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언론보도 'ISSUE MAKER-세계 환경의 날' 성균관대학교 자기치유 친환경 콘크리트 연구센터 이광명 센터장/교수
조회수 : 177 작성일 : 2017.06.20

30년간 콘크리트 연구를 선도해온 국내 최고의 콘크리트 전문가

자기치유·친환경·스마트 콘크리트의 원천기술 확보에 몰두

 

 

 

콘크리트의 원재료인 시멘트 1톤을 생산할 때 발생하는 이산화탄소 배출량은 약 0.8톤으로 적은 양이 아니다. 최근 이산화탄소 배출량을 획기적으로 줄이는 친환경 콘크리트(Green concrete)가 개발되고 있어 주목을 받고 있다. 성균관대학교 자기치유 친환경 콘크리트 연구센터는 친환경 콘크리트뿐만 아니라 콘크리트가 균열을 스스로 치유하는 자기치유 콘크리트 연구를 수행하고 있다. 이에 센터장 이광명 교수를 만나 그 개념과 연구현황, 목표에 대해 들어보았다.

 

이산화탄소 배출량을 획기적으로 줄일 친환경 콘크리트

한국은 세계 7대 시멘트 생산국, 5대 시멘트 소비국이다. 한국보다 인구가 많은 일본과 영국보다 더 많은 시멘트를 소비한다. 2014년, 전 세계 시멘트 생산량이 41억 8천만톤이고, 한국이 그중 1%를 생산했으니 시멘트 생산 시 발생하는 전체 이산화탄소의 1%를 배출한 셈이다. 이에 국토교통부의 지원을 받아 2015년 9월 발족한 자기치유 친환경 콘크리트 연구센터(이하 연구센터)는 이산화탄소 배출량을 줄이는 친환경 콘크리트, 콘크리트 구조물의 장수명화와 유지관리 최소화 실현에 힘쓰고 있다.

연구센터의 센터장인 성균관대 이광명 교수는 30여 년간 콘크리트를 연구한 국내 최고의 콘크리트 전문가다. 콘크리트의 고강도, 고성능, 고내구성에 관한 연구 활동을 펼쳐온 이 교수는 최근 이산화탄소를 덜 발생시키면서 시멘트와 유사한 성질을 가진 플라이애시(Fly-ash), 고로슬래그(Blast furnace slag)의 혼합비율을 높여 궁극적으로 무시멘트 콘크리트를 개발하기 위한 친환경 콘크리트 연구를 수행하고 있다. 이 교수는 “향후 친환경 콘크리트를 사용하면, 환경보호의 측면에서 이산화탄소 배출을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조비용을 줄이고 에너지 소비를 절감하는 등 경제적 이점도 얻을 수 있습니다”라고 친환경 콘크리트의 필요성을 역설했다. 이어 그는 친환경 콘크리트가 지속 가능한 발전에 필수적인 건설재료로 자리매김하리라 전망했다.

 

 

 

▲ 3차년도를 맞이하는 연구센터는 지난 3월 31일 제1회 워크숍 열어 그동안의 성과를 되돌아보고 향후 연구 주제를 검토하는 시간을 가졌다.

 

 

자기치유와 스마트 진단 기능을 갖춘 콘크리트 연구에 매진
 

현재 국내의 레미콘과 시멘트 소비량이 주요 선진국에 비해 많은 것이 사실이지만, 국내 건설 산업은 고도 성장시대를 지나 정체기에서 침체기로 진입하고 있다는 평가를 받기도 한다. 이러한 국내시장의 상황변화 대해 이 교수는 “신설 구조물 건설이 중심인 국내 시장이 노후 구조물의 유지관리가 중요한 시장으로 재편되고 있다고 볼 수 있습니다. 이미 미국, 유럽 등 서구 선진국에서는 노후 구조물 유지관리 시장규모가 훨씬 큰 상황입니다”라고 설명했다. 콘크리트 수명이 평균 70~80년이라는 것을 고려하면, 향후 10년 내로 국내의 노후 콘크리트 구조물이 비약적으로 증대하고 사회적 이슈가 될 수 있다는 이 교수의 전망이다.

