No.16

1. No.16 R&D Bulletin

2. SUNILR&D-0908-(2) Industrial Trend ● 콘크리트 구조물 삽입형 센서의 원격 실시간 인프라 변형감지시스템 개발 아스카 건설은 콘크리트 매설형 FBG 계측기를 개발하여 실용화했다. 이 기술은 콘크리트 구조물 내부에 센서를 매설하 여, 건설 단계에서부터 유지관리까지의 장기간에 걸쳐 건전성을 고정밀도로 감시하는 것과 동시에 건설 단계에서의 품질 관리 계측에도 활용할 수 있는 기술이다. TDM 방식의 FBG 광섬유 센싱 기술을 세계 최초로 실용화하여 기설 콘크리트 구조물이나 암반 경사면의 표면에 설치해 표면의 피해나 미소한 변위를 계측하는 여러 종류의 계측기를 동시에 실용화하였다. 광범위한 경사면 붕괴나 산사태 등의 지반 변화를 실시간으로 감시할 수 있도록 FBG 신축계(지표면 거동), FBG 경사계(지반내 거동), FBG 수위계(지하수위)를 실용화했다. 콘크리트 매설형 FBG 센서에 의해 계측 정도를 높임과 동시 에 시공 단계에서부터 유지관리 단계에 이르기까지 적용 범위 를 넓혀 가고 있다. FBG 매설형 계측기는 구조물의 콘크리트 타설 시에 매설되어 건설 시부터 사용 중에 걸쳐서 발생하는 피 해를 측정한다. FBG 매설형 온도계는 콘크리트 구조물 내부의 온도 측정이 가능하고, 시공 중의 품질관리에도 사용될 수 있다. 콘크리트 구조물 내부의 거동을 상세하게 장기적으로 감시할 수 있으므로, 터널의 불량 구간이나 교량 등의 하중 변화, 반복 하중이 작용하는 구조물의 유지 관리 대책에 적절히 대응할 수 있다. 콘크리트 구조물 내부의 거동을 초기 단계로 부 터 평가해 데이터를 축적하여, 다른 공사로부터의 영향 평가도 정확하게 확인할 수 있다. ▶ FBG 매설형 피해 측정기의 사양 　 　 - 치수 3×3×240mm - 측정범위 ±1,000 - 정밀도 비직선성 1% R.O.이하 - 분해능 1.0μ - 허용 동작 온도 -30~+70℃ - 콘크리트 구조물의 내부 피해 및 표면 피해를 계측 ▶ FBG 매설형 온도계의 사양 　 　 - 치수 최대지름 φ16×98mm(육각축) - 온도 측정 범위 -30~+70℃ - 정밀도 1℃ 이내 - 분해능 0.03℃ - 허용 동작 온도 -30~+70℃ - 콘크리트 구조물의 내부 온도 계측 ▶ FSI 광측정기(FSI 유닛) - FBG 변위 측정 케이블 센서 - 측정 범위：20mm - 정밀도：비직선성 0.5%R.O - FBGπ 형태 센서(크랙 계측) - 측정 범위：축방향±1mm - 정도：비직선성 2% R.O. ▶ FBG 스트랩 센서 - 측정 범위：3000μ - 정밀도：±5μ ▶ FBG 포인트 센서 - 측정 범위：3000μ - 정밀도：±5μ ▶ FBG 온도 센서 블록 - 측정 범위：-10~＋50℃ - 정밀도：±0.5℃ ▶ FBG 신축계 - 측정 범위：±250 mm - 정밀도：비직선성 1% R.O.이하

3. SUNILR&D-0908-(3) Industrial Trend FBG 광섬유 센싱 기술은 전기식 계측에서는 곤란한 장기간에 걸친 구조물의 건전성 감시가 가능한 차세대 계측 기술로서, 기설 구조물에 한정하지 않고 신설 구조물에도 적용될 수 있는 기술이다. 댐, 터널이나 교량 등에서의 계측관리 업무나 안전 감시에 활용할 수 있고, 한층 더 기술 개발하여 철도, 도로 시설 등의 장거리, 광역 구조물에 적용하거나 TDM 방식 FBG 광섬유 센싱 기술의 특징을 살릴 수 있는 시설이나 구조물에 적용 범위를 넓힐 계획이라고 한다. FBG 광섬유 센싱 기술과 관련하여 현재 건설 분야의 계측에서 피해 게이지 등을 이용하는 전기식 계측기가 일반적이지만 지하수 등의 침수에 의한 절연 불량이나 낙뢰 등의 과전류에 의해 비교적 단기간에 계측기가 사용 불능이 되는 경우가 많아, 장기간 현장에 노출될 경우 계측기의 교환 등 추가 비용이 발생하여, 결과적으로 계측 감시에 관련되는 비용이 증가하는 문제가 있다. 또한, 콘크리트 구조물의 유지 관리에서는 건전성의 경년 열화로 보수를 실시하지 않으면 안되므로 수십 년에 걸치는 구조물의 사용 기간 동안 적절하게 건전성을 파악하여야 하는데, 전기식 계측기의 경우 빈번히 계측기 교환이 발생하므로 장기간의 운용이 가능한 광섬유 센서가 적합하다는 것이다 장기 내구성을 특징으로 하는 광섬유 센싱 기술 가운데 고정밀도로 계측할 수 있는 대표적인 기술이 FBG(Fiber Bragg Grating)방식이다. 다만, 종래의 FBG 방식은 광섬유에 계측기를 복수 배치하는 다중화 기술에 한계가 있어, 대규모 구조물이나 광역 및 복수의 계측 개소가 있는 경우, 복수의 계측 시스템이 필요해 비효율적이었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 TDM 방식 FBG 광섬유 센싱 기술로 복수 단면의 복공 계측을 할 수 있고 1식의 광섬유로 최대 약 100개 지점의 계측이 가능하고, 하나의 광 측정기로 광역의 여러 지점을 계측할 수 있게 되었다. [용어설명] ＊ TDM(Time Division Multiplexing) 방식 FBG(Fiber Bragg Grating) 광섬유 센싱 기술 ＊ 피해나 온도를 반사광의 파장 변화로서 센싱하는 기술로, FBG를 구조물이나 지반 등에 다수 직렬로 설치하여, 감시 대상 구조물의 변위를 실시간으로 원격 계측하는 기술 [출처@KISTI 글로벌동향브리핑(GTB)] ▶ FBG 경사계 - 측정 범위：±5도 - 정밀도：비직선성 1% R.O.이하 ▶ FBG 수위계 - 측정 범위：0~10 m - 정밀도：비직선성 1% R.O.이하 ▶ FBG 매설형 피해계 - 측정 범위：±1000 μ - 정밀도：비직선성 1% R.O.이하 ▶ FBG 매설형 온도계 - 측정 범위：-30~+70℃ - 정밀도：1℃ 이내

