산업기술연구회(이사장: 한욱) 소속인 한국건설기술연구원(원장대행: 우효섭)과 한국화학연구원(원장: 이재도) 공동으로 이산화탄소 배출 및 환경파괴의 원인이 되는 시멘트를 전혀 사용하지 않고 플라이애시 및 고로슬래그 등 산업부산물만을 사용함으로써 이산화탄소 배출량을 획기적으로 저감시키고 산업폐기물 매립 및 해양투기를 최소화할 수 있는 시멘트 ZERO 콘크리트를 개발하였다.
2005년 발효된 교토의정서에 따라 세계 각국은 온실가스 감축의무를 준수해야 하며, 2008년 일본 홋카이도 도야코에서 개최된 G8 정상회담에서 2050년까지 배출가스를 현재의 50%까지 감축하는데 공동으로 노력하자고 합의한 바 있다. 특히 우리나라는 2013년부터 온실가스를 감축해야 하는 2차 의무이행 대상국에 편입될 것이 확실시됨에 따라 모든 산업분야에 걸쳐 온실가스를 감축하는 것이 중요한 이슈로 떠오르고 있다.
도로, 교량, 주택 등 각종 사회기반시설의 건설에 있어 기본이 되는 시멘트는 1톤 생산하는 데 온실가스의 주범인 이산화탄소를 0.7~1.0 톤 정도 배출하고 있으며, 시멘트 산업에서 배출하는 이산화탄소는 전 세계의 온실가스 배출량의 7~8% 정도 차지하고 있다. 우리나라에서 시멘트 생산량은 연간 약 6,300만 톤으로 약 5,670만 톤의 이산화탄소를 배출하고 있는 것으로 추정하고 있다.
현재 화력발전소의 부산물인 플라이애시와 제철소의 부산물인 고로슬래그는 시멘트 원료, 콘크리트용 혼화재료 등으로 50% 정도가 활용되고 있지만, 나머지는 해안 및 육상 매립에 의해 처리되고 있어 매립지확보를 위한 경제적 부담뿐만 아니라 매립 시 발생되는 침출수와 미세 분말로 구성된 석탄회의 분진 침출에 의해 많은 환경문제를 유발하고 있다.
한국건설기술연구원과 한국화학연구원은 공동으로 플라이애시와 고로슬래그를 혼합한 결합재를 사용하여 상온에서도 압축강도 80MPa까지 발휘되는 “고강도 시멘트 ZERO 콘크리트”를 개발하였다. 이 시멘트 ZERO 콘크리트는 플라이애시와 고로슬래그의 혼합비에 따라 5~40℃의 상온에서도 3~7일 만에 압축강도를 20~80MPa 범위까지 확보할 수 있고, 콘크리트 제조 후 1시간까지 유동성이 유지되어 충분한 작업성을 확보할 수 있으며, 건조수축, 내구성이 매우 우수하기 때문에 시멘트를 사용하는 일반 콘크리트를 대신하여 콘크리트 구조물에 충분히 적용 가능할 것으로 판단된다.
향후 이 시멘트 ZERO 콘크리트는 일반 콘크리트를 대체할 수 있을 뿐만 아니라 온습도 조절이 가능한 도로포장 및 건설자재, 질소산화물 등을 흡수할 수 있는 대기정화 도로부속물, 해양자원의 확보를 위한 어초, 박테리아 부식에 대한 저항성을 향상시킨 하수관 등 고기능 건설소재에 활용함으로써 고부가가치를 창출할 수 있다.
이 시멘트 ZERO 콘크리트는 시멘트 제조 시 배출되는 이산화탄소 가스의 발생을 획기적으로 줄일 수 있다. 예를 들어 현재 시멘트 생산량의 5% 정도 대체한다고 가정하면 이산화탄소 배출량을 연간 280만 톤을 저감할 수 있어 지구온난화의 주범인 온실가스 저감에 크게 기여할 수 있어 교토의정서에 대응할 수 있고 향후 탄소 배출권 시장에서도 충분히 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 그리고 산업 부산물인 플라이애시와 고로슬래그 등 보다 많은 양을 활용함으로써 매립지 확보를 위한 경제적 부담뿐만 아니라 매립 시 발생되는 침출수와 미세 분말로 구성된 석탄회의 분진 침출에 의해 많은 환경문제 등을 저감시킬 수 있다.
또한 현재 전 세계적으로 환경을 고려한 건설시장이 확대되고 있기 때문에 시멘트 ZERO 콘크리트 기술은 국내뿐만 아니라 해외건설시장에서도 활용이 기대되고, 특히 화력발전소가 많은 중국, 인도 등에서 기술수출 및 건설시장 진출에 활용될 것이다.