우리가 살고 있는 도시에는 일상생활의 편리성을 도모하기 위해 많은 시설물이 설치되어 있으며 이러한 시설물의 한 구성체인 구조물은 건설 후 시간이 경과함이 자연재해, 화재, 피로누적 등의 환경적 요인에 의해 내구성 및 내하력이 저하되는 노후화가 필연적으로 발생한다.
이러한 불안전한 구조물을 보수하지 않고 방치할 경우 구조물의 붕괴에 따른 위험이 상존하게 되고 때로는 인명피해가 동반되는 대형 참사가 발생할 뿐만 아니라 사회 주요기반시설 및 교통망의 장기간 마비에 따른 혼란이 가중됨에 따라 국민 일상생활에 큰 불편이 초래되고 복구를 위해 엄청난 공사비가 소요되는 결과가 초래된다. 또한 기존의 공법들은 화재에 매우 취약하여 구조보강을 했다하더라도 화재시 보강재가 연소되어 구조보강의 기능을 상실할 수 있다. 이에 당사는 기존공법들의 미흡한 불연성 및 내화성능의 문제점을 해결하기 위해 한국건설기술연구원과 공동 개발한 불연성이 부여된 FRP를 사용하여 인장강도 등의 필요성능은 높이고 중량을 가볍게 하여 기존 타 공법에 비해 관련법규에 부합되며 경제성, 시공성, 안전성 측면에서 유리하고 구조보강은 물론 내화보강을 동시에 실시할 수 있는 NCP공법[특허 제10-1395192호]를 개발하였다.

본 공법은 불연성이 부여된 FRP 패널(통칭 NCP패널)을 이용한 콘크리트 구조물의 보수보강공법(특허 제 10-1395192호)으로 기존 보강공법 재료들의 공통적인 문제점인 불연성 및 내화성능을 획기적으로 개선한 공법이며, 화재 시 유해연소가스가 발생하지 않는 친환경 무기계 난연제를 함유한 수지를 이용하여 제조된 NCP패널을 특수제작 된 다목적 중공앵커를 사용, 구조물 표면에 고정한 후, 난연 접착수지를 압력 주입하여 일체화시킴으로써, 구조물의 보수보강은 물론 화재에 대한 내화보강을 동시에 충족할 수 있는 획기적인 보수·보강공법이다.

• • 바탕 전처리

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  • 고압세척

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  • NCP패널 및 다목적중공앵커 설치

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  • 고정앵커 설치 및 RFS-02 씰링

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  • RFI-01 주입 및 충진

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  • 마감도장(필요 시) 및 시공완료

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① 화재에 취약한 기존 보강재의 단점을 보완한 불연성(준불연)이 부여된 보강자재이다.
② 불연성(준불연) 재료로 화재 시 유독가스 발생이 없다.
③ 높은 인장강도(400MPa 이상)로 뛰어난 보강성능을 발휘한다.
④ 특히 주요 다중이용시설물인 지하철, 공항, 철도, 도로터널, 지하상가 등의 구조 및 내화보강에 적합하다.
⑤ 부식이 발생되지 않으며 비전도 자재이다.
⑥ 내화학성, 내약품성, 중성화저항성, 동결융해저항성이 우수하다.
⑦ 보강재가 경량으로 자중증가가 거의 없으며 가공과 디자인이 용이하며 경제성이 우수하다.

한국건설기술연구원에서 실시한 실물화재시험에서 불연 FRP보강패널은 일반보강재와는 달리 화재 시 불에 타지 않으며 연소가스가 발생하지 않고 보강재의 표면에 균열, 구멍, 용융 등이 발생되지 않음.

한국건설기술연구원에서 실시한 무보강 실물보 및 NCP패널 보강 실물보 재하시험 비교

다목적 중공앵커

다목적 중공앵커는 보강대상 콘크리트 구조물에 시공된 NCP 패널의 조기 박리를 방지하고 NCP 패널과 보강대상 구조물의 일체거동을 가능케 하며, 주입제의 주입과 공기배출구 및 확인구의 역할을 동시에 실시하기 위하여 사용되며, 시공 후 부식방지를 위해 STS로 제작된 앵커이다.

난연 주입제

RFI-01은 저점도 고접착 난연 주입제로서 NCP공법 적용 시 고정앵커와 함께 NCP 패널과 보강대상 콘크리트 구조물을 접착 일체화하는 주입충진 용도에 사용한다.

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  지하철, 철도터널 등

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  도로터널(자하보차도)

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  전력구, 공동구 등

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  교량(고가교) 하부

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  일반건축물

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  다중이용시설

최근 세계적으로 화재에 대한 우려가 높아지면서 국내에서는 청주우암상가(1993년), 부산냉동창고 화재(1998년), 대구지하철화재(2003년), 대구달성터널(2005년)을 비롯하여 외국에서는 프랑스의 몽블랑터널화재(1990년)와 덴마크의 그린벨트터널 화재(1994년), 영·불 해협터널 화재(1996년), 고트하드터널화재(2001년), 스페인의 원저타워화재(2005년) 등 폐쇄된 공간에서 대형화재가 발생하여 구조체의 강도저하로 인한 붕괴 및 인명피해 뿐만 아니라 사회기반시설인 교통망을 장시간 끊어 놓게 되는 등 큰 문제를 야기하고 있으며 터널의 장대화 추세에 따라 이러한 우려는 더욱 현실적으로 나타나고 있다. 2004년 2월 18일에 발생한 대구지하철 열차방화 사고는 1079호 전동차에 방화로 인한 화재 발생으로 전동차 전체 12량 전소, 사망자 198명(추정)의 대형 참사였으며, 2005년 서울 도시철도 온수역 유치선 터널 화재 및 인천공항철도 건설공사의 신설 박스터널 구조물 화재는 좋은 예라 하겠다. 따라서 현재 화재 발생 시 인명 및 재산피해 최소화를 위한 철도터널 화재방재기술에 대한 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있으며, 국내 지방자치단체의 기존 도시철도의 방대한 노선뿐만 아니라, 국토해양부 2000년대 광역교통망계획에 따른 철도신설, 호남고속철도 등의 X자형 고속철도망 건설,. 수도권광역급행철도(GTX) 건설 등 향후 20년간 철도터널의 국내 건설규모는 약 1,440km에 달하며 철도 고속화에 따른 연장 1km 이상의 장대터널 수요가 급증할 전망이다.

이와 같이 화재 등 재난에 대한 국민의 불안감 증가 및 안전에 대한 요구수준이 높아지고 있고 국가적 차원에서도 이러한 사회적 요구를 반영하여 철도안전법, 건축법, 도시철도법, 소방법, 다중이용시설법 등 각종 건설 및 방재 관련법규에서 불연성 재료의 사용의무 규정을 강화하는 등의 조치가 이루어지고 있다.

NCP공법은 이러한 사회적 요구를 충족시킬 수 있는 기술로서 지하철, 도로 및 철도터널, 건축물 등 주요다중이용시설물에 적용하여 화재에 따른 구조물의 손상 과 붕괴방지는 물론 이로 인한 2차적인 재해를 예방하고, 구조물 복원에 소요되는 시간과 복구비용 등에 따른 경제적 손실을 최소화 하는데 기여할 것으로 판단되며, 뛰어난 인장강도 등의 물리적성능과 및 내화성능을 활용한 내진보강에도 적용이 증대될 것으로 기대하고 있다.