한국철도기술연구원(원장 한석윤, 이하 철도연)은 대표적인 탄소배출 건설 자재인 시멘트를 전혀 사용하지 않고 산업부산물만을 활용한 ‘시멘트 제로 콘크리트 철도 침목’ 개발에 성공했다.

‘시멘트 제로 콘크리트 철도 침목’은 산업부산물인 고로슬래그 미분말과 소량의 실리카퓸을 시멘트 대체 재료로 사용하고 칼슘계 활성화제를 첨가해 압축강도 80MPa(메가파스칼) 이상을 구현했다.

시멘트는 콘크리트 구조물 및 제품 제작을 위한 핵심적인 건설 자재지만, 시멘트 제조 과정에서 많은 양의 이산화탄소 배출로 탄소중립 실현에 큰 걸림돌이 되고 있다.

특히 철도 궤도 시스템 및 토목 구조물 건설에 사용되는 콘크리트 재료는 시멘트 기반으로 제조되고 있어 기후위기에 대응하고 탄소중립을 실현하기 위해서는 개선이 필요하다.

철도연은 시멘트 제로 콘크리트 배합설계, 철도 침목 구조 계산, 시멘트 제로 콘크리트 침목 제조 공정 정립 및 시제품 생산, 국제표준 기반 구조 성능시험 등의 연구를 진행했다.

시멘트 제로 콘크리트의 재령(재료가 만들어진 이후 경과일수) 3일 압축강도는 94.9MPa을 달성했으며, ISO 22480-2에 따라 수행된 시멘트 제로 콘크리트 기반 철도 침목 구조 성능시험 결과 국제표준에서 요구되는 성능을 모두 만족했다.

제조 기술은 기존 시멘트 기반 철도 콘크리트 침목 대비 이산화탄소 배출량이 약 25% 수준으로 탄소중립 실현에 크게 기여할 것으로 기대된다.

철도연 배영훈 책임연구원은 “개발된 시멘트 제로 콘크리트 철도 침목을 철도 운영선에 시험 부설하여 현장 적용성을 검증할 예정이며, 이를 바탕으로 프리캐스트 슬래브 궤도를 포함한 콘크리트 2차 제품에 확대 적용하는 연구를 진행할 계획”이라고 말했다.

한석윤 철도연 원장은 “건설산업 전반에 활용 가능한 기술로, 정부의 탄소중립･녹색성장 기본계획을 실현할 기술”이라며, “기후위기 대응을 통한 지속 가능한 사회를 구현하고 국민의 삶의 질을 높이는 명품 K-철도기술 개발을 위해 더욱 노력하겠다”고 전했다.

한국건설신문 김덕수 기자

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