< Previous문화 에세이 | ART AND CULTURE Magazine of the Korea Concrete Institute 38 센서를 연결하였다. 사람에게 있어서 일상이 반복되어도 오늘의 삶의 흐름이 하루 전과 동일하지 않듯이 매일 다 른 환경에서 인공지능 작품도 유기체처럼 살아간다. AI 작품은 배움의 내용을 실시간으로 시각화함으로써, 시퀀스 와 시간 한계가 정해진 채로 무한 반복되는 비디오 아트와는 차별된다. 아나돌은 “기억과 미래를 연결하는 방법을 찾고, 보이지 않는 것을 가시적으로 만들기 위해 노력하고 있다”라는 소개글을 트위터에 남겼다. 반란의 서막 MoMA는 비디오아트, 게임 등 당대 진보된 기술을 적용해 영감을 불어넣은 다양한 형태의 예술에 대해 일찌감치 마음을 열고 혁신적인 현대미술로 인정해왔다. 1913년 마르셀 뒤샹(Marcel Duchamp)의 양변기가 뉴욕 센트럴 팰리스 전시장에 들어와 ‘샘’이라는 제목의 레디메이드(Ready-made)예술로 인정 되었듯이, 이 전시는 AI가 창조 해 낸 문제작이 현대미술로 받아들여진 중대한 사건이다. 무엇이 인간적 또는 예술적 주관성을 구성하는지에 대한 오랜 논쟁에서 벗어나 기계가 반전을 꿈꾸는 역사적인 순간임이 틀림없다. 이제 우리는 많은 질문을 던져야 하는 시 점에 와 있다. 인간이 의도를 갖고 생각을 숙성시키며 고심하는 지난한 정신적 과정을, 인공지능이 단숨에 학습하고 인간보다 더 정교하게 창조해 낸다면 AI는 예술의 궁극적 주체인가? 불멸의 가치와 감동이 예술의 본질일진데, 인 공지능의 작품이 훨씬 심미적으로 뛰어나다면 인류에게 남은 것은 공포인가 축복인가? 더 나아가서는 인간의 명령 을 반복해서 처리하면서 학습하는 이 기계들이 주체적 개체가 된다면 인간의 동정을 받을 자격도 있는가? 사실 기계의 반란으로 예술 생태계의 근간을 흔들어놓은 사건은 이번이 처음은 아니었다. 예술가를 크게 혼란 에 빠트리고 위협한 것은 다름아닌 사진의 출현이었다. 사진은 회화의 재현 기능을 공격했고, 인물, 정물, 풍경, 역사적 증언 등 회화의 장르를 그대로 모방하며 ‘더욱 리얼하게’ 사회 속에 빠르게 침투했다. 1837년 프랑스 태제35권 5호 2023. 09 39 생의 사진 발명가 다게르(Louis Jacques Mandé Daguerre 1787-1851)가 옥화은판(沃化銀版 : 아이오딘화은 silver iodide을 바른 금속판에 빛을 비춘 다음, 수은 증기를 쬐면 상이 맺히는 은판사진법, 일명 다게레오타입 Daguerreotype)을 발표했을 때, 당대 이름이 널리 알려진 화가 폴 들라로슈(Paul Delaroche)는 “오늘을 마지막 으로 회화는 죽었다!”라고 말했다. 많은 화가들이 충격과 좌절로 스스로 목숨을 끊었다. 복제가 가능하다는 사진의 특성은 모더니즘 회화의 기반인 진실성(authenticity, 단 한 점의 진품)이라는 개념을 전면적으로 흔들어놓았다. 아우라Aura! 독일 철학자 발터벤야민(Walter Benjamin)의 기념비적인 논문 ‘기술복제 시대의 예술작품’에서 쓴 아우라의 개념은 이 시기에 등장했다. ‘과학 기술로 인한 복제 가능성의 시대에 위축되고 있는 것은 아우라다. 그 것은 공간과 시간으로 짜인 특별한 직물로서, 대상을 감싸고 있는 껍질이다.’ 사진이 예술을 전복하려 시도했다는 주장은 여전히 유효하다. 즉 예술 작품은 창조성, 천재성, 영원한 가치, 비밀, 신비주의에서 억지로 벗어나야 했으 며, 단 하나 원본으로서의 ‘아우라’를 내던져야 하는 상황에 직면한 것이다. 그러나 기계와 인간은 상호 공존의 방 법을 결국 찾아낸 듯 보였다. 기계의 눈은 인간의 눈으로는 파악 할 수 없는 차원의 또 다른 현실 공간을 가시화했 고, 회화는 사진 덕분에 눈으로 보는 것과 똑같은 재현의 강박관념에서 해방되었다. 사진이 잘 표현할 수 있는 현 실 세계에는 더 이상 무관심하더니 점차 무의식이나 꿈, 빛이 없는 밤의 세계, 초현실적 상상, 급기야는 추상으로 가는 길을 택했던 것이다. 