4. SUNILR&D-0908-(4) New Research Paper ● 부순모래를 사용한 고강도콘크리트의 특성 및레미콘 B/P 적용에 관한 연구. 1. 서론 최근 콘크리트구조물의 대형화, 고층화, 장대화 등에 따라 콘크리트에 요구되는 성능도 고강도, 고유동, 고내구성 등 점 차 고품질화, 고성능화 되어지고 있다. 특히 그림 1에서 보는 바와 같이 과거에는 압축강도가 21, 24MPa의 보통콘크리트 가 대부분을 차지한 반면 최근에는 27, 30MPa은 물론이고 40MPa이상의 고강도콘크리트 수요가 점차 증가하고 있어 콘크리트관련 학계, 연구소, 업체 등을 중심으로 이에 대한 연구개발이 활발히 이루어지고 있다. 또한, 표 1. 에서 보는 것처럼 최근 천연골재의 고갈화 및 환경보호를 위한 채취제한 등 에 따라 부순모래 등 대체골재의 사용이 증가하고 있으나 이러한 부순모래를 사용한 고강도콘 크리트의 제조에 관한 연구나 제조실적은 천연골재에 비해 상 대적으로 미미한 실정이다. 본 연구는 고강도콘크리트의 유동성 및 강도특성에 미치는 부순모래 대체율의 영향을 검토하기 위하여 물 결합재비 31.5, 27.5, 23.5%의 수준에서 부순모래 대체율을 0, 20, 40%로 변 화시켜 제조한 고강도콘크리트의 실내시험 및 일부 배합에서 의 실제 레미콘공장의 B/P(Batch plant)시험을 실시 함으로서 부순모래를 사용한 고강도콘크리트의 제조 시 참고자료를 제시하고자 하였다. 그림 1. 국내 호칭강도 별 레미콘 출하비율의 변화 (1991년 및 2004년) 표 1. 국내 잔골재 품종별 사용비율의 변화 (%) 표 2. 실험계획 및 측정항목 주] 1) W31.5C0 = W/B 31.5%, 부순모래 대체율 0% ; 2) FA = 플라이애시, SF = 실리카흄3) B/P 시험 실시

5. SUNILR&D-0908-(5) New Research Paper 2. 실험계획 및 방법 2.1 실험계획 및 배합 표 2는 본 연구의 실험계획 및 배합을 나타낸 것으로서 물 결합재비 수준을 31.5, 27.5 및 23.5%의 3수준, 부순 모래 대체율을 0, 20, 40%의 3수준으로 설정하였으며, 단위수량은 160kg/㎥, 플라이애시 및 실리카흄의 대체율은 기존 문헌 자료2)-5) 및 수 차례의 예비시험을 거친 후 단위 결합재량에 대하여 5%로 고정하였다. 측정항목으로서는 굳지 않은 콘크리트의 경우 공기량, 슬럼프, 슬럼프 플로우, 슬럼프 플로우 50mm 도달시간 및 O-lot 유하시간을 측정하였으며 경화콘크리트에서는 재령 3, 7, 28, 56일에서 압축강도를 측정하였다. 또한 W/B 23.5% 의 배합에 대해서는 실제 레미콘 공장에서 B/P시험을 실시 함으로서 레미콘 공장에서의 생산성 및 실내 시험결과와의 비교ㆍ검토를 행하였다. 2.2 사용재료 및 비빔방법 본 실험에 사용된 각 재료의 물리적 성질은 표 3에 나타낸바와 같이 시멘트는 국내 A사의 고로슬래그시멘트(2종), 잔골재의 경우 조립율 2.67의 세척사 및 조립율 2.83의 부순모래를,굵은골재는 조립율 6.81의 최대치수 20mm 부순 자갈을 사용하였다. 또한 사용한 플라이애시 및 실리카흄의 밀도는 각각 2.2및 2.1g/㎤인 제품을 사용하였다. 실내시험에서의 콘크리트 비빔은 100ℓ의 강제식 팬타입 믹서를 사용하여 건비빔과 모르타르비빔을 행한 후, 굵은골 재를투입하는 비빔방식을 실시하였으며 총 비빔시간은 약 3분이소요되었다. 표 3. 사용재료의 물리적 특성

