아랍에미리트대학교(UAEU) 연구진이 폐지 소각재를 시멘트의 부분 대체재로 사용하고 이산화탄소 양생 기술을 결합하여 콘크리트를 생산하는 지속 가능한 방법을 제시하는 미국 특허를 개발하여, 탄소 배출 저감에 기여하고 건설 부문의 순환 경제 실천을 뒷받침합니다.
이 특허는 공과대학의 Hilal El-Hassan 교수와 Tamer El Maaddawy 교수, 대학교 석사 과정 학생인 Karim Hassan 엔지니어, 그리고 UAEU 졸업생인 Dr. Jad Bawab으로 구성된 연구팀이 개발했습니다. 연구팀은 폐지 소각재 재활용과 이산화탄소 양생 기술을 통합하여 환경 영향이 적은 지속 가능한 콘크리트를 생산하는 혁신적 솔루션 개발에 매진했습니다.
이 연구는 두 가지 주요 환경 과제를 해결하는 것을 목표로 합니다. 즉, 시멘트 생산과 관련된 높은 배출량과 제지 관련 산업에서 발생하는 폐지 소각재의 처리 문제입니다. 이 기술은 기존 시멘트의 일부를 폐지 소각재로 대체하여, 시멘트 의존도를 낮추는 동시에 산업 부산물에 생산적인 용도를 부여합니다.
“이 혁신은 산업 폐기물의 혁신적 활용을 통해 배출량을 줄이고 자원 효율성을 높임으로써 건설 부문의 환경 영향을 줄이는 데 기여하는 지속 가능한 엔지니어링 솔루션 개발의 중요성을 반영합니다.”
이 기술은 또한 타설 후 통제된 양생 조건에서 콘크리트를 이산화탄소에 노출시켜, 기계적 강도의 발현을 개선하는 동시에 가스의 일부를 콘크리트 내에 결합시킵니다. 이 연구는 폐지 소각재 대체율, 물-결합재 비율, 결합재-골재 비율, 이산화탄소 노출 시간 등 여러 변수를 평가했습니다.
연구 결과는 폐지 소각재가 부분적인 시멘트 대체재로 성공적으로 사용될 수 있음을 입증했으며, 이 재료를 함유한 배합은 압축 강도와 흡수율을 포함한 적절한 기계적 및 내구성 관련 특성을 유지하면서 높은 이산화탄소 저장 잠재력을 보였습니다. 또한 이 연구는 적정 수준의 시멘트 대체율, 특히 약 10퍼센트 수준에서 성능과 환경적 지속 가능성 사이의 유망한 균형을 달성했음을 보여주었습니다.
이 혁신의 의의는 산업 폐기물 가치화, 시멘트 저감, 이산화탄소 활용을 양생 과정에 통합하여 보다 지속 가능한 건설 자재 개발을 뒷받침하는 데 있습니다. 이 기술의 잠재적 응용 분야로는 통제된 양생 조건에서 제조되는 프리캐스트 콘크리트 부재, 콘크리트 블록, 포장재, 기타 시멘트 기반 부재 등이 있습니다.