지속 가능한 콘크리트는 건설 산업의 환경 발자국을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다

새로운 솔루션에서 과학자들은 합성 물질을 천연 섬유 및 폐기물 흐름의 물질로 대체했습니다.

사진: Pixabay/Darkmoon_Art

콘크리트는 "지구상에서 가장 파괴적인 물질"이라고 불리는 데에는 그럴 만한 이유가 있습니다.

"이 기사를 절반쯤 읽었을 때 그 양은 앨버트 홀을 가득 채우고 하이드 파크로 쏟아져 나올 것입니다. 하루 안에 그 양은 거의 중국의 삼협댐 크기가 될 것입니다. 1년 안에 테라스를 만들 정도로 충분합니다. 영국의 모든 언덕, 계곡, 구석구석을 넘나들었습니다."라고 The Guardian 신문은 설명합니다.

"콘크리트는 물 다음으로 지구상에서 가장 널리 사용되는 물질입니다. 시멘트 산업을 국가로 본다면 최대 28억 톤으로 중국과 미국에 이어 세계 3위의 이산화탄소 배출원이 될 것입니다." 신문은 계속된다.

콘크리트에 대한 지속 가능한 대안을 찾기 위한 경쟁이 진행되고 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 호주 플린더스 대학(Flinders University)의 과학자들이 이끄는 국제 연구팀은 합성 강화 재료를 천연 섬유 및 폐기물 흐름의 재료로 대체하는 새로운 솔루션을 고안했습니다.

그들의 기술은 재생 가능한 천연 섬유로 강화되고 산업 부산물과 납 제련이나 유리 제조에서 나오는 폐 모래로 만든 지오폴리머가 천연 모래를 함유한 제품의 강도, 내구성 및 건조 수축 품질과 일치할 수 있다고 보고했습니다. 결과적으로 더 많은 원자재를 소비하고 처리 과정에서 추가 배출이 발생합니다."

기존 콘크리트에 대한 새로 만들어진 대안은 구조용 건축 자재에 천연 섬유를 사용함으로써 큰 ​​가능성을 보여줍니다. 테스트 결과, 폐유리모래로 만든 지오폴리머는 천연 강모래로 만든 지오폴리머보다 강도가 우수하고 수분 흡수율이 낮은 것으로 나타났습니다.

동시에, 납 제련소 슬래그 기반 지오폴리머는 천연 강모래로 제조된 지오폴리머에 비해 건조 수축이 더 낮습니다. 모시, 사이잘삼, 대마, 코이어, 황마, 대나무와 같은 천연 섬유도 실험에서 시험되었습니다.

"1% 모시, 대마 및 대나무 섬유를 함유한 지오폴리머와 2% 모시 섬유를 함유한 지오폴리머는 강화되지 않은 지오폴리머보다 높은 압축 및 인장 강도와 낮은 건조 수축률을 나타내는 반면, 1% 모시 섬유를 함유한 지오폴리머는 가장 높은 강도와 ​​가장 낮은 건조 수축률을 나타냅니다. "라고 연구진은 보고합니다.

매년 전 세계적으로 약 250억 톤의 콘크리트가 사용되며, 콘크리트 제조에는 재생 불가능한 천연 자원의 약 30%가 소비되고 약 8%의 온실 가스가 배출됩니다. 그러나 새로운 콘크리트 대체재의 규모가 충분히 확대되면 산업을 훨씬 더 지속 가능하게 만들 수 있다고 과학자들은 말합니다.

"[W]e는 콘크리트 골재를 포함한 엄청난 양의 산업 부산물과 폐기물을 재활용하여 콘크리트의 기계적 특성과 내구성 특성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 건설적으로 사용되지 않는 대체 친환경 천연 섬유를 사용할 수도 있습니다. "라고 이번 연구 결과의 저자이자 구조 공학 연구원인 Aliakbar Gholampour는 말했습니다.

"[우리는] 또한 다양한 건축 및 건축 응용 분야를 위해 재활용 굵은 골재와 물지를 포함한 다른 유형의 셀룰로오스 섬유의 혼합을 설계할 예정입니다. 또한 미래를 위한 건설 3D 프린팅에 대한 적용을 조사할 계획입니다."