환경친화성 콘크리트의 이용전망

[신요한]

 

환경친화성 콘크리트의 이용전망

소 양 섭(전북대학교 건축․도시공학부 교수)

1. 서   론

1.1 지구환경과 개발

  21세기의 주요한 이슈 중 환경문제해결이 전 세계의 공통적인 관심사가 될 것이라는 것은 누구나 인식하고 있다. 1992년 6월 브라질 리오데자네이로에서 환경과 개발에 대한 국제회의를 개최하여 지구 온난화 방지 및 지구환경과 개발에 관한 문제를 폭넓게 협의한 것을 계기로 1997년 12월에는 일본 교토에서 지구온난화 방지에 대한 국제회의를 열고 오는 2010년에 지구온난화 가스 배출량을 1990년 수준으로 되돌리기로 결정하였다. 이와 같은 국제사회의 환경오염에 대한 공동대처노력에 부응하여 우리나라도 경제협력개발기구(OECD) 회원국으로서 개발과 지구온난화 문제가 본격적으로 각 분야에서 다루어져야 할 것으로 생각된다. 서울의 대기오염실태는 OECD 30개 회원국 중에 가장 낮다는 보도는 한국의 환경수준이 극히 낮다는 것을 지적하고 있는 것을 알 수 있다.

 지구환경보전을 위해 정부나 민간단체들의 많은 노력이 있어 왔으나 개발과 미흡한 보전으로 환경문제의 해결은 아직 멀다는 것은 누구나 인정하고 있다. 개발과 환경을 어떻게 조화를 이루느냐 하는 것은 1987년 유엔 세계환경개발위원회 보고서에서 “지속가능한 발전(Sustainable Development)”개념 즉 "미래 세대의 필요성을 저해하지 않으면서 현세대의 필요성을 충족시킬 수 있는 발전을 추구하는 개발"이 이루어 져야 한다는 내용으로부터 구체화되기 시작하였다. 이를 위해서는 성장 위주의 개발이 아니고 환경 친화적인 개발의 중요성을 정부는 물론 기업의 입장에서도 깊은 인식을 해야 할 것이다. 이러한 미래의 환경을 고려한 지속 가능한 현대의 개발을 위해서는 경제성, 환경성 등을 생각한 국가차원의 지속가능발전 잣대를 개발하여야 할 것이며, 환경문제 해결을 위하면서 개발을 지속하기 위해서는 환경 친화적인 기술개발이 무엇보다 필요하게 될 것이다.

1.2 시멘트 산업의 환경성

 시멘트, 콘크리트, 철강재 등은 현대 건축문화의 발전을 이룩하는데 대단히 큰 기여를 해 왔을 뿐만 아니라 미래 인류사회에서도 없어서는 안될 중요한 건설재료라고 하는 것은 틀림이 없다. 그러나, 이러한 필수 불가결한 재료가 그 생산 과정 중에 지구의 환경파괴에 일조를 하고 있다는 사실이다.

  시멘트 제조 시에 온난화의 주요 원인인 탄산가스를 다량 배출하는데 포틀랜드 시멘트 1톤 제조 시 CO₂를 약 870kg을 배출한다고 한다. 시멘트의 원료가 되는 석회석은 지구상의 생물이 공기중의 CO₂와 칼슘을 결합시켜 고정화되어 만들어진 것으로 이것에 약 1,100 ~ 1,300℃의 열을 가하여 산화칼슘과 CO₂로 분해하는 과정에서 지구온난화의 주범인 CO₂가 대량으로 발생하고 있는 것이다. 철근 콘크리트구조나 철골구조 등 건설공사에 사용되는 철강재도 산화철과 탄소를 금속 철과 CO₂로 변화시키는 것으로 이것 또한 환경문제를 유발시키는 산업이다.

  따라서 구조물의 주요 재료인 콘크리트 및 철근의 제조, 사용, 폐기라고 하는 라이프사이클에 있어서의 환경부하가 최소로 되는 설계방법과 제조방법, 그리고 재활용방법을 동시에 고려할 필요가 있는 것이다. 