6. SUNILR&D-0908-(6) New Research Paper 3. 시험결과 및 고찰 표 4는 부순 모래 대체율에 따른 고강도 콘크리트의 각종 시험결과를 나타낸 것이다. 3.1 굳지 않은 콘크리트의 특성 검토 및 분석 그림 2는 슬럼프와 슬럼프 플로우의 변화를 나타낸 것으로서 본 실험 및 예비실험에서 얻어진 슬럼프 및 슬럼프 플로 우 측정결과를 나타낸 것이다. 그림에서 알 수 있는 바와 같이 동일한 슬럼프에서도 슬럼프 플로우의 값은 많은 차이를 보이고 있어, 고강도콘크리트 와 같이 분체량이 많고 유동성이 높은 콘크리트의 유동특성을 평가할 때 슬럼프 값 만으로는 한계가 있음을 알 수 있으며, 따라서 슬럼프 플로우 시험 등을 함께 병행하여 고강도콘크리트의 유동특성을 평가하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 그림 3은 부순 모래 대체율에 따른 슬럼프 플로우 및 SP제 첨가율의 변화를 나타낸 것으로서 슬럼프 플로우의 경우 물 결합재 비에 관계없이 부순 모래 대체율 40%에서 상대적으로 가장 높은 값을 보이고 있으며, 표 4. 고강도콘크리트의 각종 시험결과 그림 3 부순모래 대체율에 따른 슬럼프 플로우 및 SP제 첨가율의 변화 그림 2. 슬럼프와 슬럼프 플로우의 변화

7. SUNILR&D-0908-(7) New Research Paper 물 결합재비에 따른 유의할 만한 차이는 보이지 않고 있다. 또한 SP제 첨가율은 부순 모래 대체율이 20%씩 증가할수록 0.05~0.10% 증가하는 것으로 나타났는데, 이는 부순 모래의 거친 입형으로 인해 유동성을 확보하기 위한 SP제 첨가율의 필요량이 다소 증가한 것으로 보이며, 이로 인해 W/B 27.5% 의 부순 모래 대체율 20%(W27.5C20)를 제외한 배합에서 부순 모래를 대체한 경우가 슬럼프 플로우가 상대적으로 크게 나타난 것으로 사료된다. 또한 슬럼프 플로우와 슬럼프 플로우 500mm 도달시간의 관계를 나타낸 그림 4에서 알 수 있는 바 와 같이 슬럼프 플로우가 증가할수록 500mm 도달시간도 빠르 게 나타나고 있으나 상관성은 그리 높지 않은 것으로 나타났다. 이는 슬럼프 플로우 500mm 도달시간의 경우 슬럼프 플로우 값과 함께 고강도콘크리트의 점성과도 밀접한 관련이 있기 때 문으로 판단되며 본 연구의 경우 슬럼프 플로우가 600~700mm 일 경우 500mm 도달시간은 6~10초 정도인 것으로 나타났다 그림 5 및 6은 부순 모래 대체율에 따른 슬럼프 플로우 500mm 도달시간과 O-lot 유하시간의 변화를 나타낸 것으로서 육안관찰 시 재료분리현상이 없이 슬럼프 플로우 500mm 도달시간이 빠를수록 O-lot 유하시간도 빠르게 나타나고 있음 을 알 수 있다. W/B 31.5%의 경우 부순 모래를 20, 40%대체한 배합에서 부순 모래 0%배합 보다 슬럼프 플로우 500mm 도달시간 및 O-lot 유하시간 모두 빠르게 나타났으나, W/B 27.5% 및 23.5%의 경우에는 각각 부순 모래 0%와 40%에서 가장 빠르게 나타나 물 결합재비 별로 다소 차이를 보이고 있음을 알 수 있다. 본 연구에서는 슬럼프 플로우 500mm 도달 시간의 경우 6.3~17.2초, O-lot 유하시간의 경우 21.3~25.7초 범위로 나타났다. 그림 4. 슬럼프 플로우와 슬럼프 플로우 500mm 도달시간의 관계 그림 5. 슬럼프 플로우 500mm 도달시간과 O-lot 유하시간의 변화 그림 6. 슬럼프 플로우 500mm 도달시간과 O-lot 유하시간의 관계

8. SUNILR&D-0908-(8) New Research Paper 3.2 경화콘크리트의 특성 검토 및 분석 그림 7은 부순모래 대체율에 따른 고강도콘크리트의 재령 별 압축강도의 변화를 나타낸 것으로서 물 결합재비 31.5% 의 경우 재령 56일의 압축강도가 73.7~75.0MPa, 물 결합재비 27.5% 및 23.5%의 경우 재령 56일의 압축강도가 각각 81.3~91.0MPa 및 90.1~91.1MPa로서 물 결합재비가 낮아질수록 압축강도가 높게 발현하고 있으며, 압축강도 증가 폭은 W/B 31.5~27.5%에 비해 W/B 27.5~23.5%의 경우가 낮게 나타났다. 또한, 물 결합재비 27.5%의 경우 부순 모래 대체율 20%에서 상대적으로 압축강도가 낮게 나타났으나, 물 결합재비 31.5% 및 23.5%의 경우에는 부순 모래 대체율에 따른 유의할 만한 차이는 보이지 않고 있다. 4. B/P (Batch Plant) 적용성 검토 4.1 개 요 건설생산현장에서 사용되는 콘크리트의 제조는 일반적으로 레미콘공장에서 이루어지므로 고강도콘크리트의 경우도 레미콘공장 Batch plant (B/P)에서의 생산성 여부가 중요하게 된다. 본 연구에서는 앞서 실시되었던 실내배합시험 결과 등을 참고로 물 결합재비 23.5%인 배합을 대상으로 실제 레미콘공장에서의 생산성 및 강도특성을 검토하기 위하여 레미 콘 B/P시험을 실시하였다. 사진 1은 시험이 실시된 레미콘공장 전경 및 사용된 믹서(3m3, Twin shaft 형식)를 나타낸 것 이다. 비빔순서는 물, 결합재, 잔골재, 혼화제를 선 투입하여 먼저 모르터를 제조한 후 굵은 골재를 투입하는 방식을 채택 하였고 믹서의 부하가 일정한 수준을 유지하는 시점을 비빔 종료시간으로 선정하였으며, 총 비빔시간은 약6 분이 소요되 었다. 비빔이 끝난 고강도콘크리트는 믹서에서 레미콘트럭(믹서트럭)으로 토출하여 시험실까지 이송후 일정량을 시료채 취하였으며 굳지 않은 콘크리트에서의 슬럼프 플로우, O-lot시험 및 경화콘크리트에서의 압축강도(3, 7, 28일)를 측정하 였다. 0 10 20 30 40 50 60 Age (days) 0 10 20 30 40 50 60 Age (days) 0 10 20 30 40 50 60 Age (days) 그림 7. 부순 모래 대체율에 따른 재령 별 압축강도의 변화 표 5. 레미콘 B/P(Batch plant) 시험결과

