건축/환경에너지

Nikkei Construction_2024.9 (p34)

콘크리트 폐자재와 CO₂로 블록 제조

태평양시멘트와 도쿄대학, 도쿄이과대학으로 구성된 연구팀은 콘크리트 폐자재에 CO₂를 고정시켜 탄산칼슘이 포함된 콘크리트 블록으로 재생하는 기술을 개발했다. 콘크리트 폐자재를 골재 등에 재이용하는 기술은 많지만, 콘크리트 폐자재만으로 CO₂ 고정형 콘크리트를 제조하는 기술은 세계 최초라고 한다.

이 기술에서는 작게 분쇄된 콘크리트 폐자재(콘크리트 입자)에 CO₂를 고정시킨 다음, 중탄산칼슘 수용액을 추가. 그 후 약 70~80℃에서 가압해 블록 모양의 콘크리트로 성형한다. 콘크리트 폐자재의 표면적을 크게 해 CO₂의 고정량을 늘린다.

일반적으로 콘크리트 입자와 물을 섞어 압축하면 콘크리트 블록으로 성형할 수 있다. 콘크리트에 포함된 규산칼슘 수화물이 압축으로 인해 수소 결합을 부활시키기 때문이다. 하지만, 콘크리트 입자에 CO₂를 고정하면 규산칼슘 수화물이 반응해 탄산칼슘으로 변화한다. 이 때문에  수소결합이 줄어들어 블록화시키는 것이 어려웠다.

-- 탄산칼슘이 쉽게 녹아 내려 --
이번에 개발된 기술에서 콘크리트 입자 사이를 연결하는 기능을 부활시키는 것은 탄산칼슘이 쉽게 녹는 중탄산칼슘 수용액이다.

콘크리트 입자에 CO₂를 고정시키면 입자 표면에 탄산칼슘 결정입자가 생긴다. 중탄산칼슘 수용액과 함께 가압함으로써 입자간의 접촉면에 있는 탄산칼슘이 중탄산칼슘 수용액으로 녹아 내리는 '압력 용해'가 발생한다.

녹아 내린 탄산칼슘은 입자간의 틈을 메우듯 접촉면 바깥쪽에서 재석출된다. 이로 인해 입자간의 접촉 면적이 늘어나 입자 사이가 단단하게 연결되어 블록으로 성형할 수 있다.

이 기술로 제조한 콘크리트 블록은 압축강도가 18MPa 이상으로 실용화에 충분한 강도를 가진다고 한다.

 -- 끝 --

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