그리하여 기계에 의해 잠식될 것만 같던 위기를 겪은 후 완전히 다른 새로운 인간의 능 력을 발견하는 계기로 믿었다. 그리고 사진이 발명된 후 200년이 되어가는 현재, 우리는 인간만의 능력이라고 믿 었던 상상의 영역을 기계가 더욱 능숙하게 해 내는 장면을 목도하면서 당혹감을 감출 수 없다. 아나돌의 전시를 MoMA에 기획한 미쉘 쿠오(Michelle Kuo) 큐레이터는 “이 작품은 예술가와 기계, 통제와 포기, 인간 의지와 기계 의 상상력 간의 복잡한 춤이다. 이 역동성은 인공지능이 무엇을 할 수 있고, 무엇을 할 수 없고, 무엇을 해서는 안 되는지 흥미로운 통찰로 이어진다고 생각한다. 새로운 기술들은 종종 두려움이나 완전한 거부반응을 겪는다. 유토 피아적이거나 디스토피아적인 존재와 관련된 예술에 대한 희화화는 언제나 있어 왔다. 우리는 인간의 감정이나 비 평, 혹은 의미를 넘어서는 어떠한 일들이 벌어질 때 그것에 맞설 준비를 해야 한다”라고 평했다. MoMA의 Unsupervised는 NFT(Non-Fungible Token)로 판매되고 있다. 아나돌 작가는 기존 NFT 컬랙션들 의 희소 가치를 높이기 위한 후속 조치로 일부 소각(Burn)을 순차적으로 단행했다. 그리고 디지털 세계와 실물 세 계를 융합하고자 하는 일환으로 실물 프린트(Physical Print)를 NFT 홀더들에게 무료로 제공하여 추가적인 예술 실물 프린트MoMA Data Burn문화 에세이 | ART AND CULTURE Magazine of the Korea Concrete Institute 40 적 즐거움을 선사했다. 창조한다는 것, 시지각적 경험 및 예술의 심미적 향유와 소장, 소유의 가치는 이제 근본적 으로 변화하고 있다. AI는 이제 사고의 도구를 넘어 스스로 상상하고 창조해 내고, 인간으로 하여금 현실이 도저히 감당할 수 없는 것들을 감각하게 한다. 끊임없이 계속 이어지는 미지의 관계를 우리는 시간을 두고 규정해야 하는 과제 앞에 서있다. 담당 편집위원 : 천성철(인천대학교) scchun@inu.ac.kr 강희경 관장은 고려대학교 미술교육과에서 학사, 파리 1대학 팡테옹 소르본느 박물관학으로 석사를 마쳤 다. 루브르박물관, 오르세미술관 등 프랑스 국공립미술관들의 소장품을 국내에 유치하여 특별전시를 기획하 는 일을 하였으며, 고미술로부터 점차 디자인 영역으로 넓혀나가 ‘프랑스장식예술박물관 한국특별전’(예술의전 당), 과학과 예술이 융합된 창작 콘텐츠 ‘명화속 과학체험전’(예술의전당), ‘에릭칼, 그림책의 위대한 발견’(성남 아트센터)을 총괄 제작하였다. 독립 큐레이터로 활동하며 기획한 전시로는 ‘한국스페인 특별전’(소마미술관), ‘IN&OUT’(수원 111CM개관전), ‘통계야 놀자!’(과천과학관), ‘창원특례시 100년 사진전’(성산아트홀) 등이 있 다. 현재 10.19 갤러리&라운지 관장을 맡아 지역 작가의 창작활동을 지원하고 있다. kangoz@naver.com 참고문헌 1. 사진과 회화, 이토우 도시하루 지음 김경연 옮김, 시각과 언어 2. Essay The work of art in the age of its technical reproducibility, Walter Benjamin, 1935 3. 뉴욕현대미술관 공식 홈페이지 moma.org 4. @refikanadol • 저 자 : 한국콘크리트학회 • 정가(비회원가) : 50,000원 • 출판사 : 기문당 • 회원할인가 : 40,000원(20%) • 발행일/Page : 2021.02.28 | 도서소개 | 2016년 국토교통부 고시에 따라 '건설기준 통합코드'로서 '콘크리트구조설계기준'은 KDS 14 20으로 정비되고 국가건설기준센터에서 관리하게 되었다. 한국콘크리트학회에서는 '콘크리트구 조설계기준'을 개정함과 동시에 그 명칭을 '콘크리트구조 학회기준(2017)'으로 하여 발간하였고 그 내용은 기본적으로 개정된 KDS 14 20과 동일하다.