9. SUNILR&D-0908-(9) New Research Paper 4.2 B/P시험 결과 및 고찰 표 5는 레미콘 B/P시험결과를, 사진 2는 레미콘트럭에서의시료채취 및 시험장면을 나타낸 것이다. 표 5 및 그림 8은 부순 모래 대체율에 따른 슬럼프와 슬럼프 플로우의 변화를 나타낸 것으로서 B/P생산제품의 경우에 도 실내시험 결과와 유사하게 재료분리 경향 없이 양호한 유동성을 나타내었다. 즉, 슬럼프의 경우 26.5~27.0cm, 슬럼프 플로우의 경우 58~63.5cm로서 부순 모래 대체율에 관계없이 유사하게 나타났다. (a) 시험 공장 (b) 사용 믹서 (Twin shaft mixer) 사진 1. 레미콘 B/P시험공장 및 사용믹서 (c)시료 채취 (d) 시험 장면 사진 2. 시료채취 및 시험장면 그림 8 슬럼프와 슬럼프 플로우의 변화 (B/P test) 그림 9. 슬럼프 플로우 500mm 도달시간과 O-lot 유하시간의 변화 (B/P test)

10. SUNILR&D-0908-(10) New Research Paper 또한 슬럼프 플로우 50cm 도달시간과 O-lot 유하시간의 변화를 나타낸 그림 9에서 알 수 있는 바와 같이, 부순 모래 대체율이 증가할수록 슬럼프 플로우 50cm 도달시간과 O-lot 유하시간 모두 증가하는 경향을 보이고 있으며 특히 O-lot 유하시간의 경우가 증가 폭이 상대적으로 더 크게 나타났다. 그림 10은 부순 모래 대체율에 따른 압축강도의 변화를 나타낸 것으로서 재령 28일 압축강도가 80.4~88.3MPa의 고 강도를 발현하고 있으며 특히 부순 모래를 20% 사용한 경우가 상대적으로 가장 높은 강도를 발현하고 있다. 5. 결 론 부순 모래를 사용한 고강도콘크리트의 특성 및 레미콘 B/P 적용에 관한 본 연구결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) 부순 모래 대체율이 20%씩 증가할수록 SP제 첨가율이 0.05~0.10% 증가하는 것으로 나타났는데, 이는 부순 모래의 거친 입형으로 인해 유동성을 확보하기 위한 SP제 첨가율의 필요량이 다소 증가한 것으로 사료된다. 2) 본 연구의 경우 슬럼프 플로우가 60~70cm 일 경우 물 결합재비에 관계없이 슬럼프 플로우 500mm 도달시간은 6~10초 정도인 것으로 나타났다. 3) 실제 레미콘공장에서의 B/P시험을 실시한 결과 재령 28일 압축강도가 80.4~88.3MPa의 수준으로서 실내시험에서 얻어진 83.9~85.4MPa과 유사한 값으로 나타나 품질변동요인이 다수 존재하는 B/P에서도 품질관리에 주의하면 실내시험과 유사한 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있다. 4) 본 연구결과 부순 모래를 사용하여 80MPa 이상의 고강도 콘크리트를 실제 레미콘 B/P에서도 안정적으로 생산할 수 있음을 확인할 수 있었다. 그림 10. 부순모래 대체율에 따른 압축강도의 변화 (B/P test)

11. SUNILR&D-0908-(11) Technical Tips ● 공기량 시험기에 관한 이해와 응용(Ⅰ) 1. 개요 한국산업규격 KS F 4009 레디믹스트 콘크리트(Ready-mixed concrete) 규격에서 보통콘크리트의 경우 공기량의 허용 차는 4.5 ± 1.5%로 규정하고 있고 콘크리트 시험에 공기량 시험이 보편화 되고 있다. 그러나 고가의 시험기구 임에 도 불구하고 신입사원에 대한 공기량 시험기의 유지 관리방법, 작동원리, 정확한 사용법에 대한 기술 자료가 없어 선임 직원의 구두설명에 의하여 단순하고 기계적인 방법으로 사용하고 있다. 그러므로 공기량 시험기에 대한 작동원리, 시험 조작시의 유의점, 검교정 방법, 고장원인 및 수리방법 등을 체계적으로 정리하여, 공기량 시험기의 원리에 대한 이해력을 향상시켜 시험오차를 최소화 하고, 고가의 시험장비의 사용기간을 연장하고자 함. 2. 공기량 시험기의 구조 2.1 공기량 시험기 사양 본 시험기는 굳지않은 콘크리트의 공기함유량을 압력의 감소에 의하여 시험하는 방법으로 Boyle의 법칙을 적용한 것 이며, 현재 국내에서 가장 많이 사용하고 있는 워싱턴형 공기량 측정기(Concrete Air Meter HJ3101 )에 대하여 살펴보기 로 한다. 2.1 공기량 시험기의 부위별 명칭 1) 덮개 윗면 압력게이지 공기펌프 압력조정너트 레 버 캡 물주입구 코 크 Clamp