이러한 시대에 발맞춰 연구센터는 콘크리트 구조물의 수명을 늘리고 유지관리 비용을 최소화하는 데 필요한 ‘자기치유 콘크리트(Self-healing concrete) 연구’를 진행하고 있다. 자기치유 콘크리트란, 유무기 혼합재료, 고흡수성 폴리머(SAP)와 마이크로캡슐과 같은 기능성 재료를 이용한 기술과 미생물의 탄산칼슘 석출 작용을 활용한 기술 등을 이용해 자기치유 성능을 콘크리트에 부여함으로써 균열이 자율적으로 치유되도록 고안한 콘크리트다. 이 교수는 “자기치유 콘크리트가 상용화될 경우 초기 건설비용의 증가는 불가피하지만, 콘크리트 구조물의 수명이 크게 연장돼 유지보수 비용은 크게 줄어들 것으로 생각하고 있습니다”라고 전망했다.

연구센터는 지난 1년 8개월간 콘크리트의 균열 치유를 위한 유무기 혼합재, 박테리아, 캡슐 활용 기술, 무시멘트 콘크리트로 대표되는 친환경 콘크리트의 반응제어 기술, 개발된 자기치유·반응제어 기술에 대한 평가 및 표준화 기술에 관한 연구를 수행했다. 동시에 21건의 특허출원, 16편의 SCI(E)급 논문게재, 박테리아 활용 코팅기술의 국제특허출원이라는 성과를 이뤘다. 연구센터는 자기치유기술을 선도하는 해외연구기관과 국제협력 네트워크를 구축하기 위해 작년부터 벨기에 겐트대학(Ghent University)의 벨리(Nele De Belie) 교수가, 올해부터 네덜란드 델프트 공과대학교(Delft University of Technology)의 슐랑겐(Erik Schlangen) 교수가 위탁연구에 참여해 공동연구를 수행하고 있다.

 

 

 

▲ 4월 28일 개최된 ‘제2회 스마트 건설재료 포럼 - 4차 산업혁명과 스마트 건설재료’에서는 이광명 교수를 비롯한 전문 연구자들이 4차 산업혁명 시대의 건설재료 개발 방향과 건설기술 혁신 방향에 대해 발표하고 토론을 나눴다.

 

 

이 교수는 건설재료 시장의 패러다임이 2000~2010년대에 지속가능 및 친환경 콘크리트로 변화했다면, 최근 4차 산업혁명과 연관해 새로운 개념의 콘크리트에 대한 개발요구가 증대되고 있다고 말했다. 자기치유에 자가진단 기능을 더한 스마트 건설재료에 대한 국내외적 관심이 고조되고 있다는 것이다. 이와 관련해 지난 4월 28일 ‘4차 산업혁명과 스마트 건설재료’라는 주제로 제2회 스마트 건설재료 포럼이 한국과학기술회관에서 개최됐다. 이 자리에서는 급격히 변화하는 건설재료 시장에서 4차 산업혁명을 기회로 삼아 스마트 건설재료 개발 방향과 건설기술혁신 방안에 관한 발표와 토론이 이루어졌다. 이 교수는 예측이 어렵고 급격히 변화하는 4차 산업혁명시대에 산업, 학계, 연구계, 정부가 협력해 집중적으로 연구개발에 매진한다면, 세계적인 선도 기술의 확보가 가능할 것으로 전망했다.

이 교수는 2020년까지 연구센터의 기반을 구축하고 2025년에 연구개발성과를 현장에 확산한다는 목표를 가지고 있다고 밝혔다. 30년 이상 대학에서 교육하며 쌓은 경험, 건설재료 R&D를 수행하며 쌓은 노하우와 인적 네트워크를 기반으로 공익, 공정, 공평, 공개라는 그만의 4공 정신에 따라 연구센터의 목표를 달성하겠다고 다짐한 이광명 교수. 건설 산업의 새로운 비전과 경쟁력을 강화시키고 자기치유기술을 통해 무겁고 어두운 느낌을 가진 콘크리트에 생기를 불어넣어 주길 기대한다. 

박지훈 기자 pjh9081@issuemaker.kr  

 

 

 

 

· source :http://www.issuemaker.kr/news/view.html?smode=&skey=%C0%CC%B1%A4%B8%ED&x=0&y=0§ion=102&category=144&no=5620

 

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