(제203호) 칼슘설포알루미네이트계 첨가제를 이용한 자연친화형 흙 포장재료의 제조기술

■ 기술개발자 : (주)지오시스
■ 주 소 : 경기도 용인시 남동 산 38-2 명지대 창업보육센타 (Tel. 0335-330-6628)
■ 보호 기간 : 5년 (1999. 9. 30.)

1. 신기술의 내용
1-1. 신기술의 요약 및 범위
본 신기술은 일반토양과 무기반응성 칼슘설포 알루미네이트계 첨가재를 혼합하여 이루어지는 개념의 포장재료로서, 기존의 콘크리트 포장재료, 혹은 소일시멘트(Soil cement)에 의한 토양고 화 개념과는 차별되는 특수 포장 재료이다. 자연상태의 토양을 주원료로 사용하는 환경친화적인 포장재료 제조기술일 뿐만 아니라, 무기 반응성 칼슘설포 알루미네이트계 재료를 첨가하여 토양입자를 응집, 구속시킴으로서 강도특성 및 내구성 등의 물성을 콘크리트 수준으로 제고시킨 포장 재료 기술이다.
본 신기술의 범위는 다음과 같다. 토양을 주성분으로 하고, 무기반응성 칼슘설포 알루미네이트계
재료를 첨가하여 구성되는 흙 포 장용 재료제조기술이다. 단, 자전거용 도로, 농로, 산책로 등
자동차가 이용하지 않는 도로의 포 장재료로 사용을 제한한다.
1-2. 신기술의 원리
본 신기술은 토양과 무기 반응성 첨가재와의 반응에 기본 원리를 두고 있는데, 무기 반응성 첨가재는 주로 칼슘설포알루미네이트 광물과, 석회, 석고 등으로 이루어져 있고, 그 특징적인 반 응은 아래와 같이 3가지로 분류할 수 있다.
1) 에트링자이트 수화물의 생성 에트링자이트(Ettringite)는 C3A·3CaSO4·32H2O의 화학식을 갖는
화합물로서 생성시 32분자 의 수분을 구속하기 때문에 토양 입자의 이동을 구속하여 결합을 강화시키는 작용을 한다.
2) 포졸란 반응 촉진 무기 반응성 첨가제는 에트링자이트 화합물의 생성을 촉진 시킬 뿐만 아니라
토양과의 포졸 란 반응을 촉진시켜 토양과 일체화를 가능하게 한다.
3) 토양 입자의 응집 무기 반응성 첨가재로부터 용출된 다량의 칼슘 이온은 토양 입자를 응집시키는 작용을 한다.
1-3. 신기술의 특성
본 신기술의 주요한 특성으로는 환경 친화성을 들 수 있는데, 흙포장 재료는 자연 상태의 토양에 소량의 무기반응성 첨가재로 구성되기 때문에 골재 자원을 보존할 수 있을 뿐만 아니라 폐기시 자연 상태로의 회귀가 가능하므로 폐기물 발생으로 인한 2차 오염의 발생이 없다.
또한 기존 콘크리트 제품은 압축강도에 비하여 휨강도가 낮다는 단점이 있는데, 본 신기술의 흙포장은 휨강도가 압축강도의 1/5 ∼1/3 정도로 높다는 특징을 갖는다. 내구성적인 측면에서도 수분에
의한 젖음과 건조의 반복에 대한 저항성이 우수하고, 동결융해 저항성이 탁월하므로 장기간에도
물성의 저하가 없다.

2. 국내·외 건설공사 활용현황 및 전망
행정자치부는 1995년 자전거 활성화법이 제정된 이후 1998년까지 총 3천10억원을 투입하여 3,125km의 자전거도로를 신설하였다. 1999년에는 700억원을 투입해 신개발도시와 사적지 관광지
등 35개 시범 지역에 645km의 자전거 도로를 신설할 계획이다. 또한 도로 신설과 택지 및 공단 신규 조성 시, 계획 단계에서부터 자전거 도로를 설치하도록 유도할 방침인데, 2002년까지 국가 시책으로 적극 추진하여 7,000km 자전거 도로를 설치할 예정이다. 아래 표에 연도별 자전거도로 시공 실적 및 계획을 나타내었다.

상기의 자전거 도로 이외의 문화재 단지, 고궁, 아파트단지, 전원주택 및 산악도로 등의 적용을
고려할 때, 시장성은 3∼5배의 규모를 갖는 것으로 예측된다.

3. 기술적·경제적 파급 효과
3-1. 기술적 파급 효과
본 흙포장 재료 및 공법은 토양과의 반응성을 유도하여 자연 친화적인 포장이나 구조체를 형성하는데 그 목적이 있다. 따라서 문화재 단지, 자전거도로, 전원주택 진입로, 산악도로 등의 포장용, 경사면
보호(자연 녹화 공법), 폐기물 매립지의 라이닝재 및 구조물 기초 안정화 등과 같은 분야에 적용이
가능하고, 그 외의 유사한 분야에서도 응용이 가능하다. 흙포장 공법은 점점 심각해지고 있는 환경
오염 문제를 해결할 수 있는 획기적인 방안이라 생각된다.
흙포장 공법은 주원료로 현장의 흙을 사용하기 때문에 별도의 자원 소모가 필요치 않고 폐기 시에도 별도의 처리 공정을 필요로 하지 않기 때문에 2차 오염의 발생이 없다. 이러 한 자연 친화적인 기술의 개발은 타 분야에서의 기술 개발 방향을 선도한다는 점에서도 의의가 크다.
3-2. 경제적 파급 효과
일반적인 토양 고화제나 투수콘크리트의 시공비용이 13,700원/m2 ∼ 26,478원/m2(포장두께 10cm 기준)이 소요되 는데, 본 신기술의 시공 비용은 11,000원/m2 ∼ 17,000원/m2(포장두께 5∼10cm
기준)이 소요되므로, 가격 경쟁력 이 우수하여 충분한 파급 효과를 갖는다.
자전거 도로 시장은 3년 이내에 5배 이상 신장할 것으로 예상되고, 1999년도 자전거 도로 시공 분야에서만 1,000억원 정도의 실적이 예상된다. 앞으로도 건설 시공은 점차 자연 친화적인 방향으로 진행될 것이 예상되므로 본 기술의 시장성은 연간 30% 이상의 신장을 보일 것으로 전망된다.
본 신기술을 연약지반 고화처리 등의 분야로 확대 적용할 경우, 현재 일본 및 미국 등에서 수 입되어 사용되고 있는 고화제의 수입 대체 효과를 통하여 연간 50억원 정도의 수익이 예측된다. 일본, 미국, 유럽 등의 선진국은 환경 오염에 대한 규제가 엄격하고, 중국 등 개발 도상국가에 서는 환경에 대한 인식이 점점 고조되고 있다. 따라서 본 기술을 환경 기술과 접목시킴으로 해 외에 수출하는 것도
가능할 것으로 예상된다.