2. 환경친화성 시멘트 콘크리트

2.1 개념

  환경친화성 콘크리트에는 1) 환경부하를 최소화하는 콘크리트 2) 육상 및 해양생물의 서식환경을 확보해 주는 식생 콘크리트 3) 화력발전소나 원자력 발전소의 냉각수로의 어폐류 등의 서식을 차단해 줌으로서 염소 주입을 줄여 해양오염을 줄일 수 있는 무공해성 방오(防汚)콘크리트 4) 산성비에 의한 구조물의 침식작용을 최소화하는 내산성 콘크리트 등으로 분류할 수 있다. 이러한 환경친화성 콘크리트의 구체적인 개발분야는 투기․투수성이 높아 지하수위를 높일 수 있는 투수 콘크리트, 식물이 잘 자랄 수 있는 식생형 콘크리트, 방음 및 차음 역할이 기대되는 흡음성 콘크리트, 해양생물이 서식 할 수 있는 어초로서 이용 가능한 포러스 콘크리트, 산업 부산물 및 건설 폐기물의 재 이용 기술에 의한 리사이클 콘크리트 등이며, 이들의 연구개발 및 활용은 날로 심각해지고 있는 지구환경문제를 해결하는데 큰 역할을 담당할 수 있을 것으로 기대된다.

2.2 환경부하를 최소화하는 콘크리트

  콘크리트의 제작 시 재료 및 혼화재, 배합설계, 제조방법 등을 고려하는 것과 사용할 때의 효과적인 유지관리를 통해 자원을 절감하여 환경에 걸리는 부하를 최소화하여 환경보존에 기여한다는 개념이다. 여기에는 친환경성 시멘트 및 혼화재를 사용한 콘크리트, 리사이클 콘크리트 사용, 고 내구성 콘크리트, 투수콘크리트의 사용 등을 생각할 수 있다.

2.2.1 친환경성 시멘트 및 혼화재를 사용한 콘크리트

  플라이애쉬 및 생활폐기물이나 산업폐기물의 소각회 그리고 용융슬래그 30～50% 정도를 포틀랜드 시멘트에 혼화한 혼합시멘트나 하수오니 슬러지 소각회나 슬래그를 이용한 콘크리트 제조는 폐기물 처리와 에너지 유효이용 차원에서 매우 효과 있는 방안이 될 뿐만 아니라 CO₂ 배출량을 줄이는데 유효하여 환경부하를 줄이는 결과가 된다.

  도시 쓰레기 소각회나 하수오니 소각회를 원료로 한 시멘트를 에콜로지 시멘트(Ecology Cement)라 하며, 이것은 쓰레기 소각회(비산재)를 0.55톤, 하수오니 소각회 0.3톤, 성분조정을 위한 첨가제 0.3톤을 함께 소성하여 크링카 0.85톤을 만들고 여기에 석고 0.15톤을 가하여 분쇄하여 시멘트 1톤을 얻는 것이다. 이때의 소성온도는 1,400℃정도이며 이것을 이용한 콘크리트 경화체로부터의 중금속 용출량은 환경기준치 이하로 된다.

  그리고 산업폐기물을 연료로 한 시멘트(Ecology Cement)도 생산할 수 있는데 시멘트 클링커 소성 때 폐타이어나 폐플라스틱, 폐유 등 유기산업폐기물을 연료의 일부로서 이용한 것이며, 폐타이어는 20～40%의 카본블랙을 함유하고 있고 1톤의 타이어는 7×10⁶～8×10⁶kcal의 에너지를 가지고 있다.

  고로슬래그 45%, 플라이애쉬 1%를 보통포틀랜드 시멘트에 혼화하여 제조한 고로슬래그 시멘트 및 플라이애쉬 시멘트 등은 보통 포틀랜드 시멘트보다 CO₂ 배출량이 아주 적어지기 때문에 특히 리사이클 시멘트로 사용될 경우 매우 유리하며, 이와 같은 환경친화성 시멘트를 제조하여 보급을 확대함으로서 개발에 의한 탄산가스 배출량을 줄이는 방법들이 절실히 요구된다. 또한 산업부산물인 고로슬래그 및 플라이애쉬를 비롯한 기타 산업폐기물을 이용한 콘크리트와 폐기콘크리트 및 폐 건자재의 적극적인 리사이클 이용도 폐기물에 처리에 의한 지구의 환경문제를 대폭 줄이는 결과를 가져오게 될 것이다.

  이러한 폐기물의 리사이클을 통한 시멘트의 생산은 유럽이나 일본 등 선진국에서는 이미 오래 전부터 이루어지고 있으며, 최근 국내에서도 그 이용이 더욱 증대될 것으로 생각된다.

