21세기 시멘트 및 콘크리트 산업의 발전방향

심종성(한양대학교 건설교통공학부 교수)

오늘날의 사회는 국제적으로 국경의 개념이 없는 글로벌화가 한층 강화되고 있으며 국내는 지속 가능한 순환형 사회, 스톡중시형 사회로 전환되고 있다. 이에 따라, 고비용 구조의 시정, 핵가족화, 고령화에 따른 생산력과 구매력 저하에 대한 대응, 시장의 국제화와 다양한 교류 및 연대를 위한 정보 네트워크화에 대한 대응 등이 요구되어지고 있다. 따라서, 현재는 21세기를 앞둔 시점에서 지금까지 각 방면에서 자주 보여진 자기이익 단순추구형 또는 자원낭비형의 형태를 개선해 자연환경과의 조화를 도모하면서 참된 풍요로움을 누릴 수 있는 사회의 실현을 추구하기 위해 큰 전환기에 와 있음을 인식하게 된다.  21세기 건설산업을 예측할 때, 해결해야할 주된 과제는 투자효율을 고려한 사회간접자본의 정비, 환경보전을 위한 방안마련, 경제활력의 유지를 위한 고비용 체계 개선 등으로 나눌 수 있다. 본 고에서는 필자가 주관이 되어 한국콘크리트 학회에서 진행되었던 연구 성과인 「21세기 콘크리트 기술」(한국콘크리트학회, 2001)과 「21세기를 향한 시멘트와 콘크리트산업의 경쟁력 제고방안」(한국양회공업협회, 2000)의 내용을 바탕으로 21세기 건설 공사에서 사용될 시멘트 및 콘크리트 산업의 경쟁력 제고 방안 및 추진전략을 소개하고자 한다.

현재 우리가 사용하고 있는 포틀랜드 시멘트가 발명된 이래 콘크리트가 지금과 같은 산업발전과 문명을 이루어 내는데 기여한 공로는 아무도 부인하기 어려울 것이다. 사회기반시설, 공장건물은 물론 주거시설에 이르기까지 콘크리트가 안 쓰이는 곳이 거의 없다. 이렇게 수많은 축조물에 콘크리트가 사용되다 보니, 일부 부실공사로 인한 문제가 야기된 점도 사실이다. 그러나, 최근에는 일부 부실공사만을 예로 들면서, 콘크리트의 고유 장점은 무시된 채, 콘크리트를 건설공사에서 사용하는 한계, 자연을 오염시키는 재료라는 인식상의 문제, 폐콘크리트의 처리문제 등 기술상의 문제까지 거론되고 있다. 이러한 현실적인 어려움을 극복하고 21세기에서도 시멘트산업이 지구환경보전에 공헌하고, 사회기반시설에 공헌하는 산업으로 성장해 나가기 위해서는 첫째, 시멘트산업이 지구환경보전에 공헌하는 산업이라는 인식을 확립시키는 것이 중요하다. 21세기를 맞는 시멘트 산업은「자원순환형 사회의 중추산업」을 그 목표로 삼고「지구환경에 공헌하는 산업」으로 승화될 필요가 있다.[eqn: {CO}_{2}]의 배출을 줄이기 위하여 석회석 의존도를 낮추려는 노력과 함께 폐콘크리트 재활용, 에너지 절약 기술의 도입을 통해 제조과정에서 환경부하를 저감시키는 일이 이러한 의미에서 매우 중요하다. 아울러 보다 적극적인 의미에서 환경을 개선하는 콘크리트도 최근 실용화되고 있는데 이 중 한 종류는 대기오염물질을 제거하는 광촉매 콘크리트이다. 광촉매 콘크리트는 광촉매를 콘크리트에 혼합하거나 도포함으로써 제조되는데 이러한 광촉매 콘크리트를 도로나 보도 블럭, 차음벽, 중앙분리대 그리고 각종 패널을 비롯한 건축자재 등에 사용할 경우 질소산화물, 황산화물 등을 비롯한 각종 대기오염물질을 제거할 수 있다. 아울러 탈취, 항균, 자기정화 기능이 발현되어 보다 쾌적한 환경을 이루는데 중요한 역할을 할 것으로 기대한다.

둘째, 내구성을 중시한 시멘트의 개발을 통해 콘크리트 품질에 대한 신뢰를 구축하는 일이 중요하다. 시멘트 및 콘크리트의 경쟁력 강화 문제를 제기할 때 가장 먼저 지적되는 것이 콘크리트의 장기 내구성 문제이다. 21세기에도 계속 시멘트가 콘크리트재료의 주역이 되기 위해서는 내구성을 중시한 시멘트의 개발 및 보급이 중요한 과제이다. 셋째, 다양한 콘크리트 기술개발과 지능형 시멘트 개발을 통해 새로운 수요를 개척해야 한다. 지능형 시멘트의 개발에는 보통 포틀랜드 시멘트의 개선, 시멘트계 재료의 고기능화, 신기능의 부여와 환경대응형 시멘트의 개발 등으로 구분될 수 있다. 보통 포틀랜드 시멘트의 개선 방향은 품질의 안정화와 품질예측시스템의 도입에 있다. 시멘트재료의 고기능화는 다양한 용도에 응용될 수 있는 특수 시멘트 또는 혼합재, 혼화재, 폴리머 등을 이용한 고기능의 시멘트를 제조하는 것으로 가능하며 또한 시멘트의 신기능 부여란 지능형 기능(intelligent function)을 부여하는 것을 말한다. 기존 시멘트나 개량 시멘트에 지능형 기능을 부여하는 것은 매우 어려운 작업이다. 따라서, 지능형 시멘트는 새로운 개념으로 개발되어야 한다. 지능형 기능을 갖는 물질을 시멘트와 혼합 또는 화합물로 전환하여 지능형 기능을 개발하는 방법이 우선적으로 검토되어야 할 것이다.

