건설자원 선순환 1등 공신 ‘순환골재’ 환경보전 앞장선다
건설자원 선순환 1등 공신 ‘순환골재’ 환경보전 앞장선다
  • 전찬민 기자
  • 승인 2023.02.06 09:21
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[공학저널 전찬민 기자] 최근 전 세계적으로 생태계파괴와 기후변화 심화에 대응하기 위해 세계 주요 선진국들이 탄소중립을 지향하고 있으며 우리나라도 이에 발맞춰 2050년 탄소중립(Net-Zero) 사회를 목표로 하고 있다. 건설산업도 예외는 아니다.

건설산업은 탄소배출이 타 산업에 비해 높은 상황으로 탄소중립 실현을 위해 ESG 경영이 부각되고 있으며, 그중 환경(Environment)에 초점을 맞춰 모든 건설단계에서 자원낭비를 최소화하고 있다. 또한, 한번 사용한 자원을 재사용하는 자원순환을 통해 지속가능한 순환경제의 실현을 위한 자원순환형 건설을 추진해야 하며, 특히, 건설산업의 ESG 경영 개선, 강화를 위해서 천연골재의 대체재인 순환골재의 적극적인 활용이 필요한 시점이다.

이를 위해서는 우선 순환골재의 생산에 있어 품질의 변동없이 일정한 수준을 유지하는 것이 가장 중요하지만 일반적인 순환골재는 변동성이 큰 품질특성으로 인한 품질 저하로 저급골재라는 인식이 확산돼 단순 복토/성토용, 되메우기와 뒷채움용 등으로만 사용되고 있다. 이러한 품질변동의 주요 요인은 폐콘크리트를 파쇄해 생산된 순환골재의 시멘트 페이스트와 모르타르의 부착량에 따라 주요 품질지표인 밀도와 흡수율이 변동되게 된다는 것이다.

순환골재에 잔존하는 시멘트 페이스트와 모르타르의 양이 많아지면 흡수율이 증가해 밀도가 낮아지며 콘크리트의 단위용적질량 감소, 강도저하, 동결융해저항성 감소, 내구성 저하 등으로 이어지게 된다. 또한, 도로공사, 매립지공사 수평배수층 공사 등에 사용되는 순환골재의 경우, 물과 접촉 시 강알칼리(pH 11~12이상) 침출수 발생에 의한 환경부하를 가중시킬 수 있어 순환골재의 pH는 9.8이하로 규정해 침출수의 pH가 중성 범위를 유지할 수 있도록 하고 있다.

이에 따라 순환골재의 낮은 비중, 높은 흡수율 개선해 품질변동성을 낮추고 안정적으로 고품질 순환골재를 생산하고자 순환골재 생산공정에 초음파 발진기와 진동판을 적용해 순환굵은골재의 이물질과 미분 제거하는 기술이 개발돼 주목을 받고 있다.

이 기술은 수조에 순환골재가 투입되면 물 분사와 함께 7개의 초음파 발진기와 골재 진동판이 순환골재 표면의 시멘트 페이스트와 모르타르 등의 이물질을 공동현상(Cavitation)을 이용해 미분의 형태로 분리해내고 골재는 컨베이어벨트를 따라 이송, 배출해 고품질 순환굵은골재를 제조할 수 있다. 순환잔골재는 밀폐식 다단형 풍압처리를 통해 유기이물질을 제거하고 속도조절형 로터해머와 반발판의 회전충격을 이용해 순환골재 표면의 모르타르를 박리와 마모를 통해 제거해 비중과 흡수율을 개선한다는 점이 가장 큰 특징이다.

순환골재 강알칼리성은 급속탄산화 공정을 적용해 골재 표면에 부착돼 있는 모르타르의 수산화칼슘(Ca(OH)2 : 강알칼리)와 이산화탄소(CO2)의 탄산화 반응으로 탄산칼슘(CaCO3)과 물(H2O)을 생성시키는 중성화 원리를 활용한 것이다. 진동 살수 스크린(4차 선별)에서 선별된 순환골재를 컨베이어로 이송하여 pH 저감용 회전믹서형 챔버에 투입하고 일정 농도와 압력의 CO2를 주입·관리해 급속탄산화 반응을 유도하게 된다.

또한, pH 11~12 이상의 강알칼리성 순환골재를 배치식 처리(Batch Type)해 pH 9.8 이하로 저감시킴과 동시에 챔버내부에서 회전속도 15rpm의 정속회전하는 250mm 높이의 6개의 Blade에 골재가 회전낙하(15회/min)하며 골재간의 마모를 통해 골재입도를 개선하고 순환골재의 품질도 향상시킬 수 있다는 것이 장점이다.