이번에 발간하는 예제집에서는 이들 '콘크 리트구조 학회기준'과 KDS 14 20의 주된 개정사항을 반영하여 기존 예제를 수정하고 또한 내구 성 설계, 콘크리트 극한변형률과 응력분포를 가정한 휨설계, 수정된 뚫림전단강도 계수의 적용, 철 근의 정착, 특수전단벽 연결보, 그리고 콘크리트용 앵커 등에 대한 예제를 추가하였다. 2020년 개정 콘크리트구조 학회기준 예제집특집 | FEATURED ARTICLES 제35권 5호 2023. 09 41 지속가능 경량 콘크리트 적용기술 Application of Sustainable Lightweight Concrete 비구조용 경량 콘크리트 실무매뉴얼 • 문주혁 · 윤현섭 · 최동욱 경량골재 콘크리트 실무매뉴얼 • 김재홍 · 전유빈 구조용 경량골재 콘크리트의 역학적 특성에 대한 설계 모델 • 이경호 · 양근혁 탄소저감 및 에너지 소비 효율성 향상에 대한 글로벌 요구가 지속적으로 증가함에 따라 건축물의 단열이슈도 중요하 게 부각되고 있다. 더불어, 산업부산물 재활용을 통한 천연자원의 보존 및 천연골재의 부족 등의 환경적 이슈와 함께 인 공 경량골재에 대한 관심도 점차 증가하고 있다. 최근에는 프리캐스트 콘크리트 산업의 활성화에 발맞추어 운반, 양중 및 시공단계에서 유리한 경량 콘크리트의 관심도 점차 높아지고 있다. 주로 건축물의 마감 및 칸막이 벽체로 적용되고 있는 비구조용 경량 콘크리트(선기포 습식 콘크리트 및 ALC 포함) 기술은 초경량성, 내화성 및 단열성 등의 장점으로 그 적용성은 지속적이다. 하지만 경량기포 콘크리트는 제조 및 시공 시 품질관리 측면에서 많은 주의가 요구됨에도 불구하고 관련 참고자료 또는 가이드라인은 국제적으로도 매우 미흡한 실정이다. 구조용 경량골재 콘크리트는 골재의 낮은 강도와 강성으로 인해 보통 콘크리트에 비해 균열과 인장저항성이 낮고 더 취성적 파괴모드를 보인다. 하지만 설계기준들에서 경량골재 콘크리트와 관련한 내용은 전단 및 부착에서 단지 수정계 수를 도입하고 있는 실정이다. 미국콘크리트학회에서는 위원회 211와 213에서 구조용 경량골재 콘크리트의 배합 및 역학적 특성과 내구성 평가에 대한 가이드라인을 제시하고 있다. 유럽의 CEB-fib에서는 경량골재 콘크리트의 사용성 및 한계상태에서 설계 및 해석모델과 방법론에 대한 가이드라인을 제시하고 있다. 하지만 이들 가이드라인들은 약 20 여 년 전의 연구결과들을 바탕으로 제시되었고 아직 개정이 이루어지지 않았기 때문에 최근의 경량골재 기술발전 동향 과 그에 따른 경량콘크리트위원회에서는 특성변화를 반영하기에는 다소 한계가 있다. 우리 학회의 경량콘크리트위원회에서는 최신 연구들의 리뷰결과를 바탕으로 실무적 관점에서 ‘비구조용 경량콘크 리트’와 ‘구조용 경량골재 콘크리트’ 실무매뉴얼을 발간하였다. 이 실무매뉴얼들은 경량 콘크리트의 제조, 시공, 설계 그리고 품질관리 등의 자료를 정리하고 실무적으로 가이드라인을 제시함으로써 중요한 의의를 갖는다. 실무매뉴얼의 중요한 내용을 요약한 이 특집기사가 경량 콘크리트의 최신 연구동향과 적용성 방향의 중요한 참고자료가 되기를 기 대한다. 주간: 양근혁(경기대학교) yangkh@kgu.ac.krMagazine of the Korea Concrete Institute 42 비구조용 경량 콘크리트 실무매뉴얼 Practical Manual for Non-structural Lightweight Concrete 특집 1 | FEATURED ARTICLES 문주혁 Juhyuk Moon 서울대학교 건설환경공학부 교수 윤현섭 Hyunsub Yoon (주)한국방재안전기술 부대표 최동욱 Donguk Choi 한경국립대학교 산학협력단 교수 01 1. 머리말 현대 산업기술의 고도화 및 기술력의 향상에 따라 건설산업 분야에서는 고성능 및 고기능성을 갖는 재료나 소재 에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 최근에는 기술 인력의 노령화에 대응하고 시공의 안전성을 요구하는 측면에서 프리캐스트 콘크리트 기술이 급속도로 주목받음에 따라 경량 콘크리트 역시 주목받고 있다. 