넷째, 다른 구조 재료와의 경쟁력 우위가 확보되어야 할 것이다.  20세기를 지나면서 각종 건설 재료사이에서 자연스럽게 형성되어온 일종의 세력 범위와 같은 것이 오늘날에는 서서히 허물어지고 있다. 한 예로, 10년 전 까지는 반드시 콘크리트가 사용되어야 한다고 여겨지던 분야에서 이제는 강재가 주로 사용되고 있다는 실례가 이러한 사실을 설명한다. 시멘트와 경쟁되고 있는 구조재료는 이제 강재 뿐만 아니라 알루미늄, 유리, 세라믹 등 그 종류가 다양하다. 따라서, 21세기를 맞는 콘크리트기술은 타 재료에 대한 경쟁력 향상과 혁신적인 기술개발이 요구되고 있다.

21세기의 건설산업 환경 변화 및 철강재의 시멘트 시장 수요잠식에 능동적으로 대응해 나가기 위해서는 시멘트 및 콘크리트 산업에 대한 경쟁력을 제고하기 위해 보다 구체적이고 현실적인 다음과 같은 추진전략을 수립할 필요가 있다.  첫째,  21세기 시멘트 콘크리트 협의체를 구성해야 할 것이다. 시멘트 및 콘크리트 산업의 실질적인 경쟁력 확보를 위해 인식의 개선이나 체계적인 기술개발을 주도 할 수 있는 중심적 기능을 수행할 협의체가 필요하다. 이 조직을 중심으로 시멘트 및 콘크리트산업의 기술개발 종합계획과 역할분담 방안을 수립하는 것이 시급하다. 또한, 콘크리트에 대한 체계적이고 적극적인 홍보활동을 수행하고 콘크리트를 사용하고자 하는 사람들에게 소프트웨어적, 하드웨어적 기술을 제공 할 수 있어야 하며, 콘크리트 산업의 경쟁력을 높이기 위한 기술개발 종합계획을 수립, 시행하고 이를 위한 수단을 강구해야 할 것이다. 둘째, 시멘트 관련업체간의 협력관계를 모색해야 할 것이다. 시멘트 관련업체는 레미콘 업체, 혼화제 제조업체, 콘크리트 제품 제조업체 등 상당수에 달하고 있으나, 대부분의 업체들은 영세성을 면하지 못하고 기술개발에 대한 인식 또한 매우 미흡한 실정이다. 따라서 시멘트 업계에서는 레미콘이나 혼화제 업체 그리고 2차 제품 제조업체에 기술개발을 지원하는 등 폭넓은 수요확보 대책을 마련해야 할 것이다. 특히, 21세기에도 콘크리트가 계속 구조 재료의 주역이 되기 위해서는 시멘트와 더불어 콘크리트의 주역으로서 화학 혼화제에 대한 더 많은 개발 노력이 기대된다. 이를 위해서 시멘트 회사와 혼화제 회사의 협력·제휴에 의한 차세대 혼화제 개발이 필요하다. 셋째, 시멘트 및 콘크리트 관련 연구소를 활성화하고 연구기능을 일원화해야 할 것이다. 시멘트 콘크리트 화학의 기초 연구는 자원, 에너지 문제로부터 환경 대책 분야에 이르기까지 넓은 영역을 포함하고 있으며 대단히 중요하지만, 최근 들어 시멘트에 관한 연구가 활발히 이루어지지 않고 그러한 연구결과도 신제품이나 신기술로 연결되지 못하는 경우가 많아 연구가 단절되고 있다. 기술개발이나 연구의 의미는 단순히 최첨단 기술을 개발하는 것에 그치지 않고 실용화 될 수 있는 기술의 검증, 보급, 관리, 등의 사회적인 체제가 구축되어 있어야만 개발된 기술의 옥석을 가려, 좋은 기술은 널리 보급하고, 검증이 필요한 기술은 검증할 수 있는 장을 마련하게 된다. 좋지 않은 기술은 사용을 제한하거나, 그 기술의 장단점 및 연관 기술과의 비교 등을 실시할 필요가 있다.

위의 소개된 방안 및 추진전략들은, 최근 시멘트와 콘크리트가 반드시 있어야 할 곳에서 본 역할을 담당하지 못하게된 현실에 대하여, 위기 의식을 느낀 한국 콘크리트학회의 회원들에 의해 작성된 보고서이다. 그러나, 시멘트 콘크리트 산업분야에서 일하는 모든 기술자들이 공감하는 내용이 될 것이라 확신한다. 천리길도 첫 번째 한 걸음이 중요하다 하였다. 본 고의 내용에 공감하는 여러분의 중요한 첫 걸음을 기대하며 본고를 마감한다.