울산과기대 학생이 '시멘트 대체 건자재' 개발

울산과학기술대학교(UNIST)는 도시환경공학부 4학년 전동호 학생이 시멘트를 대체할 새로운 건축자재를 개발했다고 15일 밝혔다. 이 결합재는 산업 부산물을 원료로 사용해 환경오염을 줄일 수 있을 뿐 아니라 경제성도 높아 주목받고 있다.

현재 보편적으로 사용되고 있는 시멘트인 '포틀랜드 시멘트'는 1톤 제조 시 대략 0.9톤의 이산화탄소(CO2)가 발생한다. 매년 전 세계에서 배출되는 CO2 발생량 중 약 7%가 시멘트 제조 과정에서 발생된다.

시멘트를 대체하기 위한 '저탄소 무시멘트 결합재' 개발 연구가 활발히 진행되고 있는 이유다. 하지만 지금까지 대부분의 기술들은 포틀랜드 시멘트보다 제품 가격이 비싸고 수소이온농도(pH)가 최고 수치인 14를 넘는 고부식성 용액을 사용해 위험하다는 단점이 있었다.

전 씨는 화력발전소에서 석탄을 태우고 남은 재인 '플라이 애시(Fly ash)'에 '화학적 활성화제(Ca(OH)2, Na2CO3)'를 첨가해 높은 압축강도를 확보했다. 이 결합재는 플라이 애시를 85% 이상 사용해 이산화탄소 발생량을 기존 시멘트의 15% 수준으로 줄였다.

가격도 국내 포틀랜드 시멘트의 80% 수준으로 저렴한 편이다. 게다가 기존 '경화활성화제'보다 부식성이 낮은 재료를 사용하면서 안전성도 높여 '포틀랜드 시멘트'처럼 가루 형태로 포대에 담아 판매가 가능하다.

전 씨는 현재 몽골 울란바토르 시청과 몽골과기대가 공동 벤처기업 설립을 제안해 협의 중인 것으로 전해졌다. 방글라데시 다카 시의 현지 건설업체와는 무시멘트 결합재 생산시설 설립도 추진 중이다.

전 씨는 "시멘트를 대부분 수입하고 있는 몽골, 카자흐스탄 등의 중앙아시아 국가들의 경우 현지 화력발전소에서 버려지는 부산물로 시멘트 대체재를 만들어 공급할 수 있기 때문에 일석이조 효과를 기대할 수 있다"고 밝혔다.

한편 이번 연구결과는 건설 분야 학술지인 '시멘트 앤 콘크리트 리서치' 1월호에 발표됐다.