프리캐스트 콘 크리트 구조물의 경량화는 작업성 및 시공성 향상, 구조물의 자중 절감으로 인한 유효공간 확보, 밑면 전단력 감소를 통한 내진성능 확보, 방음 및 흡음성의 향상, 부재의 운반 및 양중에 대한 경제적 이점 등 여러 장점을 갖고 있다. 위 와 같은 이유로 ALC(autoclaved lightweight concrete) 블록과 습식 경량 기포 콘크리트는 대표적인 경량 콘크리 트로 국내 건축 현장에서 널리 사용되고 있다. 그러나 해외 선진국들과는 달리, 국내 경량 콘크리트에 대한 연구 및 기술 개발은 주로 기초적인 물성평가에 집중되어 있으며, 경량 콘크리트에 대한 구체적인 국가표준이 마련되어 활용 되고 있지 않다. 경량 콘크리트는 작업자, 재료상태, 배합조건 및 기포의 상태 등에 따라 그 성능이 크게 좌우되기 때 문에, 경량 콘크리트의 품질과 목표성능을 만족하기 위해 보다 체계적인 품질 관리 및 시공 가이드라인 등의 실무적 인 지침사항이 필요한 시점으로 판단되어 학회 위원회에서는 비구조용 경량 콘크리트 실무지침을 작성하게 되었다. 2. 비구조용 경량 콘크리트 경량성 기능을 갖는 콘크리트는 통상적으로 경량 콘크리트라 한다. 현재 경량 콘크리트는 그 사용 목적 및 물성에 따라 크게 구조용과 비구조용으로 구분하여 사용되고 있다. 비구조용 경량 콘크리트는 골재의 사용 유무에 따라 콘 크리트 안에 대량의 기포를 혼입시킨 “기포 콘크리트”와 경량골재를 이용함으로써 경량화한 “경량골재 콘크리트”로 나눌 수 있다. 경량 기포 콘크리트는 제조 방식에 따라 다시 고온 · 고압 양생 방식과 현장에서 제조와 타설이 동시에 이루어지는 현장 타설 습식형 방식으로 구분할 수 있다. 비구조용 경량골재 콘크리트는 사용되는 경량골재의 종류에 따라 인공골재와 천연골재를 적용한 경량 콘크리트로 구분될 수 있다<그림 1>.제35권 5호 2023. 09 43 2.1 비구조용 골재 콘크리트 비구조용으로 사용되는 천연 경량골재 콘크리트나 팽창 슬래그 콘크리트는 옥상의 방수, 누름 콘크리트, 단열, 보온, 내화, 흡음 등의 용도로 사용된다. 경량골 재의 종류에는 여러 가지가 있지만 용도에 따라 구조 용과 비구조용으로 분류할 수 있다. 또한 생성 과정에 의해서 인공 경량골재, 산업부산물로 발생하는 경량골 재, 그리고 천연 경량골재로 분류할 수 있다. <그림 2> 는 비구조용 경량골재의 구분을 나타낸다. 경량골재는 대부분 밀도가 1,000 kg/m3 이하로 물 보다 가벼운 소재를 사용하여 배합 시 골재의 부립에 의한 재료분리 등의 문제가 발생할 가능성이 높으므 로 이에 대한 별도의 대책 및 관리가 필요하다. 일반적 으로 경량골재의 부립을 방지하기 위해서는 프리웨팅 을 실시하여 골재에 수분을 미리 흡수시키거나, 시멘 트 슬러리의 점성을 증가시켜 재료분리를 방지하는 방 법 등이 사용되고 있다. 재료의 경량화는 일반적으로 재료 내부의 공극 도입에 의해 초래되며, 단열 및 보온 성의 향상이 기대되므로 최근에는 에너지 절약 관점에 서 특히 주목받고 있다. 이러한 점에서 건축용 보드류 에는 펄라이트, 버미큘라이트, 실러스 벌룬, 고분자 발 포체 등의 경량성이 우수한 골재가 이용되고 있다. 이 중 펄라이트 및 버미큘라이트는 암석을 소성 · 팽창시 킨 것으로 내열 성능이 뛰어나며 불연성 재료로 석고 보드, 석면 시멘트 펄라이트판, 펄프시멘트 펄라이트 섬유판을 비롯해 많은 무기질계 보드류에 사용되고 있 다. 또한, 경량성 습식 마감재로는 1965년대 이후에는 인공 경량골재, 펄라이트 및 버미큘라이트 등이 사용 되기 시작했으며, 최근에는 발포 합성수지 등의 유기 계 경량골재도 활발히 사용되고 있다. 그중에서도 펄 라이트, 버미큘라이트 등은 경량성뿐만 아니라 내열성 이나 단열성도 뛰어나다. 2.2 경량 기포 콘크리트 KS F 4039에서는 기포 콘크리트를 겉보기 밀도 0.7 미만으로 상압 양생한 콘크리트라고 규정하고 있다. 