12. SUNILR&D-0908-(12) Technical Tips 2) 덮개 아랫면 2.3. 공기량 시험기의 부위별 특징 2.3.1 압력게이지 일반 압력계는 눈금판의 숫자가 압력을 표시하나 공기량 시험기의 압력계 눈금판은 전체용적에 대한 백분비로 나타나 있으며 압력계 형식은 부르돈관식으로 일반 압력계와 같다. 2.3.2 공기펌프 Assembly 공기실내에 공기를 공급하여 압력을 높여주며, 그 구조는 그림 2.2와 같다 2.3.3 레버 Assembly 용기 윗부분의 레버를 누름으로 공기실내의 압력을 콘크리트에 전달하는 역할을 하며, 공기펌프와 함께 중요한 부분이다. 공기량 시험기 분해 시 특히 주의를 요하는 부분임 위치고정나사 배 기 구 압력 투입구 물투입 [그림 2.1] 공기량 시험기의 부위별 명칭 [그림 2.2] 공기 펌프 [그림 2.3] 레버

13. SUNILR&D-0908-(13) Technical Tips 2.3.4 압력조정 너트 공기실내의 공기를 대기 중으로 빼는 역할을 한다. 특별한 고장은 없고 간혹 구멍이 막히거나 안쪽의 고무 Packing이 노후화되어 압력이 새는 경우가 있다 2.3.5 배기구 레버를 누르면 공기실내의 공기가 콘크리트 쪽으로 전달되어 굳지않은 콘크리트의 공기 함유량을 공기실의 압력 감 소에 의해 눈금판에 표시한다. 시험이 끝난 후 콘크리트와 공기량시험기 윗판 사이에 존재하는 공기의 압력을 배기구 나 사를 풀어서 배기한 후 윗판과 용기를 분리한다. 특별한 고장은 없으나 물주입 후 공기량 시험을 실시할때 배기압력에 의 해 모래 또는 시멘트 물이 들어가 관로가 막히거나 코팅이 생긴다 2.2.6 공기실 용기체적의 약 5% 정도의 용적을 갖으며, 물주입 시험 후 불필요한 조작 또는 급격한 조작 등으로 콘크리트 물 또는 모래 등이 공기실 내로 유입되어 강알칼리와 반응하여 녹 또는 수산화물이 생성되어 공기실의 용적이 줄어 콘크리트의 공기량 측정이 정확하지 않을 수도 있다 2.2.7 용기부분 공기량 시험기는 알루미늄 합금으로 되어있어, 공기 중 산화(Al2O3)에 의해 부 동태를 형성하여 더 이상의 녹은 진전 되지 않으나 사용 후 물세척 및 건조보관을 소홀히 하면 콘크리트의 강알칼리에 부식되어 수산화물을 형성하고 내부로 진행됨에 따라 POP OUT 형식으로 부풀어 오르기도 한다. 2.4 공기량 시험기의 해체 및 조립 공기량 시험기는 공기실 윗부분 내부에 대한 이해 없이 해체할 경우 치명적인 손상을 주어 사용을 못하는 경우가 생기 므로 부득이하게 해체 시는 공기량 시험기에 대한 충분한 이해와 분해순서를 숙지한 후 분해를 해야 한다. [그림 2.4] 압력조정 너트 [그림 2.5] 배기구

14. SUNILR&D-0908-(14) Technical Tips 2.4.1 분해방법 A) 레버 윗부분의 고정너트 나사를 푼다. B) 고정너트를 풀고 레버를 해체한다. C) 공기실과 접속된 너트를 분해하여, 레버 파트와 공기실 파트를 분리한다. D) 배기구 나사를 완전히 돌려서 공기실 부분과 분리한다. E) Air Pump와 공기실 접속 너트를 풀어 Air Pump를 분리한다. F) 압력게이지 부분을 해체한다. 이때 압력계 조정너트와 공기실부착너트 해체 시 나사방향이 반대이므로 주의한다. [그림 2.6] 레버 분해 순서 [그림 2.7] 배기구 니들밸브 해체 [그림 2.8] Air Pump 의 분리 [그림 2.9] 압력계 해체

15. SUNILR&D-0908-(15) Technical Tips G) 공기량 시험기의 덥개부분이 마모가 되지 않도록 헝겁으로 싸서 파이프렌지 또는 원통해체 체인으로 감아 해체 한다. [그림 2.10] 덥게의 해체

16. SUNILR&D-0908-(16) Special Page ● 우리나라와 일본의 순환골재 생산기술개발 현황비교 . 1. 개요 현재 국내에서는 매년 2천만 톤 이상의 건설폐기물이 발생 되고 그 대부분은 건설폐기물 중간처리업체를 통해 일부는 매립과 소각, 그리고 전체 발생량의 60% 이상을 차지하는 폐 콘크리트는파쇄와 이물질 선별과정을 통하여 순환골재로 생산되고 있다. 건설 폐기물의 처리를 통하여 순환골재를 생산하는 국내 업체는 대략 360여개 업체가 있으며 이중에서 2007년 1월 순환 골재 품질인증제도가 시행된 이후 2008년 9월 현재까지 대략 170여개 업체가 순환골재 품질인 증을 받았다. 하지만, 이중에서 콘크리트용 굵은 골재 또는 잔 골재로서 인증을 받은 업체는 단 2개 회사 뿐인데, 이는 콘크리트용 굵은 골재 또는 잔 골재를 생산하기 위해서는 현재 범용화된 기술 이외에 별도의 기술이 접목되어야 함을 시사한다고 하겠다. 2. 국내의 순환골재 생산기술 순환골재 생산공정은 크게 파쇄 및 이물질 분리공정으로 나누어 생각 할 수 있다. 파쇄기술은 순환골재의 적정 입도 및 입형, 골재 표면에 있는 모르타르를 제거하는 공정으로서 전체적인 품질을 좌우하는 공정이며, 이물질 분리기술은 건설폐기물에 포함된 철근, 목편, 비닐, 헝겊, 자기류 등을 분리해내는 기술로서 순환골재의 품질을 개선하는 공정이다. 특히, 순환골재의 경우는 골재 표면에 부착되어 있는 모르타르로 인해 콘크리트용 골재로 많이 활용이 되지 못하였다. 하지만 현재까지 신기술 로서 개발된 기술은 그림1에서와 같이 이물질 제거 또는 선별기술에 한정 되어 왔을 뿐, 실질적으로 전체적인 품질을 좌우할 수 있는 모르타르 제거 기술은 현재(2007년 10월)까지 개발된 바 없다. 3. 일본의 순환골재 생산기술 현재까지 일본에서 개발된 기술은 주로 모르타르 제거기술로서 이에 대한 개요 및 특징은 다음과 같다. 그림2는 일본 다케나카 공무점이 가지고 있는 기술로서 콘크리트 덩어리가 투입되었을 때, 편심을 가진 로터가 회전하면서 골재가 외통부 와 로터가 회전하는 사이를 통과하면서 골재표면에 붙어있는 모르타르가 제거되는 기술이다. 그림4는 미쓰비시가 가지고 있는 순환골재 생산기술로서 폐 콘크리트 원석이 해당기술에 투입되면 300℃로 가열하여 골재와 시멘트 모르타르 계면이 약해졌을 때, 마찰충격을 가해서 순환골재를 회수하는 기술이다. [그림 1] 신기술 개발현황 [그림 2] 편심로터식 기계마찰 혼합법 [그림 3] 편심로터식 기계마찰 혼합법

