시멘트와 점토.. 그리고 석탄재..

시멘트.. 현재 건축현장에서 쓰이고 있는 시멘트는 포클랜드 시멘트입니다..

 

일단 시초를 봐야 하겠죠..

 

관련링크 : 시멘트(위키백과)

 

멘트의 어원은 라틴어 부순돌(caeder)이라는 뜻인 caementum이 cement로 바뀌었으며, 넓은 의미의 시멘트란 물질과 물질을 접합시키는 성질을 가진 모든 재료를 말한다. 시멘트질 결합재료로서 가장 오래된 것은 석고를 구워만든 소석고(燒石膏)이다. 소석고를 이용해 건설된 건축물로는 BC 2500년 경에 건설된 이집트 피라미드가 있다. 피라미드에는 소석고와 모래를 섞은 모르타르를 사용하였으며, 석재의 줄눈에 사용되었다. 덧붙여 이때 사용된 소석고는 기경성 시멘트이다. 석회석을 구워 만든 소석회(消石灰)가 시멘트로 쓰이기 시작한 것은 그리스 시대부터로, 고대 그리스에서는 소석회나 산토린(Santorin) 섬에서 나온 화산재를 섞어 모르타르나 물잔 등을 만들었다. 로마에서는 나폴리 만 주위의 베수비우스 산 또는 포조리 마을 근처에서 발견된 화산재를 포조라나(Pozzolana)라고 불렀다.

그리스, 로마 시대부터 18세기 말까지 소석고, 소석회, 화산재 등을 원료로 수경성 결합체를 만들어 구조물에 사용했다. 1796년 영국의 제임스 파커(James Parker)는 점토 불순물을 함유한 석회석 덩어리를 소성한 천연 수경성 시멘트(로만 시멘트)로 특허를 얻었으며, 1813년 프랑스인 비까(Louis Vicat)는 석회석과 점토를 조합한 혼합물을 소성하여 인공적인 수경성 석회를 제조했고, 1816년 프랑스에서 로만 시멘트(Roman cement)라는 것을 사용해서 콘크리트로 만든 대형 교량이 출현했고, 1822년 제임스 프로스트(James Frost)는 영국에서 비슷한 방법을 소개했고, 이후 1824년 영국인 조셉 애스프딘(Joseph Aspdin)은 수경성 모르타르 원료인 결합재를 인공적으로 제작하는데 성공해서, “인조석 제조법의 개량”으로 특허를 얻어 포틀랜드 시멘트라고 불렀다. 1845년 이삭 존슨(Issac Johnson)은 포틀랜드 시멘트의 단점을 대치하여 소괴를 사용하고, 점토와 석회의 적당한 조합비를 결정하는 등 과학적인 근거에 입각한 시멘트계의 공로자이다. 미국에서는 1818년 이미 천연시멘트가 생산되었는데, 1871년 데이비드 세일러(David Saylor)는 포틀랜드 시멘트의 특허를 받았다. 캐나다에서는 1830년에 석회와 수경성 시멘트를 최초로 생산하였고, 1822년 독일에서 슬래그 30% 혼합 고로 슬래그 시멘트가 개발되었으며, 일본에서는 1890년 경 시멘트 생산이 시작되었다.

 

현재 시멘트는 포클랜드 시멘트와 그 외 시멘트로 나뉘어 구분되고 있으며 그만큼 포클랜드 시멘트가 보편화되고 있다는 걸 보여주는 것 아닐까 생각합니다.

 

현재의 포클랜드 시멘트를 만드는 방법은 1824년 영국의 애스프딘(J. Aspdin, 1779∼1855)이 창안한 방법으로 혼합한 원료를 구움으로써 시멘트를 만드는 데 성공하였습니다. 

 

지금은 시멘트라 하면 이 애스프딘이 만든 시멘트를 가리킬 정도로 일반화되었죠. 

 

포클랜드 시멘트의 원료는 석회석과 점토가 거의 대부분이고 여기에 약간의 산화철이 첨가가 됩니다.

 

여기서 점토와 석회석은 자원으로서 캐야 하는데 이때 점토를 대체할 수 있는 것이 석탄재입니다.

 

관련링크 : 시멘트 제품의 안전성(한국시멘트협회)

 

관련링크 : 점토(위키백과)

 

석탄 화력발전소의 가동을 통해 나오는 석탄재는 배출되는 즉시 매립으로 처리합니다. 그런데 석탄재가 시멘트의 원료중 하나인 점토를 대체할 수 있게 됨으로써 버려지는 자원에서 재활용할 수 있는 자원으로 바뀌게 되고 석탄발전소는 폐기물을 시멘트 업체에 돈을 받고 보내게 되고 시멘트 회사는 점토보다 값싼 석탄재를 들여와 시멘트를 만들게 됩니다.

 

한국에선 한국내 화력발전소에서 나오는 석탄재도 쓰이고 있지만 일본 화력발전소의 석탄재를 들여와 시멘트 생산에 투입되고 있습니다. 한국내 화력발전소의 석탄재에 대해 운송비등에 보조금이 없지만 일본 석탄재의 경우 일본 화력발전소에서 보조금이 나와 시멘트 업체에 지급됩니다. 그렇기에 한국내 일본 석탄재의 비율이 높은 이유가 여기에 있습니다. 시멘트 업체는 가까운 한국 화력발전소의 석탄재는 매입하지만 멀리 있는 지역의 석탄재는 매입을 거의 하지 않고 있는 것으로 알려지고 있습니다.

 

하지만 일본 석탄재에 문제가 있는 것이 석탄재에서 방사능이 검출되고 있는게 문제입니다. 

 

후쿠시마 원전 사고로 인해 방사능이 인근부터 멀리 떨어진 지역까지 퍼지고 있으며 이는 일본의 화력발전소의 석탄재에도 영향을 준 것으로 보이고 이에 한국에선 일본에서 수입되는 석탄재에 대해 방사능 검사를 실시하고 있으며 시멘트 업계에서도 자체 방사능 측정을 하여 각각의 회사의 홈페이지에 공개하고 있습니다.

 

일본의 수출규제로 한국내 기업이 타격을 받게 되자 한국 정부는 수입되는 석탄재를 포함한 수입되는 수입품에 대해 방사능검사를 강화하였으며 이는 수입품의 항만 체류기간이 늘어남을 의미하고 있어 시멘트 업체는 대책을 마련하고 있는 상황입니다.

 

하지만 아이러니하게도 한국내 석탄 화력발전소에서 발생하는 석탄재의 재고는 넘쳐나 매립지가 모자른 상황입니다.