2.2.2 리사이클 콘크리트 사용에 의한 환경부하 저감

  재건축이 늘어가고 있고 이로부터 발생된 콘크리트 덩어리를 파쇄시켜 골재 및 잡석으로 이용하는 것은 부족한 골재자원의 재 이용이라는 측면에서 매우 유효할 뿐만 아니라 폐기물 처리비용 절감, 천연자원 보존 및 무분별한 채석에 의한 자연환경 파괴 저감 등을 생각할 때 지구환경보호에 유익한 방안이라 할 수 있다.

  콘크리트의 리사이클에 있어서 사용재료별 이용가능성은 다음과 같이 생각해 볼 수 있다.

(1) 사용수

  회수수의 재사용은 대부분이 이루어지고 있으며, 회수수 밑에 침전되어 찌꺼기로 남게되는 슬러지는 매립처리 되어 왔으나 이를 골재화 하여 재 사용하는 연구가 실용화 단계에 있다.

(2) 시멘트

  재생시멘트로의 이용가능성이 크고, 저 품질 콘크리트로의 이용, 지반개량재 등으로 이용할 때 시멘트 생산량이 감소되어 결국은 CO₂량이 줄어들게 된다. 특히 고로슬래그 시멘트는 보통포틀랜드 시멘트 다음으로 이용량이 많으며 콘크리트의 내구성과 장기강도를 증진시키는 효과가 클 뿐만 아니라 폐기물의 재활용과 CO₂의 배출량을 감소시킬 수 있는 환경친화성 재료로도 그 이용을 대폭 증진시켜야 할 것으로 생각된다.

(3) 골 재

  암석자원으로서의 이용가능성이 크고, 로반재, 기초재, 되메움재, 아스팔트 혼합용 골재로서 이용이 되고 있고, 고로슬래그, 하수오니 슬래그, 쓰레기소각재 및 이의 용융슬래그 등의 이용도 연구되어 실용화 단계에 있다.

(4) 혼화재료

  산업부산물인 고로슬래그, 플라이애쉬, 실리카흄 등이 다량으로 이용되고 있으며 이들의 사용으로 콘크리트의 품질을 향상시킬 뿐만 아니라 환경문제를 대폭 줄일 수 있는 방안을 적극적으로 강구하여야 한다. 또한 이들 외에 기타 포졸란 성질을 가지고 있는 산업부산물인 폐석회나 폐석고를 콘크리트 혼화재로서 혹은 소량의 클링커만을 혼화해도 고 강도가 발현되는 시멘트를 개발하기 위한 연구가 일부 진행되고 있다.

(5) 철근

  콘크리트로부터 회수한 것은 리사이클이 가능하다.

2.2.3 고내구성 콘크리트에 의한 환경부하 저감

  콘크리트를 고강도화하고 구조물의 사용연한을 장기화시키는 방안과 보통 콘크리트일지라도 설계와 유지관리를 고려한 사용연한의 장기화를 고려함으로서 사용 시멘트량 및 골재자원의 감소 등 경제성이나 환경문제의 유발을 감소시킬 수 있다.

2.2.4 투수콘크리트에 의한 환경부하 저감

  도시화의 가속화로 도로와 지표면이 아스팔트와 콘크리트로 포장되는 면적이 크게 증가하고 있다. 포장면 위와 건물의 지붕에 내린 빗물이 도로 측구로 흐르게 되어 있고 이 물은 지하에 침투하지 아니하고 도시하천이나 하수도를 통하여 강이나 바다로 흘러가게 된다. 빗물이 지하의 토량에 침투하는 양이 적어 축적된 수량이 적게 되면 물이 갖는 열용량이 적어지기 때문에 그 지역의 온도변화가 크게되는 결과를 가져 올 수 있고, 강우시 단시간 내에 급격한 수량의 증가로 도시형 홍수를 일으킬 수도 있다. 뿐만 아니라 도시하천의 복개는 물론 하천의 측면에 상당 부분을 콘크리트나 아스팔트로 포장하여 주차장화 함으로서 식물의 서식이 불가능하여 대기의 순환작용이 부족하고 수질오염 및 토양오염이 심화되며 지반침하의 현상까지 초래된다.

