초고성능 섬유보강 콘크리트의 초저온 성능 평가

Cryogenic Performance Evaluation of Ultra-High-Performance Fiber-Reinforced Concrete

LNG 저장탱크는 다량의 액화천연가스를 포함하고 있기 때문에 가스 누출 시 대규모 폭발사고로 이어질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 LNG 저장탱크의 수밀성을 향상시켜 가스누출을 방지할 수 있는 기술을 개발하고자 최근에 개발된 초고성능 섬유보강 콘크리트의 적용성 검토를 수행하였다. 초고성능 섬유보강 콘크리트는 압축강도 150 MPa 이상, 인장강도 8 MPa 이상의 매우 우수한 역학적 성능을 보이며, 기존 일반 콘크리트에 비해 수밀성이 매우 우수한 재료이다. 액화천연가스의 온도는 약 -162 °C로 매우 낮다. 따라서 초고성능 섬유보강 콘크리트의 LNG 저장탱크 적용성 검토를 위해서는 초저온에서의 역학적 성능 및 균열 거동에 대한 평가가 반드시 필요하며, 전 세계 최초로 초저온에 노출된 초고성능 섬유보강 콘크리트의 역학적 성능 및 균열 거동, 자기치유 성능에 대해서 평가하였다. 초저온에 노출될 경우 초고성능 섬유보강 콘크리트의 인장성능이 크게 향상되는 것으로 나타났으며, 35 MPa 이상의 인장강도와 약 130 kJ의 파괴에너지를 확보할 수 있는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 초저온 노출 후 시멘트 매트릭스에 온도균열이 생성되지 않는 것으로 확인되었으며, 추가적인 양생 없이도 미세균열이 스스로 채워지는 자기치유성능을 확보 할 수 있는 것으로 나타났다. 그러므로 초고성능 섬유보강 콘크리트는 LNG 저장탱크 내ㆍ외조에 모두 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 판단되었다.