이러한 순환골재 기술개발을 개발한 하나케이텍㈜은 ‘인간과 환경은 하나’라는 경영이념을 바탕으로 자원 재생과 재활용을 통한 자원 선순환과 환경보전에 보탬이 되고자 고품질 순환골재 생산기술 개발에 최선을 다하고 있다.

특히, 생산된 고품질 순환골재를 대량 활용하기 위해 순환골재 건식 콘크리트 배합기술을 개발하고 호안, 옹벽블록, 콘슬라트 등 다양하게 제품화해 생산하고 있다. 이와 더불어 고로슬래그와 플라이애쉬를 기반으로 알칼리 활성화제를 배합해 무시멘트 콘크리트 제품을 개발하고 녹색기술, 제품인증을 획득했다.

이러한 순환골재를 기반으로 미세먼지 흡착기능을 가진 다공체와 광촉매(TiO2)의 분해기능을 접목해 미세먼지를 흡착·분해하는 친환경 기능성 콘크리트 방음벽과 도심지 침수를 예방하고 도심 열섬현상을 완화할 수 있는 저류기층블록과 투수블록으로 구성된 스폰페이빙(Spon Paving)시스템도 개발했다. 이는 순환자원을 활용해 순환경제 구축에 기여하고 시멘트 사용량을 줄여 석회석 사용량과 온실가스 발생을 감소시킬 수 있는 친환경 기술·제품이다.

하나케이텍 원용한 대표이사(사진)는 “건설폐기물이 지속적으로 증가하는 상황에서 건설폐기물을 적정하게 처리해 순환골재로 재활용하는 것은 점차 증가하는 건설폐기물의 처리공간 문제와 고갈되어가는 천연골재의 대체자원으로써 원활한 골재수급에 기여할 수 있다”며 “또한, 하천과 바다에서 모래 채취로 인한 수질오염, 수생태계 파괴, 부순골재 등으로 대표되는 산림모래의 채취에 의한 환경파괴로부터 보호할 수 있다”고 말했다.

그는 이어 “건설폐기물을 순환골재로 재활용할 경우, 매립비용 절감은 물론 천연골재를 순환골재로 100% 대체해 사용할 시 약 40%의 비용 절감효과를 기대할 수 있으며, 환경훼손 복구비용 또한 절감할 수 있는 것이 장점”이라며 “순환골재 판매량은 매년 꾸준히 증가하고 있으며, 순환골재의 사용량이 늘어날수록 경제적·환경적 편익 발생의 규모는 점차 늘어날 것으로 예상되고 있다”고 덧붙엿다.

이러한 순환골재 사용과 활성화를 위해서는 정부의 정책과 제도개선 추진과 함께 순환골재 생산기업은 지속적인 기술개발과 시설투자로 품질인증용이 아닌 실생산에서의 순환골재 품질편차를 줄이고 지속적인 품질관리를 통해 고품질 순환골재를 공급해 부정적 인식을 개선해야 한다는 것이 원 대표의 의견이다.

순환골재 재활용 제품의 경우, 관련 제품 생산업체들은 순환골재 수급 부족으로 인증유지와 제품생산에 어려움을 겪고 있어 현재 골재사용량의 50% 이상 순환골재를 사용토록하고 있는 녹색제품 인증 기준에서 순환골재 사용량을 30% 수준으로 완화하는 것 또한 대안이 될 수 있다.

원 대표는 “최근 폐기물처리 시장의 성장, 자원고갈의 심화, 신기술 개발과 기술 수준의 향상 등 폐기물을 자원화할 수 있는 방법과 기회가 점차 확대되고 있다”며 “채취-생산-소비-폐기의 선형구조에서 생산-소비-관리-재생로의 자원순환구조가 강조되고 있다”고 말했다.

그는 이어 “하나케이텍은 축적된 경험과 기술을 바탕으로 고품질 순환골재를 생산·재활용하는데 앞장서고 순환골재 활용한 콘크리트 블록제품과 아스콘, 레미콘을 생산·공급하는 등 지속가능한 자원순환 사회 구축할 계획”이라며 “이와 더불어 환경보전과 개선에 기여하는 인간과 환경 그리고 기술을 생각하는 신뢰받는 친환경기업을 목표로 성장해 나아갈 예정”이라고 덧붙였다.


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