▲ [사진 = ㈜케이씨엠티(KCMT)]

인류의 역사에서 가장 위대한 업적은 철의 발견이다. 인간이 철로 도구를 만들기 시작한 것은 기원전 2천년 경, 지금으로부터 약 4000년 전이다. 철의 발견 이후 문명은 급속도로 발전했고, 지금까지도 철은 우리의 생활에 엄청난 영향을 미치고 있다. 하지만 최근 세계적으로 친환경 바람이 불면서 철강의 생산을 줄여야 한다는 목소리가 계속해서 높아지고 있다.

철강 산업은 이산화탄소 배출량이 가장 높은 산업이다. 세계철강협회에서 밝힌 자료에 의하면 철강 1톤을 생산하는 데 평균 1.83톤의 이산화탄소가 배출된다. 철강이 전체 산업의 이산화탄소 배출량 중 무려 24%나 차지하고 있으며, 세계 인구의 증가에 따라서 철강에 대한 수요도 계속해서 늘어나고 있는 추세다. 현재 기존 철강 업체들은 탄소중립을 위해 배출가스 관리와 핵심적인 야금 기술의 조정 등의 다양한 노력을 기울이고 있지만 큰 성과를 보이지는 못하고 있다. 이런 가운데 국내 중소기업에서 기존의 철을 대체할 수 있는 유리섬유강화플라스틱 GFRP를 개발하여 많은 주목을 받고 있다. 이에 본지에서는 그 주인공인 ‘㈜케이씨엠티(대표 김준영)’을 찾아 취재를 진행하였다.

유리섬유강화플라스틱 GFRP 분야의 선두 주자 ‘㈜케이씨엠티’

국내 최초 GFRP 록볼트 품질 기준을 만들며 시장 선도하다

유리섬유강화플라스틱 GFRP는 현대 사회가 100년간 사용해온 철근을 대체하기 위해 만들어진 소재다. 철근은 강하지만 동시에 부식하는 성질이 있다. 철근을 만들기 위해서 사용되는 연료로 인한 탄소 배출양도 친환경 시대를 맞아 큰 부담이 되고 있다. 이렇듯 현대 건축은 철근 구조물에서 벗어날 수밖에 없으며, 그 대체재로 최근 엄청난 주목을 받고 있는 것이 바로 GFRP다.

㈜케이씨엠티(KCMT, 대표 김준영)는 국내 최고의 GFRP 생산 기술력을 보유한 업체로 2009년부터 GFRP 연구를 시작해 2014년 법인을 설립했다. 당시 해외에서는 GFRP가 상당히 알려졌으나, 국내에서는 GFRP에 대한 인식이 전혀 없었다. 제품을 생산해도 팔 수 있는 기준이 없었기에 수년간 한국도로공사와 국가철도공단 등을 찾아다녔고, 그 결과 한국도로공사를 통해 터널공사용 락볼트를 공급할 수 있는 기준안을 만들어냈다. 2016년 업계 최초로 국토교통부와 한국도로공사에서 GFRP 록볼트의 품질을 인증 받은 ㈜케이씨엠티는 국내에서 유일하게 자체 생산하여 국도, 철도, 고속도로 등 다양한 현장에 GFRP 록볼트를 납품하고 나아가 국가 인프라 건설 사업에 GFRP Rebar(보강근)를 적극적으로 적용하며, 국내 GFRP 건설자재 품질 기준을 선도해왔다.

▲ [사진 = ㈜케이씨엠티(KCMT)]

사용 수명이 100년, 철근에 대비 1/4에 불과한 경량화, 비자성 부도체에 열차단성도 우수해

㈜케이씨엠티의 GFRP는 시간이 아무리 지나도 녹슬거나 부식이 되지 않아 사용 수명이 100년에 달하는 반영구적인 자재다. 이를 통해 토목건축 구조물의 수명 연장과 유지보수 비용의 절감, 구조물의 슬림화로 공사비용을 절감할 수 있다. 또한 단위 중량이 철근 대비 1/4에 불과하기 때문에 이를 운반하기 위한 인건비, 장비비, 물류비 등 다양한 공사비를 절감할 수 있다. 이와 같은 여러 가지 혁신적인 장점은 현장에서 발생할 수 있는 안전사고를 예방하는 데에도 많은 도움을 주고, 철근 대비 2배 높은 인장강도로 인해 구조적 안정성까지 확보할 수 있다.

철의 경우 전류나 자기 흐름에 따라 자성을 띌 수도 있어 MRI 등 전자기장에 민감한 장비를 사용해야 하는 건축물의 경우에는 철근의 사용이 적합하지 않은 곳도 있다. 하지만 GFRP는 비자성 부도체이기에 철도와 같은 여러 전자기장에 민감한 장비를 지지하는 구조물에서 철근을 대체하는 것을 넘어 오히려 철근보다 더 나은 선택지가 될 수 있다. 이와 함께 열차단성과 비화염성을 지니고 있어 화재가 발생해도 현장에서 쉽게 불이 붙지 않으며 절단이 용이해 TBM 공법으로 터널 굴착 시 기계나 장비에 손상 없이 굴착이 가능하다.

