“빈 공간 스스로 찾아 메운다”…성수대교 보수에 쓰인 ‘특수몰탈’의 비밀 [중기+]

[헤럴드경제=홍석희 기자] 서울 성수대교와 올림픽대교의 ‘단차 보수’ 작업에 특별한 시멘트 ‘삼표 특수몰탈’이 사용됐다. 이 제품은 펌프로 밀어 넣으면 별도의 진동 다짐 작업 없이도 구조물 아래 빈 공간으로 흘러 들어가 틈새를 메운다. 지반침하로 생긴 빈 공간을 충전하고 구조물의 지지 상태를 개선하는 데 활용되는 특수 건설재료다. 제품은 물처럼 잘 흐르면서도 시멘트와 모래 등이 쉽게 분리되지 않도록 설계된 것이 특징이다. 좁고 복잡한 공간을 메우는 데 필요한 유동성과 점성을 동시에 확보하는 기술이 적용됐다.

11일 삼표산업과 건설업계 등에 따르면 교량 진입부에 단차가 발생하는 주된 원인 중 하나는 도로와 교량을 지탱하는 기초 구조가 서로 다르기 때문이다. 겉으로는 하나의 도로처럼 보이지만 아래쪽을 살펴보면 차이가 있다. 교량은 일반적으로 지하 깊은 곳의 단단한 지반에 연결된 말뚝기초 등이 무게를 지탱한다. 반면 진입도로는 흙을 쌓아 올린 성토층 위에 설치되는 경우가 많다. 시간이 흐르면 두 구조물 사이엔 높이 차가 발생한다.

가장 많은 사례는 진입도로 아래 성토층이 차량의 반복적인 하중이나 빗물 침투 등 때문에 서서히 가라 앉은 경우다. 상대적으로 단단한 기초 위에 놓인 교량은 제자리를 유지하는 반면 진입도로는 토사 유출 등으로 인해 침하하게 되고 이 때문에 단차가 생기는 것이다. 문제는 도로 표면의 높이 차이에 그치지 않는다. 진입도로 아래 흙이 내려앉으면 도로를 지탱하는 콘크리트 구조물과 성토층 사이에 빈 공간이 생길 수 있다. 겉으로는 도로가 멀쩡해 보여도 아래쪽 지지가 부족해질 가능성이 있다는 의미다.

실제로 서울시는 지난 8월 외부 전문가 11명을 통해 서울 시내 한강교량 22개 전수 조사를 실시한 결과 11개 교량의 32개 진입램프에서 단차가 있는 것으로 조사됐다고 밝혔다. 다만 직접적인 안전상 문제는 확인되지 않았다. 서울시는 단차가 상대적으로 큰 성수대교 남단 B램프와 올림픽대교 B램프 지반을 우선 보강하고 향후 변화 상태도 계속 확인해나갈 방침이다. 이 보강 공사에 삼표가 개발한 ‘특수 몰탈’이 사용됐다는 설명이다.

몰탈은 일반적으로 시멘트와 모래, 물 등을 혼합한 건설재료다. 건축물의 벽면을 마감하거나 바닥을 평평하게 만드는 데 널리 쓰인다. 하지만 일반적인 몰탈을 교량 아래의 좁은 틈에 채워 넣는 작업은 쉽지 않다. 재료가 지나치게 되직하면 구석까지 흘러 들어가지 못하는 것이 문제가 된다. 그렇다고 물을 많이 넣게 되면 시멘트 입자와 모래거 분리되거나 굳은 이후 강도와 내구성에도 악영향을 줄 수 있다.

이 때문에 고유동 몰탈은 흐름성과 재료의 안정성을 동시에 확보하는 것이 중요하다. 건설재료 분야에서는 시멘트 입자가 서로 뭉치지 않도록 돕는 고성능 감수제와 재료의 분리를 억제하는 점성조절 기술 등이 사용된다. 고성능 감수제는 시멘트 입자의 분산을 도와 물을 과도하게 추가하지 않고도 반죽이 잘 흐르도록 만드는 역할을 한다.

삼표산업 관계자는 “고유동 특성 덕분에 별도의 진동 다짐 작업 없이도 복잡한 구조체 내부나 좁은 틈새까지 재료가 스스로 흘러 들어가 밀실하게 채워지는 개념”이라며 “자체 중량과 우수한 평활성으로 균일한 수평면을 형성할 수 있다”고 설명했다.

평활성은 재료가 흐르면서 표면이 평평해지는 성질을 의미한다. 특수몰탈이 구조물 아래 빈 공간을 채운 뒤 굳으면 해당 구간의 지지 상태를 개선하는 데 활용될 수 있다. 삼표산업에 따르면 이번에 적용된 특수몰탈의 경화에는 약 2~3일이 걸렸다.