한국건설기술연구원(원장 김병석, 이하 건설연)이 현장 체결식 커플러의 성능을 높이고, 시공 시간을 줄일 수 있는 ‘충진식 커플러 기술’을 개발했다고 29일 밝혔다.

최근 건설현장에서 대형 구조물의 안전성과 시공 편의성을 높이는 ‘충진식 철근 커플러' 기술이 주목받고 있다. 철근 커플러는 두 개의 철근을 길이 방향으로 단단하게 연결해 고층 건물이나 교량과 같은 대형 구조물의 건설을 가능하게 하는 중요한 역할을 하기 때문이라고 관계자는 전했다. 

특히 현장 체결식 커플러는 별도의 철근 가공 없이도 철근을 쉽게 연결할 수 있어 널리 사용된다. 그러나 최근 몇 년 사이 품질 기준에 미달하는 불량 커플러가 사용되는 사례가 늘어나면서 구조물 안전에 대한 우려가 커졌다.

이에 2020년 국토교통부는 건설 공사 품질 관리를 강화하기 위해 「건설공사 품질관리 업무지침」과 「콘크리트공사 표준시방서」를 개정, 철근 커플러의 ‘잔류 변형량’을 품질시험 기준에 포함시켰다. 이를 통해 건설 현장에서 커플러 사용 시 더욱 엄격한 품질 관리가 요구되고 있다. 이러한 강화된 기준을 충족하기 위해 철근 커플러의 성능 개선 기술 개발이 활발히 진행되고 있다.

건설연 구조연구본부 김건수 박사는 이에 대해 "현장 체결식 커플러는 이형철근의 마디와 리브에 맞춰 제작된 쐐기를 철근과 커플러 사이에 고정해 체결한다. 그러나 쐐기와 철근 사이의 미세한 오차로 인해 단단한 체결을 위해서는 많은 토크가 필요하다는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 ‘충진식 커플러 기술'을 개발했다"고 밝혔다. 

이어 "충진식 커플러는 커플러 내부에 고성능 에폭시를 주입해 철근과 커플러 사이의 빈 공간을 없애고, 하중을 고르게 분산시킨다. 이를 통해 적은 체결력으로도 충분히 잔류 변형량과 인장강도를 만족시킬 수 있다. 기존 방식 대비 25% 수준의 토크만으로 안전한 체결이 가능하므로 시공 시간을 50% 이상 절감할 수 있으며, 시공 불량 발생도 현저히 줄일 수 있는 것이 이 기술의 큰 장점"이라고 강조했다. 

건설연은 다양한 철근을 대상으로 잔류변형 실험, 인장강도 실험, 저주기 피로 실험 등을 통해 이 기술의 성능 검증을 완료했다. 또한, 건설연과 준성산업(대표 박영훈)은 충진식 커플러 기술의 확장을 위해 국내외 다양한 철근에 대한 적용성 검증과 현장 적용을 준비 중이며, 해외 시장 진출도 모색하고 있다.

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

본 연구 성과는 건설연의 적립금 개발사업 ‘현장 체결식 커플러 사업화 및 개정 건설기준 만족을 위한 잔류변형 개선 기술개발’의 지원을 받아 수행됐다.