  이러한 도시의 사막화 현상을 막기 위해서는 도로면이나 지표면에 다공극을 갖는 포러스 콘크리트나 포러스 아스팔트 포장이 매우 유효하다. 이들 포장콘크리트는 빗물을 공극에 일단 흡수한 후 이것을 서서히 유출시키는 기능을 갖게 하는 것이다. 바닥 포장전체가 투수성 콘크리트로 되어 상부로부터의 물은 필터층을 통하여 지하로 침투되며, 이것은 차량 등의 큰 하중을 받을 수 있는 강도가 부족할 수 있기 때문에 이러한 경우는 피하는 것이 좋다. 그러나 섬유보강이나 혼화재료 등을 통한 강도 증진이 이루어 질 때 그 보급은 더욱 커질 것으로 생각된다. 그리고 고속도로 위에서의 소음은 주로 바닥 포장면과 자동차 바퀴와의 마찰소음에 기인되기 때문에 이들 투수성 포장은 노면(路面)소음을 대폭 줄일 수 있는 방법이 되어 고속도로 측면의 방음벽 설치비용을 절감할 수 있고 자동차 실내소음을 줄일 수 있는 방안이 될 수 있다.

 일본의 나가사끼의 하우스텐보스의 경우와 같이 단지 내 거의 대부분을 투수성 벽돌로 포장을 하여 우수가 지하로 직접 침투하도록 한 예가 있고, 국내의 경우에도 아파트 단지내의 외부 주차장을 투수콘크리트 포장을 하거나, 자전거 도로를 투수성 포장으로 한 예가 있다.

2.3 육상 및 해양생물의 서식환경을 확보해 주는 식생 콘크리트

2.3.1 식물의 성장이 가능한 콘크리트

(1) 구조와 기능

  기존의 일반 콘크리트에서는 투기․투수가 용이하지 않아 식물의 성장은 불가능하지만 식물이 발아하고 성장할 수 있는 다공질 콘크리트의 개발로 도로 측면의 비탈면을 녹화하여 경관을 수려하게 할 수 있을 뿐만 아니라 생태계의 회복에 크게 기여할 수 있다. 다공질 콘크리트의 공극에 토양재를 넣는 방법이며 여기에 함수율이 높은 재료의 혼입, 비료나 알카리성을 완충시킬 수 있는 재료의 혼입으로 식물의 성장에 무리가 없으며 토양 미생물 등의 서식이 가능하다. 즉, 식물이 생육하기 위해서는 빛과 생육을 위한 공간, 공기, 토양 등이 필요하며 생육을 위해 보수성과 투수성이 좋은 콘크리트로 제작이 되어야만 성장된 식물을 충분히 지탱하고 공극으로 인하여 약해질 수 있는 콘크리트의 강도가 충분해야 한다. 그리고 토양중에는 적정한 pH를 갖는 물과 필요한 영양분을 포함하고 있어야 한다.

  이러한 콘크리트의 구성은 다공질 콘크리트로 구성되고 공극에 보수성 충진재로 채우며 표층에 토양을 얇게 고착시키는 구조로 이루어진다. 다공질 콘크리트는 특히 초기에 알칼리성이 높기 때문에 일정 기간동안 공기 중에서 탄산화 시킨다든지 수중에서 알칼리 성분을 용출시키거나 고로슬래그 미분말이나 실리카흄 등을 시멘트에 혼합하여 잠재수경성이나 포졸란 반응에 의하여 가용성의 수산화 칼슘을 감소시키는 방법 혹은 레진계의 결합재를 이용한 폴리머콘크리트를 채용하는 방법을 생각할 수 있다. 그리고 식물의 뿌리가 자라 공극으로 진입해 오도록 보수성이 충분한 충진재로 채워져야 하며 이러한 재료로 무기질 인공토양이나 고흡수성 고분자 분말 등이 이용될 수 있다. 그리고 표면의 얇은 표층은 식물의 발아장소가 되며 초기 비료의 공급원이 되고 콘크리트의 건조를 방지하는 기능을 갖게 된다.

  다공질 콘크리트를 이용한 식재에는 식물의 생장특성과 밀접한 관계가 있으므로 사용재료와 식생과의 조화가 중요하며, 국내의 자생식물 중 다공질 콘크리트에서 잘 생장하는 식물의 대량육종에 대한 연구가 절실히 요구된다.