17. SUNILR&D-0908-(17) Special Page 이외에도 파쇄된 순환골재를 수조에 침전시키고 밑에서 다량의 공기방울을 불어넣어 모르타르와 순환골재와의 비중 차이로 분리하는 방법 등 일본이 가지고 있는 기술은 주로 골재에서 모르타르를 분리해내기 위한 것에 초점이 맞춰져 있 어서 우리나라의 기술과는 대별된다. 4. 기술 비교 1) 공정비교 앞서 언급한 바와 같이 국내에서 개발된 기술은 주로 순환골재에 함유된 이물질을 분리 선별하여 골재 품 질을 개선하는 기술이며, 일본에서 개발된 기술은 모르타르 제거를 통해 골재품질을 개선하는 파쇄 및 분쇄기술이 주종을 이룬다. 전반적인 골재 품질개선에는 공통점을 가지고 있으나 콘크리트용 골재로 활용되기 위해서는 골재 자체의 흡수율이 낮아야 하므로 현재로서는 일본이 개발하고 있는 기술이 보다 근본적으로 품질을 개선하는 기술 이라고 할 수 있겠다. 2) 경제성 비교 골재는 대량으로 사용되어지는 건설재료이다. 따라서 대량으로 활용되기 위해서는 생산에 있어서 경 제성 확보와 더불어 대량생산이 가능하여야 한다. 하지만 일본이 가지고 있는 기술은 이러한 관점에서 봤을 때 다 소 무리가 있어 보인다. 예를 들어, 그림4와 같이 미쓰비시가 가지고 있는 기술의 경우, 연속공정이 어려울 뿐만 아 니라 열을 사용하므로 생산비용이 기존 골재 생산비용보다 2배 이상 소요되기 때문이다. 활용이 용이한 골재를 생 산하는 기술은 기술자체의 우수성을 확보해야 함은 물론, 경제성과 생산성도 만족시킬 수 있어야 한다. 골재자원이 부족한 우리나라와 일본은 현재도 양질의 재생 골재 즉, 순환골재를 생산하기 위해서 많은 노력들을 기 울이고 있다. 일본의 경우는 대량생산이 가능한 기술개발이 필요 하다고 판단되며, 국내의 경우는 일본의 순환골재 생산기술 개발방향에 포커스를 맞추어 골재 자체의 모르타르 제거 즉, 골재자체의 품질을 개선할 수 있는 기술개발 이 필요하다고 사료된다. 자료제공 : 심종우 건축구조·재료연구실 연구원 [그림 4] 가열마찰혼합법

18. SUNILR&D-0908-(18) Change & Innovation ● 변화를 지휘하라: 변화에 성공하는 4%의 기업이 되는 법 컨설팅 회사 부즈 알렌 해밀턴(Booz Allen Hamilton)이1997년 ㈜한국전기초자 에 내린 진단결과였다. 당시 총 부채 4700억 원. 부채비율만 1114%였으니 이 같 은 의견은 유명 컨설팅 회사가 아닌 누구라도 내릴 수 있을 법한, 당연한 이야기 였다. 그러나 서두칠 회장이 부임하고 2년 뒤인 1999년, ㈜한국전기초자의 매출 은 2377억 원에서 4842억 원으로 두 배나 뛰었다. 무려 600억 원의 적자를 기록 했던 당기 순이익은 300억 원 흑자로 돌아섰다. 여기서 멈추지 않았다. 1년 후인 2000년에는 ‘무 차입 경영’을 달성하기에 이르렀다. 거짓말처럼 들리는 ㈜한국 전기초자의 변화는 아직도 변화관리의 베스트 프랙티스로 남아있다. 모든 변화관리가 이렇게 성공적인 결과만 낳는다면 얼마나 좋을까? 그러나 사실 은 그렇지 않다. 삼성SDI에 따르면 변화를 마음 먹는 100개의 기업 중 이를 실행 에 옮긴 기업은 20개 정도라고 한다. 그나마 성공하는 기업도 20개 중 4개뿐이 다. 성공률이 4% 정도밖에 안 된다는 것이다. 왜 기업들은 변화에 실패할까? 어째서 수많은 기업들이 값비싼 비용과 시간 , 인력을 투자하면서도 이에 상응하는 결과를 얻지 못하는 것일까? ㈜한국전기초자 같은 기업은 외부의 도움 없이 3년 만에 눈부신 성과를 거뒀음 에도 불구하고 말이다. ◎ 변화관리 이론 N.O.E.L 경영자들의 변화에 대한 높은 관심을 보여주기라도 하듯 변화관리에 관한 연구는 무수히 많다. 변화관리 이론의 대가 존 코터(John P. Kotter)의 8단계 전략부터 하버드 경영대학원에서 제시한(Harvard Business Essentials) 변화경영의 핵심 전략 7단계 이론까지. 지금 이 순간에도 연구는 활발히 진행되고 있다. 그러나 이처럼 많은 이론에도 불구하고 각 단계에서 리더가 해야 할 역할은 무엇인지에 대해 체계적으로 정 리하고 있는 이론은 거의 없다. 리더는 기업의 중심이 되는 존재로, 아무리 뛰어난 변화관리 프로세스도 리더 의 열정과 지원이 없이는 성공하기 힘들다. 그렇다면 성공적인 변화를 위해서 리더는 각 단계마다 어떤 일들 을 해야 할까? 세계 굴지의 컨설팅 기업인 액센츄어(Accenture)가 제시하는 N.O.E.L 모델을 리더의 관점에 서 재조명해보자. 표 1. 변화관리 모델 N.O.E.L과 리더의 역할

