저탄소 콘크리트의 건설 현장 적용에 따른 CO2 저감효과 및 경제성에 관한 연구

Abstract

전 세계적으로 지구 온난화 및 이상기후의 원인이 되는 CO2를 저감하기 위하여 탄소배출량 저감 정책이 주요 이슈로 부각되고 있다. 이와 같은 탄소 배출량 저감의 노력은 건설산업에서도 발생하기에 많은 영향을 받는다. 일반적으로 건설 현장에서 사용되는 시멘트는 생산량의 약 90%가 CO2로 배출이 된다. 그러므로 산업부산물인 혼화재를 혼합하여 시멘트의 사용량을 줄임으로써 탄소를 저감할 수 있다. 따라서 혼화재 종류에 따른 저탄소 시멘트의 종류에 대하여 알아보고, 그에 따른 성질을 비교하여 가장 적합한 친환경 저탄소 시멘트를 석회석 미분말을 15% 혼합한 콘크리트로 선정하였고, 실제로 건설 현장에 적용 시 원가절감률과 CO2 저감률을 판단하였다. 본 연구에서는 저탄소 시멘트의 종류는 현재 국내, 외에서 가장 많이 연구 중인 석회석 미분말 시멘트, 석회석 소성 점토 시멘트, 고로슬래그 미분말 시멘트 그리고 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하지 않고 고로슬래그 미분말과 플라이애시만으로 구성된 제로(Zero) 시멘트인 지오폴리머 총 네 가지의 시멘트를 선정하였으며, 각각의 콘크리트의 비교 물성은 슬럼프 값, 압축강도 값, 탄산화(중성화) 저항성 및 내염성(염소이온 확산계수) 수집하여 비교 분석하여 가장 사용이 적합한 콘크리트을 선정하여 물가정보지 및 실제 거래가격을 취합하여 배합에 따른 원가를 산출하였다. 저탄소 시멘트의 CO2의 배출량은 제품 기능 단위당 생산에 필요한 원료의 채취, 생산, 수송, 유통, 사용, 폐기까지의 제품의 시스템으로 투입되는 양과 산출되는 양을 목록화한 전 과정 목록분석을 통하여 산출하였으며, 이에 따라 본 연구에서는 일반건축물, 지식산업센터, 아파트 신축공사 현장에서 사용되는 콘크리트의 물량과 가격에 대한 정보를 수집하여, 현장에 적용 시 원가의 절감과 CO2의 저감량에 대하여 확인하였다. 그 결과 10.92%의 원가 절감률을 나타내었으며, CO2 저감률은 약 23.97%로 나타났다. 현재 LSP 15%을 초과하여 혼입이 될 경우 압축강도의 발현이 어려운 것으로 나타난다. 따라서 LSP의 혼입률을 증가시키면서 설계 압축강도가 발현될 수 있도록 혼화재 및 혼화제를 첨가하여 설계 강도 발현을 할 수 있는 연구가 필요하다고 판단된다. | Globally, policies for reducing carbon emission have become a major issue in order to decrease CO2 which is the cause of global warming and abnormal climate. Construction industry could also affect those efforts for reducing carbon emission. In general, about 90% out of cement used at construction sites is emitted as CO2. So, it is possible to reduce carbon by blending admixtures which are recycled by-products. Therefore, this study researched types of eco-friendly cement according to each of the admixtures and it compared properties based on it. This study selected the most suitable eco-friendly low carbon cement, which is concrete mixed with 15% limestone fine powder, and it calculated cost reduction rate and CO2 reduction rate when it was actually applied. As a result, it found that the cost reduction rate is 10.92% and the CO2 reduction rate is about 23.97%. Currently, if LSP exceeds 15% when it is mixed, it would be difficult to develop compressive strength. Therefore, this study suggests that it is necessary to research a way to develop design strength by adding admixtures and compounds in order to realize designed compressive strength while increasing content rate of LSP.