(2) 콘크리트의 성질

① 공극률 및 공극의 크기

  다공질 콘크리트의 공극률이 높고 공극의 크기가 큰 편이 식물의 생육에 좋지만 지나치게 공극률이 크거나 입경이 크게 되면 강도가 낮게 되기 때문에 적절한 공극률은 20～30%, 골재 입경은 조골재 10～15㎜ 및 쇄석 13～20㎜가 이용될 수 있다. 그리고 결합재를 레진으로 한 다공질 폴리머 콘크리트로 하는 방법이나 섬유로 보강을 한 경우에는 공극률을 높게 하면서 강도를 증진시킬 수 있다.

② 시멘트의 종류

  보통포틀랜드 시멘트를 사용한 다공질 콘크리트는 초기에 알칼리 성분의 용출량이 매우 높아 식물의 생식장으로서 불리하고, 고로시멘트를 사용한 경우에는 알칼리의 용출량이 상대적으로 낮게 될 것이기 때문에 식물의 생육이 좋을 것으로 생각된다. 결합재로 레진을 사용한 다공질 콘크리트는 용출성분이 다르기 때문에 생육하는 식물의 종류가 다르게 된다.

③ 보수성 충진재

  다공질 콘크리트의 공극의 55% 정도가 토양재로 충진되어 있으면 충분히 식재가 가능한 것으로 알려져 있다.

④ 표층의 객토(客土)

  표층에 3～6㎝의 객토를 다공질 콘크리트에 부착시켰을 때 식물의 발아 및 생육이 양호하다는 실험결과가 보고되고 있다.

⑤ 압축강도

  다공질 콘크리트의 강도는 사용재료, 공극률, 물 시멘트비 등 배합조건, 다짐조건 등에 따라 달라진다. 식물이 충분히 자랄 수 있는 공극률은 20～30%정도가 이용이 되고 있고, 낮은 물 시멘트비 및 섬유보강이나 혼화재에 의한 충분한 강도를 발현시킬 수 있으며 폴리머 콘크리트 등으로 필요한 강도를 갖는 다공질 콘크리트를 제작할 수 있다.

⑥ 내구성

  다공질 콘크리트이기 때문에 동결융해저항성이 가장 문제가 되며 콘크리트가 공극 내의 얼음의 팽창압력을 직접 받게 되기 때문에 이것에 견딜 수 있는 충분한 강도를 얻기 위해서는 낮은 물 시멘트비, 섬유에 의한 구속, 결합재의 개선, 다짐방법 등으로 충분히 가능하다.

2.3.2 해양 및 담수생물의 서식장을 위한 콘크리트

(1) 해양생물과 콘크리트

  해양생물의 생태계는 아주 작은 영역부터 규모가 큰 영역까지 여러 계층의 복잡한 구조를 이루고 있다. 한편, 콘크리트 공극의 구조는 아주 작은 영역부터 큰 영역까지 만들어 낼 수 있어 해양생물의 서식처를 제공하는데 매우 유리하다. 콘크리트 구조체에 다공질의 친환경성 콘크리트를 붙여 시공함으로서 생물의 생태적 특성이 충분히 고려된 환경을 조성할 수 있을 것으로 생각된다.

  생물의 서식에 쾌적한 생물친화적 콘크리트 구조물을 제작하기 위해서는 콘크리트의 알칼리 용해성, 색상, 내구성 등이 중요하게 고려되어야 한다. 해안선에 호안구조물의 대부분이 콘크리트로 축조되어 있어, 이것이 호안생물의 서식환경에 어떠한 영향을 미치는지 혹은 어떠한 서식환경을 조성하여야 할 것인지에 대한 연구가 수행되어야 한다.

  호안을 구축할 때 생태계의 서식환경을 고려한 환경친화성 콘크리트가 바람직한 방법으로 생각되며, 이때 해안의 경사도, 구조 등이 간만의 차, 파랑 등의 해안 환경에 적합한 구조가 되어야 할 뿐만 아니라 콘크리트 구조물에 생물의 서식환경을 조성하기 위한 방안이 강구되어야 한다. 예를 들어 직립 호안에는 요철을 많이 두어 어패류나 해양식물의 부착이 용이하도록 하고 다공질 콘크리트를 표면부분에 두어 적은 생물부터 상당히 큰 것까지의 생식공간이 되도록 하는 연구개발도 필요하다.