버려진 플라스틱 자원을 재활용, 생상성 및 활용성에 친환경까지 모두 잡은 ‘KEco rebar’

GFRP는 환경적인 면에서도 일반 철근보다 더욱 우수하다. 제조시의 탄소배출량은 철근의 43% 수준이며 부식으로 인해 폐자재를 만들어내는 철근과 달리 부식하지 않아 재보수가 필요없기 때문에 폐자재도 더 적게 나온다. 사용을 다한 GFRP의 경우에는 다른 제품으로 재활용도 가능하다. ㈜케이씨엠티는 이런 친환경적인 GFRP를 더욱 더 친환경적으로 개발하여 SK에코플랜트와 함께 GFRP 전문 브랜드 ‘KEco rebar’를 론칭하고 대규모 생산라인 구축을 끝마쳤다. KEco rebar는 버려진 플라스틱 자원 중에서도 재활용이 가장 힘든 유색 PET 용기를 재활용한 PET Chip으로 제작한다. 생활용 PET 병과 산업용 PET 슬러지를 재활용하며 유색/혼합 2.0L PET 병 1개로 KEco rebar 1m를 생산할 수 있다. 이 점은 GFRP가 지닌 유일한 약점을 보강한 것이다.

하지만 이와 같은 여러 장점에도 불구하고 GFRP는 생산 가격이 철보다 높아 현장에서 기피되었다. 하지만 최근 철강 가격이 상승하여 GFRP와 비슷한 수준에 이르렀으며, KEco rebar는 재활용 PET를 사용하기 때문에 친환경적인 측면에서 매우 우수하다. 이산화탄소 배출량이 철근콘크리트에 비해 43% 절감되는 것은 당연하고, 생산 에너지 또한 45%까지 절감하는 효과를 기대할 수 있다.

▲ [사진 = ㈜케이씨엠티(KCMT)]

전자동 생산라인 구축으로 균일화 된 제품 생산, 제품의 어느 곳을 절단해도 똑같은 품질

KEco rebar의 또 다른 장점은 제품이 일체형으로 되어있고, 모든 제조 공정이 자동화되어 있다는 것이다. 토목공사에서 사용하는 철근의 경우 콘크리트와의 부착력이 굉장히 중요하다. 철근에서 콘크리트가 분리될 경우 구조물에 균열이 생기게 되어 구조물의 안정성과 수명이 떨어지게 된다. GFRP의 경우 현재 시중에 나와 있는 제품 대부분 이러한 현상을 방지하기 위해 2차 공정을 통해 돌기를 만들거나 규사를 부착하는 등의 추가 공정을 하고 있다. 하지만 이는 GFRP에 부착한 물질이 콘크리트와 함께 이탈하는 현상을 유도하여 오히려 제품의 부착력을 더욱 떨어뜨리는 요인이 되고 있다. 하지만 ㈜케이씨엠티에서는 2차 공정 없이 일체형으로 GFRP 제품을 생산하기 때문에 부착력이 상당히 높아서 우수한 안정성과 견고함을 가진 구조물을 건설할 수 있다. 또한 모든 제조공정이 자동화 되어있기 때문에 제품의 성분이 균일하게 어느 곳을 절단하여 사용하더라도 똑같은 성능의 제품을 사용할 수 있다는 것도 눈여겨봐야할 큰 차별점이다.

▲ [사진 = ㈜케이씨엠티(KCMT)]

스티렌 모노머(styrene monomer)’ 제거하여 친환경에 더욱 가까운 제품 생산

2022년 내 연5만 톤, 철근기준으로 20만 톤에 당하는 규모로 생산능력 확대

기존 제품의 성분 중에 포함되어 있던 스티렌 모노머(SM, styrene monomer)를 제거한다는 것도 이곳 제품의 큰 장점이다. SM은 기존에 생산되는 대분의 GFRP에 필수적으로 사용되는 수지 성분으로 악취와 함께 화재 발생의 주요 원인으로 꼽힌다. KEco rebar는 이 SM을 대체하는 성분을 사용하여, 제품 생산 시 악취가 나지 않고 화재 발생 위험도가 낮아 작업자들에게도 안전한 작업 환경을 제공한다. SM 대체 수지를 사용하는 성분을 사용한 GFRP 제품은 국내외 제품 중에서 KEco rebar가 유일하며, 이는 ㈜케이씨엠티의 우수한 친환경 기술 역량을 보여주는 것이라고 할 수 있다. 이 KEco rebar는 대한민국 글로벌 건축박람회인 2022 코리아빌드 및 다양한 국내외 전시회에서 큰 주목을 받았다.