19. SUNILR&D-0908-(19) Change & Innovation ▶ N: Navigation(변화의 방향과 목표) 변화관리 프로세스에 있어 가장 중요한 것이 이 변화의 방향과 목표를 정하는 단계라 할 수 있다. 올바른 방향과 뚜 렷한 목표를 정해 진행하지 않으면 열심히 추진한 변화 프로젝트도 자칫 무용지물이 될 수 있기 때문이다. 따라서 ‘비전’이라고 일컬어지는 기업의 방향과 목표를 변화의 관점에서 재정립하고, 이를 조직의 모든 구성원들과 공유하 는 과정이 꼭 필요하다. 그러나 이 단계에서 리더가 해야 할 더욱 중요한 일은 ‘위기감 조성’ 이다. 급감하는 매출과 수익, 하루가 다르게 변하는 상황, 늘어나는 비용과 지출. 요즘처럼 얼어붙은 경제환경에서는 조직에 위기감을 불어넣기 쉽다. 단지 현실을 객관적이고 냉정하게 알리고, ‘변화가 절대적으로 필요하다’는 공감대를 불러일으키면 된다. 하지만 기업 상황이 좋다면 어떻게 해야 할까? 분명 요즘과 같은 불 황기에도 몇몇 기업들은 높은 매출을 기록하며 탄탄한 수익구조를 자랑하고 있다. 그러나 그렇다고 해서 “그들이 앞으로 변화하거나 혁신할 필요가 전혀 없다”고 장담할 수는 없다. 지금 낭떠러지에 몰려있는 미국의 자동차 빅 3(GM, 크라이슬러, 포드)를 보라. 그들도 한 때는 미국 산업 전체를 이끌던 동력이었고, 모든 기업들의 선망의 대상이었다는 사실을 상기하자. 이런 상황에서는 가장 처음으로 돌아가 기본부터 재점검하는 것이 필요하다. 오클라호마(Oklahoma)의 가정과 도시 에 전기를 공급하는 회사인 OGE(OGE Energy Corp.)가 그 좋은 예다. 2003년 부회장 팻 라이언(Pat Ryan)은 매년 12%의 고객들이 이탈하고 있다는 충격적인 사실을 알았다. 당시 OGE는 도시와의 독점 계약과 지속적인 신규 고객 의 유입을 통해 안정적인 수익률을 자랑하고 있었고, 고객만족도도 99%나 됐다. 상황이 이렇다 보니 직원들은 라이 언이 “변화해야 한다”고 강력히 주장해도 그의 반응이 과민하다고 생각할 뿐이었다. 라이언은 이러한 상황을 이해할 수 없었다. 고객만족도가 99%나 된다면 고객들이 이처럼 많이 이탈할 이유가 없지 않은가? 그는 고객만족도 설문을 처음부터 다시 분석했고 결국 그 원인을 알아냈다. 비밀은 이랬다. 예를 들어 OGE 에 한 가정주부가 집 앞 가로등이 고장 났다고 신고를 했다. 고객은 가로등이 당장 수리되기를 바랬지만 OGE의 직 원은 업무상의 문제를 이유로 3일 뒤까지는 처리하겠다고 이야기했다. 이런 경우 당장 수리해야 한다고 떼 쓰는 고 객이 얼마나 될까? 3일 후 가로등은 수리되었고, OGE 내부에서는 고객만족도를 확실히 달성했다고 체크했지만 사 실은 그것과 다르다. 인위적으로 수리 날짜를 미뤘기 때문이다. 라이언은 OGE의 직원들이 이런 식으로 그 동안 당 장 가능한 수리, 교체 등의 업무도 상당 시간 미뤄온 것을 발견했다. 새로운 고객만족 지표 아래서 OGE의 고객만족도는 50% 아래로 추락했다. 라이언은 이 같은 사실을 직원들에게 알 림으로써 자기만족에 젖어있던 OGE에 위기감이 돌게 했다. 새로운 지표 아래 직원들은 열심히 일하기 시작했다. 이 듬 해 고객 이탈률은 4%로 떨어졌다. 이처럼 현실 상황이 좋을 때에는 당연하게 생각되던 것들도 다시금 되짚어 볼 필요가 분명 있다. ▶ O: Ownership(변화하고자 하는 구성원의 의지) 혹자는 변화관리를 ‘저항관리’라고도 부른다. 그만큼 변화관리의 성공 여부는 ‘곳곳에서 일어나는 저항을 얼마나 잘 다스리느냐?’가 많은 부분 좌우한다. 세계 제 1의 군산복합체인 록히드 마틴(Lockheed Martin Corp.)의 CEO 랄프 히스(Ralph Heath)는 ‘역할모델(role model)’을 통해 불가능해 보였던 F-22의 생산을 성공적으로 이끌었다. 과거 F-15를 만든 적 있는 록히드 마틴의 직 원들은 30개월 이상 소요됐던 생산 기간을 18개월로 줄여야 하는 격심한 변화에 저항했다. 기술직에 있는 직원들은 “극한 상황의 경우 파업하겠다”라고 선언했고, 이를 달래는 관리자의 내분 또한 심화됐다. 히스는 5000명이 넘는 직원 모두를 설득하는 대신 관리자급과 비공식적 오피니언 리더 350명을 역할모델로서 공략 하기 시작했다. 그는 한 달에 한 번 이들을 대상으로 모임을 개최했다. 여기서 F-22가 18개월 만에 생산되어야만