일반적으로 골재를 사용하지 않는 경량 기포 콘크리 트는 재료 자체의 다공성 및 경량성 등으로 밀도와 열 전도율이 낮아 단열재나 충전재 등 으로 많이 사용된다. 기포 콘크리트 의 재료는 시멘트 및 골재를 주원료 로 하고, 기포제, 물, 혼화재료 및 경 량 충전재 등으로 구성된다. 우리나 라에서 현장 타설용 기포 콘크리트 (이하 기포 콘크리트)는 건축용으로 공동주택의 온돌구조용 단열재, 토 목용으로 채움재 등으로써 많이 사 용되고 있다. <표 1>은 국내외 기포 콘크리트의 주요 용도를 나타내고 있다. 그림 1. 경량 콘크리트의 분류 그림 2. 비구조용 경량골재의 구분Magazine of the Korea Concrete Institute 44 특집 1 | FEATURED ARTICLES 경량 기포 콘크리트를 만드는 방법은 주로 세 가지 로 분류할 수 있다. ① 선기포 방식 : 기포 콘크리트를 만드는 가장 흔한 방법인 선기포 방식은, <그림 3>과 같이 사전에 제조한 시멘트 슬러리에 기포 형성 요소를 혼합 한 후 교반하여 기포 콘크리트를 생성하는 방법 이다. 선기포 방식은 기포의 양을 조절하기 쉽고, 비교적 균일한 독립기포가 형성되는 것이 장점 이다. 선기포 방식에 사용되는 기포제는 계면활 성 작용을 통해 물리적인 힘으로 기포를 제조하 기 위해 사용되는 혼화제로서, 기포제에 따라서 기포의 발포율, 크기, 형상 및 안정성이 다르다. 기포제의 종류는 합성 계면활성제(surfactant: alpha olefin sulfonate 등), 수지비누계 기포제, 단백질계 기포제가 있으며, 단백질계 기포제는 다시 식물성 단백질 기포제(vegetable soap 등) 및 동물성 단백질 기포제(fe-protein 등)로 구분 할 수 있다. ② 혼합기포 방식 : 콘크리트 교반과 동시에 기포를 발생시키는 혼합기포 방식은 배합 시 믹서기 패 들의 빠른 회전에 의해 연행공기를 발생시키는 물리적 방법이다. 혼합기포 방식은 혼합시간에 따라 기포 도입량에 차이가 발생하여 기포 발생 량 조절이 어려운 편이며, 도입 공기량에 물리적 인 한계가 있다. ③ 후기포 방식(발포) : 후기포 방식은 기포 콘크리 트를 교반하면서 알루미늄 분말이나 아연 분말 등의 발포제를 혼합하여 화학반응을 통해 가스를 형성하여 기포를 만드는 것이다(gas concrete). 후기포 방식은 배합수의 온도 등 주변 환경의 영 향을 많이 받으며, 기포 발생량 조절이 어렵고, 기 포의 크기와 분포도 불균일한 편이다. 일반적으로 골재를 사용하지 않는 경량 기포 콘크리 트는 재료 자체의 다공성 및 경량성 등으로 밀도와 열 전도율이 낮아 단열재나 충전재 등으로 많이 사용된 다. 습윤 양생된 경량 기포 콘크리트의 압축강도는 콘 크리트의 전체 공극량과 물 - 시멘트비에 의해서 영향 을 받는다. G. C. Hoff(2004)의 연구결과에 의하면 경 량 기포 콘크리트의 압축강도는 공극량의 함수로 나 타낼 수 있다. 이때 공극은 도입된 공기에 의한 공극 과 잉여수의 증발로 인하여 생길 수 있는 공극의 합 이 된다. 일반적인 경량 기포 콘크리트의 탄성계수는 표 1. 기포 콘크리트의 용도 예시(정지용, 2011) 구분 용도 건축용 주택 및 아파트 바닥, 벽 단열재 건축물 옥상 단열층 건축물 단열 보조기층 및 성토용 건축물 바닥 방음, 방진, 단열재 냉동실, 건조실, 식품창고, 축사 등의 단열재 토목용 도로 보조기층용 성토 및 연약지반의 토질개량 지하 매설 케이블 및 상하수도 배수관 보호용 터널, 항만, 교량 공사 뒷채움용 지하철 방음, 방진용 2차 제품 건축용 내화재 조립식 PC 패널 경량 블록 및 벽돌 기타 선박 내부 방음, 방진, 단열용 공항 활주로의 충격흡수재 EMAS(engineered material engineering system) 등 그림 3. 선기포 방법에 의한 배합 흐름도 (a) (b)제35권 5호 2023. 