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건설硏, 잔류변형 대응 충진식 철근커플러 개발

충진재 활용 현장체결식 커플러 내부채움기술 적용
고강도 이형철근 적용 및 기존대비 작업량 50% 감소

 

한국건설기술연구원(원장 김병석, 이하 건설연)은 현장 체결식 커플러 성능을 높이며 시공시간을 줄일 수 있는 ‘충진식 커플러기술’을 개발했다고 밝혔다.

 

최근 건설현장에서 대형구조물 안전성과 시공편의성을 높이는 충진식 철근커플러기술이 주목받고 있다. 철근커플러는 철근 두 개를 길이 방향으로 단단하게 연결해 고층건물이나 교량과 같은 대형구조물 건설을 가능하게 하는 중요한 역할을 한다. 특히 현장체결식 커플러는 별도 철근가공 없이도 철근을 쉽게 연결할 수 있어 널리 사용된다.

 

그러나 최근 몇 년 사이 품질기준에 미달하는 불량커플러가 사용되는 사례가 늘어나면서 구조물 안전에 대한 우려가 커졌다.

 

이에 따라 국토교통부는 2020년 건설공사 품질관리를 강화하기 위해 ‘건설공사 품질관리 업무지침’과 ‘콘크리트공사 표준시방서’를 개정해 철근커플러 잔류변형량을 품질시험 기준에 포함시켰다. 이를 통해 건설현장에서 커플러 사용 시 더욱 엄격한 품질관리가 요구되고 있다. 이러한 강화된 기준을 충족하기 위해 철근커플러 성능개선 기술개발이 활발히 진행되고 있다.

 

현장체결식 커플러는 이형철근 마디와 리브에 맞춰 제작된 쐐기를 철근과 커플러 사이에 고정해 체결한다. 그러나 쐐기와 철근사이의 미세한 오차가 있어 단단한 체결을 위해서는 많은 토크가 필요하다는 문제가 있다. 김건수 건설연 구조연구본부 박사 연구팀은 이를 해결하기 위해 충진식 커플러기술을 개발했다.

 

 

충진식 커플러는 커플러 내부에 고성능 에폭시를 주입해 철근과 커플러 사이의 빈공간을 없애며 하중을 고르게 분산시킨다. 이를 통해 작은 체결력으로도 충분히 잔류변형량과 인장강도를 만족시킬 수 있다. 기존방식대비 25% 수준의 토크만으로 안전한 체결이 가능하므로 시공시간을 50% 이상 절감할 수 있으며 시공불량 발생도 현저히 줄일 수 있는 것이 장점이다.

 

건설연은 다양한 철근을 대상으로 잔류변형 실험, 인장강도 실험, 저주기 피로실험 등을 통해 기술성능 검증을 완료했다. 또한 건설연과 준성산업(대표 박영훈)은 충진식 커플러기술 확장을 위해 국내‧외 다양한 철근에 대한 적용성 검증과 현장적용을 준비 중이며 해외시장 진출도 도모하고 있다.

 

김병석 원장은 “개발된 기술은 건설현장 생산성 향상과 안전성 확보는 물론 글로벌 경쟁력 강화에도 크게 기여할 것”이라고 밝혔다.