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USP São Carlos의 연구원은 전 세계 CO2 배출량의 5%를 차지하는 시멘트로 인한 환경 피해를 줄이기 위해 노력하고 있습니다.

이미지: annawaldl 통해 Pixabay / CC0

시멘트는 전 세계 이산화탄소(CO2) 배출량의 5%를 차지합니다. 그것은 또한 물 다음으로 지구상에서 두 번째로 많이 소비되는 물질입니다. 이점에도 불구하고 토목 건설에서 대규모로 존재한다는 것은 높은 환경 피해를 의미합니다. 상카를로스에 있는 USP의 건축 및 도시주의 연구소(IAU)의 Bruno Luís Damineli 교수는 USP의 폴리테크닉 학교(Poli)에서 박사 학위를 취득한 이후 지속 가능한 형태의 콘크리트에 대해 연구하고 있습니다. 왕립 공과 대학 (스웨덴).

• 시멘트: 원산지, 중요성, 위험 및 대안 알기

박사 학위에서 연구원은 시멘트 함량이 낮은 콘크리트 혼합물을 개발했습니다. 즉, 성능 저하 없이 기본적으로 물, 시멘트, 모래 및 자갈로 구성된 콘크리트용 더 부드러운 구성을 만들었습니다. 연구원은 혼합물에 들어가는 골재 사이의 간격을 줄이는 방법을 연구했습니다. 그들 사이의 간격이 많을수록 채우는 데 더 많은 시멘트가 필요합니다. 마찬가지로 공극이 적을수록 시멘트가 덜 필요합니다.

Damineli는 두 가지 다른 기술(포장 및 입자 분산)을 사용하여 시장에서 생산되는 양질의 콘크리트와 비교할 때 골재 사이의 간격을 줄이고 콘크리트에 사용되는 시멘트 양을 75%까지 줄였습니다. “실험실 테스트에서 이러한 감소는 사용된 테스트와 재료에 대한 통제가 더 크기 때문에 매우 높습니다. 그럼에도 불구하고 실제로는 콘크리트의 강도를 줄이지 않고도 50%를 줄이는 것이 가능하다고 생각합니다.”라고 그는 말합니다. 그 결과 과학자는 2012년 Starkast Betong에서 2015년 USP 하이라이트 논문 상 외에도 1위를 차지했습니다.

a) 자갈(회색 원)과 모래(노란색)를 포함하는 기존 콘크리트의 골재 사이의 빈 공간 b) 더 높은 수준의 패킹으로 콘크리트의 공극 감소(제공: Bruno Damineli)

자갈 없음: 재활용 골재를 사용한 프로토타입 주택

Damineli가 사용하는 콘크리트 지속 가능성의 두 번째 측면은 자갈을 재활용 골재로 교체하는 것입니다. “문제는 재활용 골재가 천연 골재보다 약하고 이를 보완하기 위해 혼합물의 시멘트 함량을 늘리는 것이 일반적이며 환경에 미치는 영향도 더욱 증가한다는 것입니다.”라고 교수는 비판합니다.

따라서 그의 현재 관심사는 "지속 가능한 콘크리트"의 강도를 유지하는 방법에 대해 생각하는 것입니다. 이를 위해 이미 국내 기업과 재활용 골재를 활용해 2019년 8월 착공할 예정인 프로토타입 주택 건설 협약을 체결했다. 아이디어는 이 재료가 사용될 수 있는 범위를 분석하고 혼합물의 시멘트 양과 기계적 성능 사이의 좋은 관계를 유지하면서 강도를 손상시키지 않는 것입니다.

Damineli는 이미 2017년에 저용량 시멘트와 함께 재활용 골재의 사용이 설명된 기사를 발표했습니다. 프로토타입 하우스에서는 시멘트 함량과 성능 간의 최상의 관계를 달성하기 위해 몇 가지 테스트가 진행 중입니다. 테스트가 성공하면 세계의 건축물에 사용되는 주요 재료가 환경에 미치는 영향을 크게 줄일 수 있습니다.