09 45 1.7 ~ 3.5 GPa의 범위에 있다. 콘크리트 균열 발생의 원인이 되는 건조 수축량은 경량 기포 콘크리트의 밀 도에 큰 영향을 받게 되는데 절건밀도가 1,600 kg/m3 인 경우 건조수축량은 700×10-6 정도이며, 절건밀도 가 400 kg/m3인 경우 건조수축량은 3,000×10-6 정도 로 나타난다. 3. 고온 · 고압 기포 콘크리트 고온 · 고압 기포 콘크리트(이하 AAC, autocalved aerated concrete)란 고온 · 고압의 환경이 조성 가능 한 증기 양생기인 오토클레이브(autoclave)로 석회 및 규산질 재료를 주원료로 하는 슬러리 혼합물을 양생하 여 제조되는 경량 콘크리트의 일종이다. 3.1 AAC 생산 과정 AAC의 강도발현과 열전달 저항성능 등을 포함하는 품질 확보의 핵심 요소 기술은 원료의 성분조성, 발포 기술 및 고온 · 고압의 환경에서의 양생 방법(수열 합 성)이라 할 수 있다. AAC의 생산 과정은 일반적으로 1) 원재료인 규산질 재료, 생석회, 시멘트, 무수석고, 물 및 발포제(알루미늄 분말)를 혼합하는 단계, 2) 혼합된 슬러리를 형틀에 타설하는 단계, 3) 몰드에 타설된 슬 러리의 사전양생 단계, 4) 와이어를 이용한 절단 및 성 형의 단계, 5) 오토클레이브(autoclave)에서의 고온 · 고압 양생의 단계, 6) 제품 최종 가공 및 출하의 단계로 이루어진다. 혼합 이후 몰드에 타설된 슬러리의 경우 온도 40∼ 50 ℃ 및 상대습도 60 % 이상인 환경에서 약 3∼ 5시 간의 사전양생의 절차를 거치는데 이때 원료들 간의 화학반응을 통해 수소가스가 형성되며, 이로 인한 미 세한 기포가 발생하여 혼합물이 부풀어 오르게 된다. 이러한 팽창의 과정을 통하여 AAC의 밀도와 공극률 등의 물리적 성능이 결정된다. 사전 양생의 단계에서 발포가 완료된 고온 · 고압 콘크리트 슬러리는 160 ∼ 180 ℃ 및 압력 0.9 ∼ 1.1 MPa의 환경에서 10 ∼ 12 시간 동안 고온 · 고압 양생을 실시하며 이 과정을 통하 여 겔(gel) 형태의 칼슘실리케이트 수화물이 견고한 결 정질의 토버모라이트 상(phase)으로 변화(수열합성) 되어 복합구조물을 형성하게 된다. 3.2 AAC의 제작을 위한 원료 AAC의 구성재료는 <표 2>와 같이 구분하고 있으며, 규산질 재료(50 ∼ 60 %) 석회질 재료(35 ∼ 45 %)가 슬러리 혼합물의 대부분을 차지한다. 시멘트계 재료의 경우 품질규격(KS L 5201)에 규정한 것을 이용하기 때문에 성분 함량 등은 대체적으로 크게 고려할 만한 사항이 없다. 다만 석회질 재료와 규산질 재료 및 알루 미늄(Al) 분말의 경우 재료의 순도가 비교적 높은 재료 가 비교적 우수한 품질의 AAC를 생산하는데 유리하 다. 이에 따라 고품질의 AAC를 제작하기 위한 원료의 품질 수준을 <표 3>과 같이 제시하고 있다. ① 규산질 재료 : 일반적으로 규석(silica stone) 또 는 규사(silica sand)가 사용되며, SiO2의 함량이 높은 재료가 요구된다. AAC 제작을 위해 사용되 표 2. 고온 · 고압 기포 콘크리트의 제작을 위한 구성재료(KS F 2701) 석회질 원료 석회 (CaO) KS L 9501 규정에 적합한 것 토목용시멘트 KS L 5201, KS L 5210, KS L 5211에 규정된 것 또는 동등 이상인 것 규산질 원료 (SiO2) 규석, 규사, 고로슬래그, 플라이 애쉬 등으로 진흙, 먼지, 유기물 등을 함유하지 않을 것 기포제 금속분말, 표면활성제 등으로서 균등한 기포가 얻어지는 것 혼화재료 ALC 블록의 품질 및 사용에 해를 주지 않는 범위 내에서 사용할 것 표 3. 