[펌] 고대 로마 콘크리트이 우수성 비결

고대 로마 콘크리트의 우수성 비결 밝혀져

"생석회 적게 써…석회·화산재 섞어 반죽" 연합뉴스 | 입력 2013.06.06 11:58

"생석회 적게 써…석회·화산재 섞어 반죽"

(서울=연합뉴스) 이영임 기자= 2천년이나 바닷물에 잠겨서도 끄떡없는 고대 로마 콘크리트 구조물의 비밀이 밝혀졌다고 사이언스 데일리가 5일 보도했다.

미국 로런스 버클리 연구소를 비롯한 국제 연구진은 이탈리아 나폴리만 지역 북서부 포주올리만의 바닷물에 2천년간 잠겨서도 변함없이 튼튼한 콘크리트 방파제를 연구한 결과 내구성과 친환경성 등 여러 면에서 뛰어난 이유는 재료 배합과 가열 방식 등이 현대와 다르기 때문임을 밝혀냈다고 발표했다.

20세기 중반에는 콘크리트 구조물들이 내구연한 50년으로 설계됐고 최근에야 100~120년으로 늘어났지만 포주올리만의 콘크리트 방파제는 파도와 소금기를 2천년째 견디고 있다.

연구진은 오늘날 대표적인 수경성(水硬性) 시멘트인 포틀랜드 시멘트가 대부분의 콘크리트에 접착제 역할을 하지만 이를 제조하는 과정에서 많은 이산화탄소가 발생하는데 반해 로마의 콘크리트는 그렇지 않다고 지적했다.

포틀랜드 시멘트는 석회석과 석회석-진흙 혼합물을 1천450℃로 가열하는데 많은 연료가 소모되고 그 과정에서 많은 이산화탄소가 발생하지만 로마의 콘크리트는 생석회를 10분의1 이하로 적게 쓰고 그 대신 900℃ 이하에서 구운 석회석을 사용하기 때문에 환경오염이 훨씬 적은 것으로 밝혀졌다.

로마인들은 바닷물에서도 견디는 구조물을 만들기 위해 석회와 화산재를 섞어 모르타르(회반죽)를 만들어 나무틀에 넣었다. 이렇게 만들어진 구조물은 바닷물과 즉시 맹렬한 화학반응을 일으켜 석회석은 물 분자를 흡수해 수화물을 형성하고 화산재와 반응해 혼합물 전체를 굳혔다.

고대 기록에 따르면 최고 품질의 해수 콘크리트는 나폴리만의 화산지대에서 나온 재, 그 중에서도 이번 연구에 사용된 포주올리의 바닷가 화산재를 이용해 만들어졌다.

`포졸란'으로 불리는 이런 화산회 성분은 세계 도처에서 발견된다.

연구진은 포졸란을 이용한 로마의 콘크리트가 다른 콘크리트와 몇 가지 기본적인 차이가 있는데 그 중 하나가 접착성이라고 밝혔다.

포틀랜드 시멘트로 만든 콘크리트의 접착 성분은 칼슘-규산염-수화물(C-S-H) 화합물이지만 로마의 콘크리트는 규소가 적고 알루미늄 성분이 추가된 칼슘-알루미늄-규산염-수화물(C-A-S-H) 화합물로 안정성이 극도로 뛰어나다.

연구진은 로마 시대의 콘크리트에 들어간 석회석은 무게가 포틀랜드 시멘트에 비해 10% 미만이었고 가열 온도도 3분의2 수준이었다고 밝히고 로마인들이 사용한 재료와 배합법을 배워 이용한다면 보다 친환경적이고 수명이 긴 건물과 다리 등을 만들 수 있을 것이라고 지적했다.

youngnim@yna.co.kr

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