일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2021.01.04

시멘트가 제로인 신(新) 콘크리트 개발
이산화탄소 배출량 99% 감축

오쿠무라구미(奥村組) 토목흥업과 스페이스K(도쿄)는 공동으로 산업 부산물인 철강 슬래그를 골재나 결합재로 사용하는 ‘슬래그 고화체’를 개발했다. 시멘트를 전혀 사용하지 않고 콘크리트와 동등한 강도를 얻을 수 있다. 또한 원자재 제조과정에서 배출되는 이산화탄소를 일반 콘크리트보다 99% 줄일 수 있다.

가는 골재에 수쇄 슬래그, 굵은 골재에 제강 슬래그, 결합재가 되는 시멘트에 고로 슬래그 미분말을 각각 사용. 이들을 바닷물로 반죽해 고화체를 제조한다.

유기섬유를 0.2~0.4%의 혼입률로 첨가한 공시체 시험에서는 재령 28일의 압축강도가 최대 38.7N/㎟, 굽힘강도가 4.9N/㎟였다.

사용한 재료는 철강슬러그협회에서 제공한다. 고로 슬래그 미분말은 시멘트 첨가용, 수쇄 슬래그는 콘크리트용 재료로서 일본 산업규격(JIS)에 준거한 것을 채택. 제강 슬래그의 굵은 골재는 JIS는 아니지만, 다른 매뉴얼에 준거한 품질이 관리된 것을 사용하고 있다.

시멘트나 쇄석 등을 사용하지 않기 때문에 원재료의 제조 과정에서 발생하는 이산화탄소를 거의 제로로 할 수 있다. 지금까지는 콘크리트 1㎥당, 1t의 이산화탄소를 배출하고 있었다. “온실가스 감축 효과가 가장 크다고 할 수 있으며 리사이클 제품의 효율적인 활용과 천연자원의 고갈 대책에도 기여할 수 있다”. 개발을 맡았던 오쿠무라구미 토목흥업 환경개발본부 공사부의 타다(多田) 차장은 이렇게 말한다.

-- 바닷물 대신 인공 해수액 사용도 고려 --
수화반응을 촉진시키는 시멘트를 전혀 사용하지 않기 때문에 조기강도의 확보가 과제였다. 철강 슬래그와 물을 섞은 슬래그 고화체에서는 28일 재령의 압축강도와 굽힘강도가 콘크리트만큼 나오지 않았으나, 바닷물로 반죽해 이를 해결했다.

공동 개발자인 스페이스K의 가나이(金井) 부사장은 “해수 중 염소 이온이 조강성(早强性)으로, 황산 이온이 강도 증진에 효과가 있으며, 슬래그의 자경성도 기여했을 것으로 보고 있다”라고 말한다. 가나이 부사장은 오쿠무라구미의 전 부사장으로, 해수 반죽 콘크리트 등의 기술개발에 참여했었다.

오쿠무라구미 토목흥업 환경개발본부 기술부 후지모리(藤森) 기술매니저는 “바닷물로 콘크리트와 동등한 제품을 만들 수 있다.　해외 및 낙도 등의 해양지역에서는 비용적 큰 메리트가 있다”라고 말한다.

바닷물 대신 염소 이온과 황산 이온을 섞은 인공 해수액을 사용하면 비슷한 성능을 발휘하는 것으로 알려져 있다. 산간 등지에서도 적용이 가능하며 콘크리트 구조물 이외에 지반 개량 등에 사용하는 시멘트 슬러리에 적용하는 것도 고려해 볼 수 있다.

“적용 부위에 따라 최적의 배합을 검토해 나갈 예정이다. 슬래그 고화체를 사용해 우선은 포장이나 중력식 옹벽 등의 시험시공을 고려하고 있다”라고 오쿠무라구미 토목흥업의 타다 차장은 말한다.

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