본래보다 강도가 높아지는 재활용 복합 콘크리트 슬래브

 

(The steel and recycled concrete slabs created by SARCOS project's research team. Credit: Politecnico di Milano)

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콘크리트는 현대 문명을 지탱하는 기반 물질이지만, 철처럼 녹이서 가공하면 원래왜 같은 형태로 돌아가지 않다는 단점이 있습니다. 따라서 건물을 철거할 때마다 나오는 콘크리트 폐기물은 재활용이 상대적으로 까다롭습니다.

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그래도 워낙 많은 양이 나오다보니 이를 처리하는 과정도 법에 따라 정해져 있습니다. 국내에서는 5톤 이상 콘크리트 폐기물은 전문 업체에 위탁해야만 하며 여기서 폐콘크리트를 재활용 합니다. 파쇄 및 선별 과정을 통해 5~40mm 크기의 순환골재(도로 노상, 복토재, 콘크리트 제품 원료)로 재생하는데, 문제는 이렇게 만든 재생 콘크리트의 품질이 떨어진다는 것입니다.

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이탈리아 칼리아리 대학교와 밀라노 공과대학교 (University of Cagliari and Politecnico di Milano)공동 연구팀이 수행한 SARCOS(Steel And Recycled Concrete Slab) 프로젝트는 이런 재생 콘크리트의 품질을 본래와 비슷한 수준까지 높이는 것이 목표입니다.

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사실 건설용 모래는 일반적으로 강바닥과 충적층에서 채취됩니다. 일부 오해와 달리 사막에서 모래를 채취하는 게 아니기 때문에 사실은 환경 오염과 생태계 파괴의 위험성이 있습니다. 따라서 콘크리트를 최대한 재활용해 환경을 보존하고 및 지속 가능한 건설과 순환 경제 시스템을 갖춰야 합니다.

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그런데 일반 재활용 콘크리트(RCA)는 골재의 부착 모르타르 잔여물 때문에 강도가 5~20% 정도 떨어지는 경우가 흔합니다. 연구팀이 개발한 복합 슬래브 (composite slab)는 재활용 콘크리트의 특징을 역으로 활용해 더 단단한 복합 구조를 만들었습니다.

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연구팀은 강철 강판 위에 재활용 콘크리트를 혼합해 강철 콘크리트 복합 슬래브 (steel-concrete composite slab)를 만들었습니다. 연구팀이 만든 복합 구조는 강판이 주 인장력을, 콘크리트가 압축력을 담당하며, 재활용 골재를 100% 사용해도 전체 구조 성능(휨 강도, 전단 강도, 처짐 등)이 기존 천연 골재 콘크리트와 동등하거나 우수하게 나옵니다. 재활용 콘크리트는 골재 표면이 더 거칠고 다공성이라 사실 강판과 붙였을 때 결합력이 더 상승하는 특징이 있기 때문입니다.

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재활용 콘크리트의 비율을 30-100%로 바꿔가면서 테스트해도 복합 슬래브의 강도에는 큰 문제가 없었으며 오히려 일부 수치는 100%에서 더 상승하기까지 했습니다. 이는 콘크리트를 단지 재활용하는 것이 아니라 더 좋은 품질로 업사이클링 한다는 점에서 주목됩니다.

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물론 강판 가격을 생각하면 재활용 콘크리트가 저렴해도 더 저렴할 것 같지는 않아 보이지만, 일부 구조에서 활용할 수 있는 괜찮은 아이디어처럼 보입니다.

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참고

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https://techxplore.com/news/2026-05-recycled-concrete-slabs-traditional.html

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Marco Simoncelli et al, Finite element simulation of composite slabs with recycled concrete aggregates: collapse mechanisms and interface behaviour, Materials and Structures (2025). DOI: 10.1617/s11527-025-02911-7

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