콘크리트에 대해 알아야 할 모든 것 (1편) : 로마시대부터 3D 프린팅까지

건물을 지을 때 필요한 재료를 이야기한다면 여러분은 어떤 것이 가장 먼저 떠오르나요?

철근, 유리, 벽돌, 나무 등 다양한 재료가 있지만, 그 중 가장 필요한 재료를 하나 골라야 한다면 단단한 회색의 콘크리트를 빠트릴 수 없죠. 건축의 필수 재료로 자리한 콘크리트는 과연 언제, 어떻게 만들어져 오늘날까지 사용하게 되었을까요?

콘크리트의 시작

최초의 콘크리트를 누가 사용했는지는 몇 가지 의견이 있습니다. 기원전 1만 2천년 전 터키에서, 또는 고대 이집트에서도 모르타르를 만드는데 석고와 석회를 사용했다고도 합니다. 어디에서 최초로 만드는 방법을 발견하고 개발하였는지는 확실하지 않지만, 오늘날의 방식으로 콘크리트를 사용하기 시작한 사람들은 로마인이라고 알려져 있습니다. 로마인들은 석회, 화산재, 바닷물 등의 재료를 콘크리트에 혼합하였고, 목욕탕, 콜로세움, 판테온 등 도시의 많은 건물을 지을 때 이를 활용했습니다. 그 흔적들은 제법 견고하게 남아 오늘날 과거와 현재를 연결해주고 있죠.

콘크리트, 날개를 달다

빠른 시간에 단단하게 굳는 콘크리트는 외부에서 수직으로 누르는 힘, 즉 압축력은 강하다는 장점이 있지만, 옆으로 늘리는 힘인 인장력이 약하다는 단점이 있는데요. 이를 보완하기 위해 다양한 건축 재료를 사용하던 중 19세기 중반, 철근 콘크리트 기술이 등장하며 새로운 전환점을 맞이합니다. 이 기술은 간단히 말해 콘크리트 구조물에 철근을 넣어 재료를 상호보완하며 구조물을 강화한 것입니다.

프랑스에서 개발한 이 기술은 미국에서 대중화되었는데요. 1884년 샌프란시스코에 건축된 Arctic Oil Company Works사의 창고는 최초의 철근 콘크리트 건물이었습니다. 그로부터 5년 후, 샌프란시스코 골든게이트 파크에 보행자용 다리로 알보르드 레이크 브릿지(ALVORD LAKE BRIDGE)가 건설되었습니다. 현존하는 최고(古)의 철근 콘크리트 구조물이죠. 이후 세계 최초의 철근 콘크리트 고층 빌딩(16층)은 신시내티의 잉갈스 빌딩(Ingalls Building)이 됩니다.

단순한 재료를 넘어 표현의 요소로 진화

이후 철근 콘크리트 건물은 전 세계의 주요 건축 공법이 되었고, 아파트, 빌딩, 박물관 등 우리가 사는 도시 대부분의 건물에 사용되고 있습니다. 또한 안도 다다오 등 유명 건축가들도 노출 콘크리트 방식 등 콘크리트로 자기만의 색을 내며 단순한 직사각형 건물이 아닌, 아름다움을 선보이기도 했죠. 콘크리트는 단순한 재료가 아닌 개성과 미학 표현의 중요한 요소로 자리매김하게 되었습니다.

Photograph: 3DPrintedHouse
출처: https://www.dezeen.com/2019/02/05/worlds-longest-3d-printed-concrete-bridge-shanghai/

첨단 기술과 콘크리트의 만남

콘크리트의 발전은 여전히 진행 중입니다. 최근 가장 각광받고 있는 기술은 콘크리트와 3D 프린팅의 만남입니다. 3D 프린팅(적층제조) 기술과 콘크리트가 만나 더 빠르고 견고하게 건축물을 만듭니다.

3D 프린팅 기술로 인쇄하여 만든 인도교, 거주 가능한 3D 인쇄 콘크리트 주택 등 다양한 가능성을 시도하고 있죠. 또한 다양한 질감과 패턴 표현이 가능하고, 더 얇고 더 작은 형태로 자유로운 형태의 디자인을 구현할 수 있어 건물뿐만 아니라 혁신적인 조형물, 가구, 외장재에도 사용할 수 있습니다.