㈜케이씨엠티는 현재 울주군에 14,000평 규모의 부지위에 제 2공장을 공사 중이며 곧 준공을 완료할 예정이다. 전 공정 설비의 자동화 및 국산화, 그리고 80개 KEco rebar 전용 생산라인을 구축할 예정이며, 2022년 내 연5만톤, 철근기준으로 20만 톤에 당하는 규모로 생산능력을 확보한다는 계획이다. ㈜케이씨엠티 제2공장에서 안정적으로 제품을 대량생산할 수 있는 기반을 마련하면, 독일과 미국, 호주, 싱가폴, 인도네시아, 필리핀 등 해외 시장 개척에도 박차를 가할 계획이다.

▲ [사진 = ㈜케이씨엠티(KCMT)]

한국도로공사, 국가철도공단에서 품질 인증한 유일한 GFRP 록볼트, 안전한 터널공사 지킴이 되다

철강제 록볼트보다 인장강도가 2배 이상 높아 구조적으로 보다 높은 안전성 확보

‘록볼트’란 터널 굴착 시 발생한 균열에 의해 암반이 낙하하는 것을 방지하기 위해 공사 중인 터널 내부 표면에 삽입하는 보강 자재다. 최근 수도권관역급행철도나 고속도로 지하화 등 터널 건설이 지속적으로 증가하여 록볼트의 수요도 함께 증가하고 있다. 여기에 최근 부실공사에 대한 우려가 커지면서 터널의 안전을 책임지는 록볼트의 중요성은 점차 부각되고 있다.

㈜케이씨엠티의 GFRP 록볼트는 국내에서 처음으로 국토교통부와 한국도로공사에서 성능을 인정받았다. 국내에서 유일하게 한국도로공사에서 수행하는 터널 공사에 제품을 납품할 정도로 GFRP 록볼트 분야에서 엄청난 노하우와 기술력을 갖추고 있으며, 세계 각국에서도 많은 관심을 받고 일부 국가에 수출도 진행중에 있다. 이곳의 락볼트는 GFRP인만큼 매우 가볍고 취급이 용이하며, 특히 건축 자재를 실어 나르기 불편한 터널 현장에서 이러한 장점이 크게 발휘된다. 유연성도 높아 직선 천공이 불가능해 하지 못한 상황이라 해도 록볼트를 삽입할 수 있으며, 절단이 용이해 막장보강용, 제거식 록볼트 등으로도 사용할 수 있다.

특히 터널현장에서는 고압전기를 사용할 수밖에 없는데 이 때문에 철제 건설재의 경우 감전 위험이 있다. 하지만 GFRP 록볼트는 부도체성을 지니기 때문에 감전 위협이 없으며, 열차단성과 비화염성이 높아 공사 중 불이 나더라도 불이 주변으로 번지지 않는다. 또한 내구성 면에서도 뛰어나서 녹이 슬지 않고 부식도 되지 않기에 록볼트의 노후화로 인해 터널 안전에 문제가 생기는 일을 방지한다. 또한 철강제 록볼트보다 인장강도가 2배 이상 높아 구조적으로 보다 높은 안전성을 확보할 수 있다는 점도 큰 강점이고, 록볼트 표면에 새겨진 물결 형상이 그라우팅 재료 및 콘크리트와 만나 강한 부착력을 발휘하는 것도 빼놓을 수 없는 차별점이다.

▲ [사진 = ㈜케이씨엠티(KCMT)]

다양한 신소재 개발을 위한 박차, 건설 신소재 분야에서 세계를 선도하는 리더 될 것

㈜케이씨엠티는 터널공사 중 록트를 시공할 때 콘크리트 마감면 위로 록볼트를 노출시키는 노출식 록볼트 방식을 개발해 특허출원하기도 했다. 노출된 부분은 방수 시트로 보호하며 상시 수량을 파악하고 품질관리가 가능해 관리하지 못해 터널 붕괴 위험을 초래하는 일을 막는다. 암반에 사용하는 록볼트 외에 토양에 사용하는 소일 네일도 개발하였으며, 모든 제품은 친환경 자재인 KEco rebar다.

㈜케이씨엠티는 또 다른 신소재 연구 및 개발에 박차를 가하고 있으며, 이를 통해 신소재 분야의 글로벌 기업으로 도약한다는 계획이다. 마지막으로 김준영 대표는 “우리 KEco Rebar가 건설시장에서 상용화될 수 있도록 최선을 다할 것이며 끊임없는 연구와 개발로 건설 산업 신소재 분야의 리더가 되겠다”고 앞으로의 포부와 힘찬 청사진을 밝혔다.