고품질의 AAC 제작을 위한 재료의 품질 성능(송훈 등, 2012) 구성 재료주요 품질 성능 시멘트 1종 보통포틀랜드시멘트(KS L 5201)의 품질 규격 인용 생석회 CaO의 함량 90% 이상, Si + Fe + Mg + Al의 함량 2.7 % 이하 석회질 재료 규석SiO2 함량 95% 이상 규사SiO2 함량 90% 이상 알루미늄 분말순도 92% 이상Magazine of the Korea Concrete Institute 46 특집 1 | FEATURED ARTICLES 는 규산질 재료의 반응성은 SiO2 성분의 함량과 함께 비표면적 및 입도 등의 물리적 특성에 좌우 된다. 더불어 규산질 재료의 비표면적은 AAC의 압축강도와 수축률 등에도 영향을 미치는 주요한 요소이다. ② 석회질 재료 - 생석회 : 오토클레이브(autoclave) 내에서의 수열합성 과정에서 SiO 2와 반응하여 토버모라 이트를 생성하는 역할 이외에 분쇄된 원료가 물과 혼합되어 반소성체의 슬러리가 되는 과정 에서 수화반응 및 발포 촉진, 슬러리 혼합 중의 수분 고정 등 중요한 작용을 하는 재료이다. - 시멘트 : 일반적으로 1종 보통포틀랜드시멘트 가 주로 사용된다. 배합원료가 슬러리상에서 서 서히 발포하면서 경도를 더해 반소성체가 되는 데, 포틀랜드시멘트를 혼합 · 활용함으로써 성 형(절단) 및 오토클레이브로의 운반에 견딜 만 큼의 경도를 가지게 된다. ③ 첨가제 또는 혼화재료 : AAC 생산 시 첨가제나 혼 화재료로 주로 사용되는 석고의 경우 적당량을 첨 가함으로써 제품의 강도를 높이는 데 효과가 있으 며, 슬러리를 발포하는 과정에서 생석회의 발열반 응을 제어하는 데 효과가 있는 것으로 알려져 있 지만 주요한 사용의 목적은 석고의 수용성 황산염 으로 AAC의 발포 상태를 조절하는 데 있다. 3.3 AAC의 특성 고온 · 고압 기포콘크리트는 금속 알루미늄 분말과 알 칼리 반응(수산화칼슘 또는 알칼리 유리수소와 반응)으 로 수소(H2) 가스를 발생시켜 이를 이용하여 슬러리 혼 합물을 발포시키는 원리를 이용한다. 발포제로는 알루 미늄 분말이 가장 많이 사용되며, 이와 같은 방식을 후 기포 방식(post forming type)이라 일컫는다. 알루미 늄 분말에 의한 기포 발생은 다음 화학식을 만족한다. 2Al＋3Ca(OH)2＋6H2O→3CaO·Al2O3·36H2O＋3H2(gas) 이러한 반응으로 인해 고온 · 고압 기포 콘크리트에 생기는 공극은 원재료의 혼합 · 경과 과정과 발포에 과 정에서 형성되는 기공(50 μm ∼ 3 mm)과 토버모라이 트 수화의 과정에서 형성되는 모세관 기공(50μm 이 하)으로 분류할 수 있다. 공극은 AAC 전체 체적의 약 70 ∼ 80 %를 차지하며, AAC가 경량성, 단열성, 내화 성 및 흡음성을 확보하는 데 있어 매우 중요한 요소 이다. AAC의 체적 팽창(발포)의 수준은 밀도 변화에 큰 영향을 미치며, AAC의 밀도와 열전달 저항 특성은 밀접한 관계를 갖는다. 동등 성능의 압축강도를 갖는 AAC에서 밀도가 증가하게 되는 경우 열전도율을 비선 형적으로 감소하게 되며, 이와 반대로 밀도가 감소하 게 되는 경우 AAC의 열저항값은 증가할 수 있다. 즉, 열전전달저항성능과 밀접한 관계를 갖는 AAC의 밀도 감소는 단열성능 향상에 긍정적 효과를 갖는다. 3.4 AAC의 적용 국내에서 생산되는 고온 · 고압 기포콘크리트 제품 은 크게 블록(block)과 패널(panel)의 제품으로써 활 용되고 있다. 고온 · 고압 기포콘크리트 제품의 적용은 주로 상가, 백화점 또는 아파트와 등과 같이 다양한 시 설물(주거용 및 상업용 건축물)의 내벽에 블록(block) 의 제품이 주로 적용되다가 점차 적용 범위를 높여 근 래에는 외벽 등에도 패널의 형태로 적용되고 있다. 조 적조와 일반의 마감재가 인접하는 부위나 조적조로 된 내벽, 엘리베이터 샤프트 및 계단벽 등 고단열 및 방수 와 내화성능을 요구하는 비내력벽의 위치에서 주로 활 용되고 있다. 우수한 단열성능에 기초하는 고온 · 고압 기포콘크 리트 제품은 생산과 유통 및 시공의 과정에서 습기(수 분) 노출에 유의할 필요가 있다. 특히, 고온· 고압 기포 콘크리트는 내부 구조가 다공성임에 따라 수분을 쉽게 흡수하는 특징을 가져 습기에 장시간 노출되는 경우 제품의 강도 및 단열성능의 저하로 이어질 수 있다. 