20. SUNILR&D-0908-(20) Change & Innovation 하는 이유를 설득력 있게 전달했다. 또 투자자들과 군관계자들을 초청해 그들이 이 프로젝트에 대해 가지고 있는 기 대, 프로젝트가 가지고 올 효과 등을 설명하도록 했다. 이 역할모델들과의 만남은 공식적으로만 이루어진 것은 아니 다. 히스는 일주일에 한 번 우연을 가장해 그들의 작업장을 들려 진솔한 이야기를 나눔으로써, 그들을 자신의 편으로 만드는 데 성공했다. 4개월이 지나자 전 직원들의 행동에 눈에 띄는 변화가 일어났다. 불가능하게만 보였던 F-22의 생산은 기한 내에 성 공적으로 마칠 수 있었다. 매출과 수익 모든 면에서도 좋은 결과를 나았다. 리더가 1:1로 모두를 설득할 수는 없다. 하지만 리더가 설득한 역할모델들이 자신의 조직에 돌아가 보이지 않는 저항 세력까지 변화에 참여하도록 만들 것이 다. ▶ E: Enablement(변화를 뒷받침하는 회사의 시스템) 저항하지 않는 직원조차 열심히 참여하지 않는다면, 그 변화 프로젝트에는 어떤 문제가 있는 것일까? 답은 한 가지. 변화 프로젝트가 보상제도까지 연계되어 있지 않기 때문이다. 그러나 단순히 연계되어 있는 것 만으로는 충분하지 않다. 변화의 방향과 일맥상통하게 연결되어야 한다. 많은 회사 들이 입으로는 변화와 혁신을 외치면서도 막상 보상, 성과제도에 들어가면 ‘그래도 보는 눈이 있지…’라며 연공서열 순을 따를 때가 많다. 일관성과 투명성이 결여된 제도로는 어떤 구성원도 독려할 수 없다는 것을 기억해야 한다. 그런 면에서 대한무역투자진흥공사(KOTRA)의 오영교 사장은 훌륭한 보상제도의 좋은 본보기가 됐다. 2001년 오영 교 사장은 취임사에서 “공기업인 KOTRA에도 변화가 필요하다”라고 강조하며 ‘고객’과 ‘성과’ 중심의 혁신을 촉구했 다. 이것은 보여주기 위한 취임사로만 끝나지 않았다. 오영교 사장은 그의 KOTRA 혁신 의지를 인사, 성과, 보상제도 에까지 넓혔다. 기존의 건수 중심 평가는 실적 평가를 위해 고객지원 실적, 평가, 만족도를 통합적으로 평가했다. 또 한 연공서열 위주의 불투명했던 인사제도는 역량 중심의 인사제도로 탈바꿈했다. 이로써 변화 방향, 목표와 연계된 균형평가시스템(BSC, Balances Score Card)과 목표 성과 관리제를 통해 직원들을 평가할 수 있었다. 누구든 보상제도에 대해서 의견을 낼 수 있다. 그러나 그를 도입, 추진하게끔 결정하고 문화로 자리잡게 하는 것은 오로지 리더만이 할 수 있는 일이다. ▶ L: Leadership(변화에 대한 경영진의 지원) 다시 ㈜한국전기초자 이야기로 돌아가보자. 이 회사의 전설 같은 성공에는 무엇보다도 당시 소생 불가능해 보였던 회사에 부임해 온갖 노력을 아끼지 않았던 서두칠 회장의 ‘솔선수범형 리더십’이 자리하고 있다. 서두칠 회장은 ㈜한국전기초자에 부임한 첫 날 새벽 6시에 출근하고 12시에 퇴근했다. 그리고 이것은 퇴임한 날까지 하루도 빠짐없이 계속됐다. 직원들에게는 그 어떠한 강요도 없었다. 하지만 회사의 가장 높은 사람이 그렇게 하는 것 을 보고, ㈜한국전기초자에는 곧 365일 무휴, 6 to 12라는 엄청난 문화가 자리잡게 되었다. 또한 서회장이 자신의 골 프 회원권까지 팔며 부채를 줄여보고자 노력한 것은 오랫동안 지속된 회사의 침체기에 더 이상 변화할 의욕조차 잃 었던 직원들을 되살리는 계기가 되었다. 서두칠 회장은 “리더십이란 ‘나를 따르라(Follow me)’가 아니라 ‘함께 합시다(Let’s go)’가 되어야 한다”고 말한다. 이것은 변화관리 리더십에도 그대로 적용되는 말이다. ‘말을 물가에 데려다 놓을 수는 있어도 물을 마시게 할 수는 없다’는 옛말이 있다. 이처럼 직원들을 강제로 어떤 과제에 참여시킬 수는 있지만 진정한 성과를 거두기 위해서는 ‘자발적인 함께함’이 필요하다. 변화관리 리더십의 4요소인 N.O.E.L. 리더인 나는 과연 잘 하고 있을까? 세계경영연구원 김지유 연구원