전남대학교 이방연 교수팀이 원래길이의 22%까지 늘어날 수 있는 섬유보강 콘크리트 개발에 성공했다. 이러한 변형성능은 일반 콘크리트의 2천 200배에 해당되며, 철의 변형성능보다 큰 것이다.

콘크리트는 물 다음으로 인류가 많이 사용하는 재료다. 그러나 콘크리트는 태생적으로 물체가 늘어나는 정도인 인장강도가 낮고, 변형성능이 0.01%로 낮아 잘 깨지는 것처럼 보인다. 이는 콘크리트의 성분이 유리나 도자기와 유사한 무기 재료로 이루어져 있기 때문이다. 반면 철은 끊어질 때까지 최소 15% 이상 늘어나는 연성적인 움직임을 나타낸다. 이러한 재료적 특성 때문에 건축이나 토목구조물에 철근과 콘크리트를 같이 사용한다.

교신저자인 이방연 교수(건축학부. 사진)와 제1저자 Luong Quang Hieu 박사과정생으로 구성됐다. 연구팀은 모르타르(결합재, 물, 모래의 혼합물)에 폐고무 분말 혼입과 폴리에틸렌 단섬유를 1.75%(부피비) 보강하고, 새로운 혼합방법 및 양생방법을 개발하여 22%의 변형성능을 나타내는 섬유보강 콘크리트를 개발했다. 이 연구 결과는 엘스비어 출판사가 발간하는 세라믹스 인터내셔널(Ceramics International, 영향력지수 5.532, JCR 상위 8.6%) 4월호에 게재된다.

이 연구는 과학기술정보통신부의 한국연구재단 기초연구실 및 중견연구자지원사업의 지원으로 수행됐다.

이방연 교수는 “이 연구를 통해 지진이나 폭발과 같은 재해에 대하여 구조물의 회복탄력성(resilience) 향상에 기여하고, 나아가 철근 없는 구조물 구현도 가능할 수 있다.”고 밝혔다.

*논문원제: Extremely-ductile alkali-activated slag-based composite with a tensile strain capacity up to 22%