또 한 건축물 내 · 외부의 온도차에 의한 결로 현상의 발생 가능성도 있다. 이에 따라 고온 · 고압 기포콘크리트 제 품을 설치하는 건축물에서는 제품 시공 후 일정 기간 난방기 등을 활용하여 내부를 충분히 건조 및 환기해 주어야 하며, 마감재를 통기성이 우수한 재료로 선정 · 시공하는 것이 추천된다. 위와 같은 단점을 보완하기 위해 고온· 고압 기포콘크리트 제품은 블록 및 패널 등제35권 5호 2023. 09 47 의 일반적인 제품 이외에도 발수성능을 높인 제품 또 는 고강도의 제품이 생산되고 있다. 4. 맺음말 비구조용 경량 콘크리트는 경량성, 내화성, 단열성 등의 장점으로 여러 건축 현장에서 사용되고 있지만, 시공 환경에 따라 품질의 변동이 크게 발생할 수 있다. 따라서 이러한 품질 변동을 최소화하고 일관된 품질 을 유지하기 위해서는 앞서 설명한 비구조용 경량 콘 크리트 제조 및 활용에 관한 현재 산업계의 동향, 다양 한 제조 방법, 사용되는 재료들에 대한 복합적인 이해 를 바탕으로 한 경량 콘크리트에 대한 연구가 요구된 다. 더 나아가, 재료, 배합, 제조, 시공 및 시험 등에 대 한 구체적인 규격을 제시하여 경량 콘크리트 품질 관 리를 위한 가이드라인을 마련할 필요가 있다. 담당 편집위원 : 천성철(인천대학교) scchun@inu.ac.kr 1. 정지용, 기포제의 종류 및 사용방법에 따른 기포 콘크 리트의 특성, 박사학위 논문, 공주대학교 대학원, 2011. 2. KS F 4039, 현장 타설용 기포 콘크리트, 한국표준협 회, 2019. 3. G.C Hoff, A Bilodeau, V.K.R Kodur, Optimization of the type and amount of polypropylene fibres for preventing the spalling of light weight concrete subjected to hydrocarbon fire, Cement and Concrete Composites, 26(2): 163-174, 2004. 4. KS F 2701, 경량 기포 콘크리트 블록(ALC 블록), 한 국표준협회, 2012. 5. 송훈, 추용식, 이종규, 규석 분말 및 석고 혼입에 따른 경량기포콘크리트의 강도특성 개선, 한국건설순환자 원학회 논문집, 7(4): 128-135, 2012. 참고문헌 문주혁 교수는 콘크리트 나노 구 조에 대한 연구로 UC Berkeley에서 구조재료분야로 박사학위를 취득한 후 미국 Stony Brook University와 싱가포르 국립대학교에서 교수로 재 직하였으며, 2018년도부터 서울대학 교 건설환경공학부 교수로 재직 중이 다. 주 연구분야는 다기능성 콘크리 트용 혼화제, 분쇄조제 기술, 광물탄 산화기반 CCUS 기술이며, 현재 우리 학회 이사로서 정보화위원회 위원장 으로 활동하고 있다. juhyukmoon@snu.ac.kr 윤현섭 부대표는 박테리아 슬라 임을 이용한 콘크리트 내황산 단면 보 수재의 특성에 대한 연구로 경기대학 교에서 박사학위를 취득한 후 연구교 수로 재직하였다. 2023년도부터 (주) 한국방재안전기술의 부대표로 재직 하고 있으며, 안전진단 · 내진성능평 가 · 내진보강설계 등과 함께 건설 산 업에서 이슈화 되고있는 방재 · 안전 · 친환경 유지관리기술 개발을 수행하 고 있다. lonsohs@naver.com 최동욱 교수는 서울대학교 공과 대학 건축학과를 졸업하고, 미국 텍 사스주립대학교(오스틴)에서 석사/박 사 구조공학 및 건설재료 전공으로 각 각 학위를 취득하였다. 우리학회 명 예회원이며 FRCM 복합재위원회 및 경량콘크리트위원회, ACI TC 130, fib COM3, Rilem RAC TC 위원으 로 활동 중이다. 아시아콘크리트연맹 (ACF) 회장을 역임하였으며, ISO/ TC 71/SC 3/WG 10 컨비너로서 순 환골재 국제표준 제정을 위하여 활동 하고 있다. choidu@hknu.ac.krNext >