[ 대표이미지는 석회석이다. 잘 부서지고, 물과 섞이면 잘 굳는다 ]
곱슬이 질문에 답변하기 위해 오랜만에 콘크리트를 검색해봤다. 콘크리트와 나의 질긴 인연이여 ^^;
(우리나라 고속도로는 아스팔트와 콘크리트로 나눠지더라. 시멘트 매장량(석회석)으로 보면 결코 뒤떨어지지 않는 우리나라에서 콘크리트포장 고속도로도 효율적이라는 생각이들던데.... 어디는 아스팔트, 어디는 콘크리트. 이거 이유가 뭐여? )
1. 콘크리트, 한 덩어리 바위가 되다.
고속도로를 주행하다보면 검은색과 흰색 포장도로가 있다. 검은색은 아스팔트 콘크리트 포장도로이고 흰색부분은 석회석시멘트 콘크리트 포장도로이다.
콘크리트(Concrete)는 뭐를 섞어 한 덩어리로 만든다는 뜻이고 시멘트(cement)는 물질과 물질을 접착하는 물질을 말한다. 즉 골재자갈(돌덩어리)에 풀작용을 하는 어떤 결합재료(cement paste)를 섞어 만든다는 뜻이다.
[천연 역청 아스팔트다. 고무같다가 열에 녹아서 엿같아 진다]
아스팔트 콘크리트는 아스팔트혼합물(5%)+모래등 고운 골재(95%)가 대부분이다. 시멘트 콘크리트는 시멘트 풀과 굵거나 고운 골재가 1:3 비율로 섞여서 콘크리트가 단단한 것은 골재가 대부분이기 때문이다. 일반적으로 콘크리트 속에 포함되는 골재의 크기가 크면 콘크리트가 더 단단하다.
[석회등 결합재와 골재가 섞여서 굳어져 한덩어리가 된 시멘트콘크리트 단면]
2. 석회석 시멘트 콘크리트 역사
시멘트 콘크리트는 시멘트 풀(cement paste)이 굵거나 고운 골재를 풀처럼 둘러싸서 바위같이 한 덩어리로 만드는 것이다. 석회 등이 물과 섞이면 몇 일후에 돌처럼 굳어지는 성질을 이용하는 것이다. 기원은 고대 이집트, 그리스와 로마 시대까지 거슬러 올라가는데, 그 주된 원료인 석회석이 물과 접촉하면 느린 속도로 굳어지는 것을 이용했다. BC 2,000년 전 로마 시대와 후에 서유럽의 건축물에 사용되었다.
서기 126년에 완공된 로마의 판테온(Pantheon) 신전의 돔 구조물이다. 이 돔 구조물은 지간이 43m로 19세기까지만 해도 이 지간을 넘는 구조물이 없었으며, 아직도 이 돔의 안쪽에서는 부순 돌을 골재로 사용하고 거푸집을 설치한 흔적을 볼 수 있는 것으로 보아 지금의 콘크리트의 시초가 아닌가 추측된다
돌덩어리와 물 배합만 달리해도 성능이 다양한 콘크리트를 만들 수 있다. 아직까지 콘크리트의 정확한 작동원리를 알지 못하기에 이미 알고 있는 배합비율에 맞춰 시멘트와 돌덩어리, 물의 비율관리 및 품질관리가 중요하다.
3. 아스팔트 콘크리트 역사
아스팔트는 고무같이 검은색 역청재료인데 대부분 석유를 증류하고 남은 찌꺼기를 사용한다. 아스팔트는 오래전부터 사용되었는데, BC 3000년경에 파키스탄의 모헨조다로에서는 저수지를 만들 때 벽돌로 쌓은 저수지의 벽 사이를 방수처리하기 위해 사용되었다. 중동에서는 도로포장과 수도설비의 방수처리등에 널리 쓰였으며, 이는 현재까지도 중요하게 쓰이고 있다.
<모헨조다로> 언덕 꼭대기 성새지구에는 전망대, 집회장소, 저수지, 곡물창고, 목욕장 등 공공시설이 집중되어 있는데 그 중에서 가장 큰 것이 곡물창고이고 그 옆에 대목욕탕이 있다. 이 목욕탕은 세로가 12미터 가로가 7미터 깊이가 2.5미터이다. 저수량은 160톤이나 되기 때문에 그 수압에 견딜 수 있게 3겹의 방수처리를 하였다. 겹겹이 구운 벽돌을 사용했는데 사이에는 천연 아스팔트인 역청을 발라서 방수를 하면서 벽돌을 쌓았다.
4. 콘크리트, 다시 돌덩어리로 돌아가다
아무래도 검은색 아스팔트 포장이 도로 주행 시 운전자에게 편안한 시야를 주고 쿠션도 좋아서 운전자에게 편안한 운전을 유도하며 차선 등이 멀리서도 눈에 잘 보일 테고, 시멘트 포장은 하얀색으로 장거리 운행시 눈에 피로가 많아지고 위험이 높아져 차선등 야간 및 우천 시 잘 보이지 않고 바닥이 단단해서 주행성도 좋지 않다.
예전에는 자갈등 돌덩어리가 많이 포함되어 있어, 산을 깍아 도로를 내는데 돌덩어리가 많이 나온다면 그것을 이용해 시멘트 섞어 콘크리트 포장도로 만들 수 있고 바닥이 아주 연약한 뻘 같은 곳에서는 단단한 시멘트콘크리트 포장을 했는데 요즘은 전 구간을 시공하는 경우도 있다.
우리나라에 석회암 지반이라 석회석 매장량이 많아서 재료비가 싸기도 하고 시공도 간편해서 1970년대 까지는 도로공사에 많이 사용했다. 그 당시 쌍용양회가 석회석 채굴로 잘 나갔는데 점차 산업화 되고 석유 부산물이 많아지면서 아스팔트가 싸졌다. 고속도로도 주행성을 요구하는 목소리도 커지고 해서 최근까지는 아스팔트 고속도로로 대체되면서 쌍용 망했다.
그런데 요즘은 시멘트콘크리트를 많이 사용하고 있는 추세다. 아스팔트보다 시공비와 유지관리비가 전체적으로 싸기도 하지만 시멘트가 아스팔트보다는 생산할 때나 다 쓰고 버릴 때나 환경문제 해결에 기여하는 바가 있어 그렇다.
석회석 시멘트콘크리트는 폐기 시에 대부분 시멘트 원료와 돌덩어리로 재활용하도록 법으로 규제하고 있다.
콘크리트는 원래 돌덩어리 였기 때문이다.
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