신개념 방탄‧방폭‧EMP 복합기능 방호구조물 기술
신개념 방탄‧방폭‧EMP 복합기능 방호구조물 기술
  • 함예솔
  • 승인 2020.03.16 16:40
  • 조회수 279
  • 댓글 0
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요약

 

방탄과 방폭, EMP 방호가 동시에 가능한 방호 구조물 재료 기술 및 설계 시공 기술이 개발됐습니다.  폭발 충격을 측정하는 동적충격강도 실험에서 압축은 300 MPa 이상, 인장(당김)은 45 MPa 이상 견디는 것으로 나타났습니다. 일반 콘크리트와 비교하여 방호능력이 약 3배 이상 높은겁니다. 새로운 복합기능 방호구조물 기술은 군사시설물뿐만 아니라 민간 분야에도 응용될 수 있을 전망입니다. 

국가중요기반시설 및 군사시설물은 전쟁이나 테러와 같은 유사시 각종 위협에 의한 피해를 막기 위해 방호 능력이 부여됐습니다. 방호의 종류에는 방탄, 방폭, 전자기파를 막는 EMP, 화생방 방호 등 여러 가지가 있으며 지금까지는 기존 시설물에 덧붙여 여러 개의 방호대책을 각각 마련해야 했습니다.

복합기능 방호구조물 적용 개념도. 출처: 한국건설기술연구원
복합기능 방호구조물 적용 개념도. 출처: 한국건설기술연구원

한국건설기술연구원은 새로운 개념이 적용된 방탄·방폭 및 EMP 방호까지 동시에 할 수 있는 고성능 복합재료 콘크리트 및 방호구조물 기술을 개발했습니다. 개발한 고성능 복합재료 콘크리트는 폭발압과 총탄류 관통 저항력이 우수한 것으로 확인됐습니다. 폭발 충격을 측정하는 동적충격강도 실험에서 압축은 300 MPa 이상, 인장(당김)은 45 MPa 이상 견디는 것으로 나타났습니다. 일반 콘크리트와 비교해 방호 능력이 약 3배 이상 높은 수준입니다.

 

개발된 콘크리트 기술로 구조물 설계·시공

 

실제 실대형 방호구조물을 제작한 후 육군과 함께 소총, 기관총, 전차포탄 및 폭발물 등에 대해 다양한 방호능력 실증 실험을 수행했습니다. 방탄 실증 실험에서는 일반 철근콘크리트 대비 최소 2.5배 이상의 관통 저항 성능을 확인했습니다. 또한 방폭 실험에서 TNT 125kg 폭발 시 일반 철근콘크리트는 완파됐지만 새로운 방호구조물은 거의 손상되지 않아 뛰어난 방폭 성능을 확인했습니다.

일반 콘크리트(좌) 및 고성능 복합재료 콘크리트(우) 실증실험 결과. 출처: 한국건설기술연구원
일반 콘크리트(좌) 및 고성능 복합재료 콘크리트(우) 실증 실험 결과. 출처: 한국건설기술연구원

건설연은 새로운 방호구조물에 전자파 차폐가 가능한 EMP 방호기능을 부여하는 데에도 성공했는데요. 이 기술의 핵심은 고성능 콘크리트 복합재료 구성성분 중 일부를 금속 성분이 포함된 슬래그 골재와 결합재로 대체한 것입니다. 지금까지 일반 철근콘크리트는 차폐성능 10dB 이하로 전자파 차폐 기능이 거의 없다는 게 통념이었습니다. EMP 방호 성능시험 결과 두께 100 mm 기준 60dB의 전자파 차폐 성능을 확인했습니다. 이는 민간 시설 대상 방호 기준을 달성한 것으로 건설연은 여기에 더하여 탄소나노소재가 포함된 차폐도장재 등을 적용해 군사시설물의 EMP 방호 요구수준인 80dB 이상을 달성했습니다.

국가 주요정보통신 기반시설도! 출처: 한국건설기술연구원
국가 주요정보통신 기반시설도! 출처: 한국건설기술연구원

새로운 복합기능 방호구조물 기술은 군사 시설물 뿐만 아니라 민간 분야에도 응용될 수 있다고 하는데요. 특히 국가 기간 통신망, 방송국, 금융네트워크 등의 정보통신 기반 시설이나 생명 유지에 꼭 필요한 전자기기가 많은 대형 병원 등을 테러나 전자전 등 유사시 공격으로부터 보호할 수 있습니다. 연구책임자인 김성욱 선임연구위원은 "새로운 복합기능 방호구조물 기술은 고도화되는 정보통신산업의 안정적인 성장 및 국민 생명과 국가 자산을 보호하는 데 효과적일 것"이라고 밝혔습니다. 


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