시멘트의 마법! 물과 만나면 단단해지는 가루가 있다?
건물을 짓는 데 꼭 빠지지 않는 재료가 있죠. 바로 시멘트입니다. 시멘트는 무거운 철근이나 콘크리트 구조물을 단단하게 붙잡아 주는 중요한 역할을 하죠.
그런데 이런 궁금증이 생긴 적 없으신가요? 시멘트는 분명 처음엔 고운 가루 형태인데, 어떻게 시간이 지나면 돌처럼 단단해질 수 있는 걸까요? 이번 글에서는 시멘트가 어떻게 단단해지는지, 그 원리에 대해 자세히 알아보겠습니다.
시멘트를 활용해 만든 최초의 건물은 바로 5,000년 전 지어진 이집트의 피라미드입니다. 당시에는 석회석을 구워 만든 생석회가 돌을 쌓을 때 접착제로 사용되었는데요. 이것이 초기 시멘트의 형태였습니다.
현재 우리가 사용하는 시멘트는 18세기 산업혁명 시기에 등장했습니다. 영국의 스미턴과 파커는 각각 구운 석회석이 물과 만나면 굳는 성질이 있다는 것을 발견했죠. 이 성질을 바탕으로 석회석에 다양한 재료를 혼합하며 지금의 시멘트가 개발된 것입니다.
시멘트는 처음엔 고운 가루지만, 물과 만나면 시간이 지날수록 점점 단단해지는데요. 이렇게 단단해질 수 있는 이유는 바로 수화반응 덕분입니다.
시멘트는 주로 석회석과 점토를 구워 만든 ‘클링커’라는 성분으로 이루어져 있는데요. 이 클링커가 물과 만나면 내부에서 화학 반응이 일어나면서 새로운 화합물이 생깁니다. 이 화합물들이 점차 서로 엉키고 굳어지면서 단단한 고체 구조를 형성하는 과정을 수화반응이라고 하죠.
수화반응은 겉만 굳히는 것이 아니라 시멘트 내부 깊숙한 곳까지 천천히 진행되기 때문에, 시간이 지날수록 점점 더 단단해지는 특징이 있습니다. 이러한 특성 덕분에 시멘트는 건축물의 기초를 튼튼하게 지탱해주는 데 꼭 필요한 재료로 사용되죠.
주로 도로, 다리 등 주요 건설 현장에서 많이 쓰이며, 그 외에도 타일 접착제, 예술 작품 제작 등 다양한 분야에서 재료로 활용되고 있습니다.
그런데 이 시멘트, 이산화탄소를 포집하는 능력이 뛰어나다는 사실! 알고 계셨나요? 시멘트는 제조 과정에서 많은 이산화탄소를 배출합니다. 하지만 시멘트를 폐기하거나 재활용할 때 시멘트의 탄산화 반응을 이용하면 이산화탄소를 시멘트에 흡착시킬 수 있는데요.
시멘트와 물이 만났을 때 생기는 수산화칼슘이 이산화탄소와 결합되면 탄산칼슘이 되어 시멘트에 달라붙게 된다고 합니다. 이렇게 이산화탄소를 반대로 절감할 수 있는 것이죠.
최근에는 생산 과정부터 이산화탄소 배출을 최소화하는 저탄소 시멘트도 개발하고 있습니다.
탄소 배출의 주범인 '클링커'의 함량을 줄이고 대신할 수 있는 대체제를 섞어 만드는 것인데요. 제조 중 배출되는 이산화탄소를 포집해 시멘트 제조 과정에 사용하고 있다고 합니다.
이처럼 시멘트는 단순히 건축물을 세우는 데 쓰이는 재료를 넘어, 지속 가능한 미래를 위한 핵심 친환경 자원으로 변화하고 있는데요!
과거에는 많은 이산화탄소를 배출하는 대표적인 산업 소재였지만, 오늘날에는 이산화탄소를 흡수하고, 생산과정에서도 탄소를 줄이는 저탄소 시멘트 기술이 개발되며 친환경 건설의 상징으로 떠오르고 있습니다.
환경의 달, 6월인 만큼 이제는 우리도 지구를 위해 조금씩 더 노력해 보는 건 어떨까요?