(2) 담수생물과 콘크리트

  하천이나 강변의 호안공사에 콘크리트가 많이 사용되고 있으며, 이러한 콘크리트공사로 인하여 생태계의 파괴 등 환경문제가 크게 대두되고 있다. 특히 작은 하천의 경우는 흄관이나 일반적인 콘크리트 구조물로만 구성이 되어있어 결국 하천의 측면뿐만 아니라 바닥까지도 투기성이 낮은 일반 콘크리트로 되어 담수생물은 생식장소나 서식장소를 잃어버리게 되었다. 이러한 자연생태계의 파괴라고 하는 큰 환경문제에 대한 인식을 다시 하지 않으면 안될 만큼 담수지역에서의 환경은 심각하다. 따라서 담수지역에서의 생물의 서식처를 제공할 수 있는 어초형식의 호안 및 식물이 잘 자랄 수 있는 호안공사, 즉 친환경성 콘크리트로서 이루어져야한다.

  담수생물의 서식환경을 조성하기 위한 친환경성 콘크리트로서 이용될 수 있는 것은 콘크리트 구조물 바닥에 자갈 등 석재를 깔아 크고 작은 공간을 만들어 줌으로서 어류나 수생식물의 서식을 도울 수 있고, 다공질 콘크리트를 블록 등의 형태로 제작하여 호안공사에 이용함으로서 식물의 착근(着根)에 유리하고, 수중에 배치된 블록에는 부착생물의 서식환경으로 훌륭한 장소가 될 것이다. 이러한 다공질 콘크리트는 일반 콘크리트에 비교하여 수생 곤충 등의 부착에 매우 유리하여, 자연 생태계를 보존하고 생식장소로서 역할을 충분히 발휘하고 있음이 실험을 통하여 밝혀지고 있다.

2.4 방오(防汚)콘크리트

  원자력발전소나 화력발전소에서의 냉각수는 일반적으로 해수를 이용하고 있고, 냉각수로는 각종 어폐류의 서식으로 이것들이 냉각계통인 콘크리트 벽면이나 바 스크린(Bar Screen), 복수기 내부 등에 부착․서식하는 환경이 형성됨으로서 유속 및 수량의 감소로 냉각효율과 발전효율을 저하시키게 된다. 따라서 이들 어폐류 등 생물들의 서식환경을 나쁘게 하기 위한 방법으로 염수나 독극물을 사용하는 경우가 있으나 이러한 방법은 해양 환경을 악화시키는 결과를 가져오게 된다.

  한편, 일반적으로 잘 알려진 방오재는 구리계나 주석계를 주원료로 한 방오도료가 사용되고 있고 이것들은 선박의 하부나 해양시설물의 표면에 사용되고 있다. 이러한 방오도료는 주원료인 페인트에 방오제를 폴리머에 분산시켜 도포하면 폴리머 메트릭스내의 방오제가 해양생물의 부착을 방해하는 방오성능을 발휘하도록 한 것이다. 그러나 이것들은 모재의 표면에 얇은 피막을 형성하게 된 것으로 파랑 등 해양의 물리적, 화학적 환경조건에 의하여 내구성이 비교적 짧은 문제점이 있다. 따라서 시멘트 혼화용 폴리머로 개질(改質)한 시멘트 콘크리트나 바인더를 레진으로 사용한 폴리머 콘크리트에 방오제를 혼입하여 도료가 아닌 두꺼운 콘크리트로 제품화한 방오콘크리트는 저공해이면서 고 내구적인 방오성능을 갖게 된다. 방오콘크리트에 혼입한 폴리머로 방오제의 용출속도를 제어하고 조정하여 고 내구성을 발휘할 수 있게 된 것이다.

  내구성 10년을 목표로 한 방오콘크리트를 제작하여 실험실에 방오제의 용출 특성을 고찰하여 사용폴리머로 방오제의 용출속도를 확정하고, 이것들을 해양폭로실험을 통하여 콘크리트의 방오성능을 확인한 결과가 보고되었다. 사용 바인더는 시멘트 혹은 불포화 폴리에스터나 에폭시 등이고, PAE(Polyacryic Ester Emulsion), 방오제는 구리계 (Cu₂O)와 주석계(TBTO : Tributyltin Oxide, TBTM : Tributyltin Methacrylate, TBTF : Tributylitin Floride)였으며, 방오콘크리들의 방오성능은 방오제의 종류에 따라 약간 다르나 초기에는 구리계 방오콘크리트가 우수한 방오성능을 나타냈으며, 구리계 방오폴리머 콘크리트가 장기적으로 가장 우수한 방오성능을 발휘하였다.

