[IR52 장영실상] 포스코건설 '페로니켈슬래그 콘크리트 혼화재'
[IR52 장영실상] 포스코건설 '페로니켈슬래그 콘크리트 혼화재'
스테인리스 부산물 넣어 시멘트 강도 높여
포스코건설이 개발한 `페로니켈 슬래그를 활용한 콘크리트 혼화재`가 2019년 17주 차 IR52 장영실상을 받았다.
페로니켈 슬래그 혼화재(첨가제)는 시멘트에 넣는 첨가물로, 기능성 건설자재용 신소재다. 기존 시멘트에 포스코건설이 개발한 혼화재를 넣으면 강도와 내구성이 높아져 더 튼튼한 구조물을 지을 수 있다.
포스코건설 연구진은 제철소에서 발생하는 180여 종에 이르는 부산물을 활용한 기능성 건자재 개발 가능성에 대한 연구개발(R&D)을 진행했다.
왼쪽부터 이창홍 차장, 오범진 차장.
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이창홍 포스코건설 엔지니어링본부 차장은 "기존에도 구조물을 지을 때 시멘트에 첨가물을 넣어 강도와 내구성을 끌어올렸다"며 "철강 부산물도 충분히 이 같은 효과를 낼 수 있을 것으로 생각했다"고 말했다. 포스코건설이 주목한 철강 부산물은 스테인리스를 만들 때 발생하는 페로니켈 슬래그였다. 그런데 초기 실험 결과 페로니켈 슬래그를 시멘트에 첨가하면 오히려 강도가 떨어졌다. 이 때문에 연구자 중 90%가 기능성 건설자재 신소재로서 페로니켈 슬래그 가능성을 부정적으로 바라봤다. 하지만 첨가량과 함께 혼화재 분말 크기, 혼화재를 넣을 때 사용하는 전용 물질 개발 등 추가 R&D를 통해 시멘트 강도를 높일 수 있었다. 이 차장은 "기존 일반 시멘트에 비해 내화학성, 균열 저항, 마찰 성능, 팽창 제어, 내염해성, 수축 저감, 중금속 저감 등 많은 장점이 나타났다"며 "혼화재 대량 생산 기술까지 갖추면서 페로니켈 슬래그를 집어넣었을 때와 그렇지 않을 때를 비교했을 때 가격 경쟁력에서도 우위를 보였다"고 설명했다. 포스코건설에 따르면 페로니켈 슬래그 혼화재를 넣은 시멘트는 기존 시멘트와 비교했을 때 내부식성과 내염해성이 30% 향상됐고, 중금속은 10%가량 줄었다. 연구진은 개발한 요소 기술들에 대해 국내외 특허 총 13개를 등록·출원했다.
시멘트에 페로니켈 슬래그를 넣으면 기존 시멘트와 비교해 화학적 성분에서 차이가 나타난다. 이 차장은 "바닷물에 노출돼도 바닷물이 시멘트 깊숙이 침투하지 못해 더 오래 견고함을 유지할 수 있다"며 "가격 경쟁력을 확보한 만큼 향후 고부가가치 제품으로도 확장할 수 있을 것"이라고 기대했다.
연구진은 2년에 걸쳐 1차 기술 개발 완료 단계를 거친 뒤 2017년 8월부터 2018년 12월까지 2차 제품 형태로 11개 현장에 시범 적용하는 한편 제품 판매도 하고 있다. 대전에 건설하는 중이온가속기와 같은 첨단 과학 시설을 비롯해 철도 선로 연장 구간 등 다양한 분야에 페로니켈 슬래그가 혼화재로 사용된다.
주최 : 과학기술정보통신부
주관 : 매일경제신문사 한국산업기술진흥협회
[원호섭 기자] [ⓒ 매일경제
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