학교(총장 나용호) 공과대학 곽계환(사진 토목환경공학과) 교수가 구조적으로 안전하면서 공장생산 및 간편 시공이 가능한 경제성 높은 새로운 건설부재를 개발했다.

최 근 곽 교수가 발명특허를 받은 건설부재는「단위 FRP를 이용한 거더(girder:보)」로써 향후 산업 현장에서 활용하게 되면 여러 가지 장점이 많아 국내·외적으로 크게 각광을 받을 것으로 예상돼 건설 관계자들로부터 비상한 관심이 쏠리고 있다.

교 량 등에서 거더의 역할은 상부에서 작용하는 고정하중 등 모든 하중을 하부구조인 교대, 교각으로 전달하는 것으로 거더는 그 어떤 부재보다도 중요한 역할을 하고 있으며, 기존의 강재거더, 콘크리트거더, 콘크리트충전 강재거더 등은 비용이 많이 들어가고, 자중이 커 시공이 복잡하거나 처짐, 진동 등 유지관리에 취약한 단점이 있었다.

또한 일반적으로 압축과 인장을 받는 철근콘크리트 합성부재의 경우 철근은 인장력에 저항하는 구조 형식으로 설계돼 중립축 이하의 인장부 콘크리트는 인장저항에 미치는 영향을 무시하고, 단지 철근을 보호하는 역할만 하는 것으로 설계되어 자중 증가가 커졌었다.

이 같은 단점들을 획기적으로 줄일 수 있는 FRP를 이용한 거더와 재료를 개발한 곽계환 교수는 “내수성, 내약품성, 내열성 등이 뛰어난 수지(plastic)와 섬유(fiber)를 복합재료로 하여 만든 중합체(polymer)인 FRP는 내식성과 높은 강도를 동시에 갖고 있다”며, “특히 철근과 비교해 약 4~6배의 인장강도를 지니고 있기 때문에 철근을 대체 사용할 수 있는 우수한 재료”라고 밝혔다.

또한 “이러한 장점을 지닌 FRP를 이용해 모듈형 박스 부재를 개발했다”며, “이번에 새롭게 개발된 부재는 단일 모듈과 조립식 모듈 등 다양한 활용성과 공장생산이 가능하고, 작업시간과 작업량 등을 줄일 수 있어 간이 시설에 의한 경우 70% 이상의 비용 절감과 콘크리트 제품과 비교해 80% 이상의 유지관리 비용을 줄일 수 있을 것”이라고 말했다.

한편, 이번 특허품이 공장생산에 의한 자동화가 이루어질 경우 더욱 많은 비용 절감이 가능할 것으로 예상되고 있으며, 앞으로 건축 구조물의 보나 기둥, 인도교의 거더, 교각, 슬래브는 물론 측벽, 해안 구조물의 구조재료 등으로 활용도가 다양 할 것으로 기대되고 있다.