지오폴리머 시멘트의 필요성
친환경 재료: 지오폴리머 시멘트
우리 사회에서 환경은 어떤 요소일까요? 의식주, 인간에게 필요한 3요소 중에 환경이 영향을 미치지 않는 부분은 없을 것입니다. 그런 부분을 우리 인간은 스스로 파괴하고 있습니다. 다들 아시겠지만요...
목차
Ⅰ. 개요
Ⅱ. 일반 Cement의 장점과 단점
Ⅲ. 지오폴리머 Cement의 장점과 단점
Ⅳ. 결론
Ⅰ. 개요
1. 일반적으로 Cement는 생산 시 환경 파괴의 주범으로 알려져 있음
가. 풍부한 자원이지만 석회라는 자연 물질을 소모시켜 생산하는 재료임
나. 생산 과정에서 엄청난 열과 탄소를 발생시킴
다. 콘크리트 1톤 당 약 265kg의 탄소, 콘크리트 생성 시 발생 수화열 등
라. 건설 산업의 경우 전체 산업 탄소 발생량의 약 1/3을 차지했을 정도임
2. 이에 재활용 재료 활용, 시멘트 생산 회사의 ESG 경영 선포 등 친환경 방안 모색 중임
3. 시멘트 재료를 석회가 아닌 고로슬래그, Flyash 등으로 대체하여 고성능, 친환경 콘크리트 제품 활성화를 통한 방법도 시행 중
가. 시멘트의 강도발현은 수화 반응으로, 단순히 물과 반응하여 강도를 발현하였음
나. 고로슬래그, Flyash, 실리카퓸 등이 반응하기 위해서는 촉매제와 같은 기술 필요했음
다. 현재 기술로 일반 석회 시멘트를 100% 대체할 수 있는 기술력 확보
라. 혼화재로 100% 대체한 시멘트를 지오폴리머 시멘트라고 함
4. 경제성 검토와 사용 적절한 사용 기준 마련 검토가 필요함
가. 고성능, 고품질 시멘트인 것은 맞으나 장기적인 경제성 검토가 부족한 우리나라에서는 아직까지 사용이 미흡한 제품임
나. 장기적 관점을 가지고 경제성 검토를 할 수 있도록 제도가 보완되어야 함
다. 또한, 용도별, 혼화재별 적합한 사용 기준 마련이 필요하다고 사료됨
Ⅱ. 일반 Cement의 장점과 단점
1. 일반, 석회 Cemet의 장점
가. 경제성: 생산단가가 저렴하고 구조물 시공성이 간단한 재료임
나. 사용성: 풍화된 재료 사용을 지양하고 규격에 맞게, 시험실시를 한 규격품 사용하면 강도발현에 특이점이 없으므로 관리가 난이하지 않음
2. 일반 Cement의 단점
가. 환경성: 생산 과정에서 특히, 클링커에서 고온의 열을 사용하므로 환경 문제가 큼
나. 관리성: 물만 가하면 수화반응을 통해 쉽게 강도 발현하는 제품이기에 작업자들도 관리가 쉬운 제품이라 생각하고 품질 관리에 전혀 신경쓰지 않음. 과거에는 비빔 작업에서 작업성을 위해 물을 더 붓는 등의 관리 부실이 흔했을 정도임
Ⅲ. 지오폴리머 Cement의 장점과 단점
1. 장점
가. 장기강도 발현 유리: 일반적으로 지오폴리머 콘크리트는 고밀도, 고품질 재료이기에 Bleeding에 대단히 유리하여 장기강도 발현에 유리한 제품으로 알려져 있음
나. 수화열 발생 적음: 일반적인 수화 반응이 일어나지 않기에 수화열 발생이 없고 대신 촉매제 반응을 통한 열만 있으므로 온도균열, 수화열에 있어 유리함
*열팽창계수는 21.6~31.2 × 10-6/oC
다. 친환경 요소: 일반 Cement에 비해 재활용 재료 사용과 탄소 발생량이 적어 친환경 재료로 각광받고 있음
2. 단점
가. 우리나라 특성상 경제적으로 장기적 관점으로 바라보며 사용하기엔 조금 부적합한 재료이기에 사용량이 적어 기술 요구 및 연구 결과가 적어 기술적으로 뒤처지는 부분임
나. 그에 따라 아직 적합한 기준 보완이 상당히 필요하다고 사료됨
다. 철근과의 부착성에 대한 문제: 철근과 콘크리트, RC구조가 인류에게 큰 영향을 준 이유는 비슷한 열팽창계수를 가지고 있기에 부착성에서 강한 모습을 보여주기 때문임.
라. 하지만 지오폴리머 시멘트의 경우는 철근과의 부착성에서 아직 정확한 이야기가 없는 것으로 보아 단점으로 판단됨. 한 논문에서 밝힌 지오폴리머 시멘트의 열팽창계수는 21.6~31.2 × 10-6/℃로 10 × 10-6/℃인 콘크리트의 열팽창계수와 상당한 차이를 보임.
Ⅳ. 결론
1. 우리에게 친환경 요소라는 것은 이제는 빼놓을 수 없이 중요한 화두임
2. 특히, 건설산업에서 친환경 요소는 무시할 수 없는 사안임
3. 도로 노반, 기초 지반 등 각종 재료에서 순환골재 사용이 규정화/법제화 되고 있음
4. 다만, 아직까지 우리 산업이 그런 부분에서 장기적인 경제성 안목을 가지지 못해 기준, 연구, 실적이 부족한 상황임
5. 10년, 20년, 100년 뒤를 바라보는 것을 포함하여 친환경적이고 고품질 재료의 사용은 지금 당장 우리에게도 큰 영향을 준다는, 안전 분야와 비슷한 부분임을 고려해야 한다고 사료됨