  그리고 구리계 등 중금속계통의 방오제를 다량 사용하게 됨으로서 해양오염을 가속화시킬 수 있게 되지만 폴리머로서 그 용출량을 최소한의 방오성능만을 발휘할 수 있게 제어할 수 있기 때문에 이로 인한 해양오염은 재래의 방법보다는 극히 적은 양이 될 것으로 생각된다. 물론 더욱 바람직한 것은 무공해성 방오재료로서 방오성능을 갖는 새로운 유기화합물의 개발이라고 생각되며, 방오성능만을 고려한 방오제의 과다사용으로 해양환경을 악화시킴은 물론 어민들의 양식업에도 큰 피해를 주지 않도록 무공해성 방오콘크리트 등의 개발과 적용이 서둘러져야 한다.

2.4 산성비로부터 구조물을 보호하는 내산성 콘크리트

  산성비는 대기중의 황산화물, 질소산화물 등 대기오염 물질에 의해 발생되는 pH 5.6이하의 비를 말하며, 우리나라의 경우 중국의 대기오염의 영향을 크게 받아 산성비가 내리는 것으로 알려져 있다. 산성비에 의해 농작물의 피해, 토양의 산성화, 하천의 산성화에 의한 각종 피해를 유발하기도 한다. 콘크리트 구조물도 예외가 아니며 산성비에 의해 시멘트 결합구조가 파괴되며, 구조물에서 시멘트 고드름이 발생하는 원인이 산성비에 의한 것으로 알려져 있다. 특히 도로의 긴급공사용으로 사용되는 초속경 시멘트의 경우 산성비에 극심한 침식을 일으키기도 한다. 콘크리트의 이러한 취약한 내산 특성을 보완하기 위해 유기물인 고분자 물질을 첨가하여 내산성능을 향상시켜준 콘크리트가 개발되어 사용되고 있다. 첨가되는 고분자 물질은 PAE, EVA 등 Polymer Emulsion, SBR Latex 등이 많이 사용되고 있다. 

  콘크리트에 내산성능을 향상시키기 위한 연구결과, 고분자 5～20%를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르 및 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 산의 침식에 대한 저항성이 월등히 향상되는 것으로 보고되고 있다.

4. 맺음말

  지구환경을 지키기 위한 연구와 개발은 21세기의 가장 중요한 분야가 될 것이다. 모든 분야에서 환경 생산을 해야 할 것이며, 건설공사의 대부분을 차지하고 있는 시멘트․콘크리트의 친환경적 생산과 이용이 환경문제를 해결할 수 있는 큰 몫을 차지하고 있음을 알아야 한다. 이를 위해서는 특히 시멘트․콘크리트에 관한 업계나 관련 부서에서 투수 및 식생형 다공질 콘크리트의 이용, 고로슬래그 시멘트의 적극적인 활용, 도시 쓰레기 소각재나 슬래그 및 하수 슬러지 소각재나 슬래그 등의 시멘트 원료 혹은 콘크리트로의 자원화, 생물의 서식환경을 지키기 위한 담수 및 해양의 친환경적 콘크리트공사를 적극적으로 권장하고 채택함으로서 가능하리라 본다.

참고문헌

1. Concrete Journal, Japan Concrete Institute, vol.36, pp.6-48, 1996.3.

2. The Concrete, Y.Kasai, pp.56, 1998.6

3. 방오콘크리트의 개발에 관한 연구, 1996년도 추계, 소양섭 등, 1997년도 학술발     표대회 논문집, 제16, 제17집, 1996.10, 1997.4

4. 고로슬래그 시멘트 KS L 5210.

5. 대한시멘트 KS 제품검사 규격자료 1998.

6. 생태도시 계획지침(Eco-city Planning Guidance), (주)대우, 과학기술처, 서울     대학교, UNDP, 1996.6

7. 환경친화적 건설사업 추진을 위한 토론회, 한국건설산업연구원, 1996.10

8. 환경모범도시 건설을 위한 기반기술개발에 관한 연구(II),  한국건설기술연구      원, 1996.12

9. 국가간 환경관련규약집, 국가정보원

[신요한]

독성이 없는 시멘트 정보 찾다가 좋은 글 있어 올려 봅니다.