[비즈월드] 우리나라는 국토가 좁아 아파트·오피스텔 등의 공동주택 보급이 일반화돼 있다. 윗집 아랫집이 다닥다닥 붙은 공동주택은 층간소음에 취약하다. 이에 건설업계는 층간소음을 잡아낼 기술개발에 매진하며 다양한 특허기술을 쏟아내고 있다. 비즈월드가 층간소음을 해결하고 쾌적한 집을 이룰 건설업계 특허를 알아봤다. [편집자 주]

현대건설(대표 윤영준)은 경량기포 콘크리트에 흡음재 성능을 부여하며 층간소음을 줄일 수 있는 기술 특허를 확보하고 있다.

5일 비즈월드가 특허정보검색서비스 키프리스를 통해 확인한 결과, 현대건설의 ‘발포체를 사용한 층간 바닥용 경량기포 콘크리트 조성물 및 그로 이루어진 중간층을 포함하는 바닥구조’는 지난 2016년 1월 출원(출원번호 제1020160005839호)돼 같은 해 7월 특허(등록번호 제101637978)로 등록받았다.

이 기술의 특징은 바닥 중간층인 경량기포 콘크리트에 흡음재를 대신할 수 있는 완충·흡음·차음 성능을 부여했다는 점이다. 독립된 공극을 적당하게 투입해 소음을 차단하면서도 어느 정도의 강도를 발현시켜 구조재 기능까지 확보했다. 경량기포 콘크리트에 기포제와 발포체를 투입해 이 같은 성능을 갖췄다.

기존 바닥구조는 층간소음 저감을 위해 완충재 적용이 필수적이었다. 이 특허기술을 사용하면 바닥구조에서 완충재를 제거하더라도 일정 수준 이상의 층간소음 저감 성능이 확보돼 시공성이 높아진다.

‘발포체를 사용한 층간 바닥용 경량기포 콘크리트’의 조성 비율은 ▲물 28.6~29.9% ▲시멘트 41.1~61% ▲혼화재 0.6~18.4% ▲석고 0.6~3.1% ▲기포 5~9% ▲발포체 0.2~3.9% 등이다.

시멘트는 결합재 역할이다. 1종 보통포틀랜드 시멘트 또는 2종·5종 포틀랜드 시멘트를 사용할 수 있다.

혼화재는 플라이애시·고로슬래그 미분말 중 어느 하나 이상으로 이뤄진다. 2종 플라이애시를 기본으로 하되 1종도 사용할 수 있다. 고로슬래그 미분말은 3종을 기본으로 하되 1종·2종도 사용할 수 있다.

석고는 경화시간을 단축해 기포의 소멸을 최대한 억제한다. 수화 초기에 일정 정도로 팽창하며 콘크리트의 수축도 억제한다. 천연 무수 석고를 기본으로 하되 탈황 석고 등을 사용할 수 있다.

기포는 기포제와 물을 배합해 제조된다. 기포제로는 식물성 기포제(야자수·코코아 기름) 또는 동물성 기포제(소·말의 발톱·뿔 단백질인 케라틴)를 사용할 수 있다. 동물성 기포제는 가수분해 단백질이기 때문에 시멘트 슬러리와 화학반응을 일으키지 않는다. 철근의 부식을 유발할 위험성도 없다.

식물성 기포제를 사용한 기포는 서로 연결된 공극을 형성한 열린 기포 형태다. 반면 동물성 기포제를 사용한 기포는 독립적인 폐쇄 형태다.

식물성 기포제를 사용한 경량기포 콘크리트는 소리가 도달하면 공기의 진동이 미세한 기포 부분의 공기에 전달된다. 기포 면에 공기의 점성마찰이 생겨 소리 에너지의 일부가 열로 변환되며 흡음 작용을 한다.

동물성 기포제를 사용한 경량기포 콘크리트도 같은 흡음 작용을 한다. 여기에 더해 내부 기포들이 독립 형성돼 있어 소리를 반사한다. 진동으로 전달되는 일부 소리도 기포에 의한 반사작용을 거친다.

발포체는 경량기포 콘크리트 내부에서 흡음·차음성능을 극대화한다. 발포체는 EVA 재질이다. 각 변의 길이가 3~8㎜인 열처리된 다면체로 매끈한 표면을 가진다. 기존의 불규칙하고 찢어진 형상을 가진 EVA 발포체와 달리 매끈한 형상으로 경량기포 콘크리트의 흡음·차음 성능을 높이면서 균일성까지 확보한다.

실험 결과 다른 성분의 배합비가 같더라도 동물성 기포제와 발포체를 적용한 바닥구조가 중량충격음 차단 성능과 압축강도가 더욱 우수한 것으로 확인됐다.

이 기술을 적용한 바닥구조는 ▲콘크리트 슬래브로 이뤄진 기층부 ▲경량기포 콘크리트 조성물로 이뤄진 중층부 ▲마감 모르타르로 이뤄진 마감층 등으로 구성된다.

기존 경량기포 콘크리트를 사용할 때보다 바닥·벽체의 흡음·차음 성능이 높아진다. 압축강도도 우수해 구조적 안정성을 확보했다. 바닥구조에서 완충재를 빼더라도 완충·흡음·차음 성능이 떨어지지 않는다.

현대건설 관계자는 “아파트·빌딩 등과 같은 고층 다세대 주택에서 층간소음을 방지하기 위한 성능은 꼭 필요하다”며 “이 기술은 다른 층간소음 저감 바닥구조보다 시공이 쉬우면서도 일정 성능을 갖췄다”고 설명했다.

[비즈월드=나영찬 기자 / na@bizwnews.com]