시멘트 없이도 강도 높은 건물 만들 수 있는 임팩트 프린팅 기술 개발

스위스 취리히연방공대 연구진이 시멘트를 사용하지 않고도 강도가 높은 구조물을 만드는 임팩트 프린팅 기술을 개발했다. 이 기술은 점토를 사용해 고속 투척 방식으로 구조물을 만들며, 친환경적이며 비용과 건축 폐기물을 줄일 수 있다.

재료를 층층이 쌓아 만드는 3D프린팅 기술을 이용한 주택 건축은 공사 기간과 비용, 건축 폐기물을 줄이고 건물 형태를 자유롭게 설계할 수 있다는 점에서 친환경 건축 의 대안으로 각광받고 있다. 미국과 유럽에서는 이미 여러 곳에서 3D 프린팅 주택 건설 사례가 나왔다. 미국의 3D 프린팅 건설 업체 아이콘은 텍사스 조지타운에 100가구 규모의 세계 최대 3D 프린팅 주택단지 완공을 앞두고 있다.

그러나 3D프린팅 주택에서도 해결하지 못한 환경 문제 가운데 하나가 핵심 건축 자재인 시멘트다. 시멘트는 제조 과정에서 온실가스를 많이 배출한다. 원료 채취에서부터 고온 가공, 운송에 이르는 전 공정에 걸쳐 화석연료가 투입되기 때문이다. 특히 주원료인 석회석을 1450도 이상 가열해 시멘트 주성분인 클링커를 추출하는 과정에서 온실가스가 많이 나온다. 시멘트산업이 전 세계 이산화탄소 배출에서 차지하는 비중은 7~8%나 된다. 시멘트를 쓰지 않는 새로운 유형의 3D 프린팅 건축 기술이 개발됐다. 시멘트를 쓸 때보다 강도는 조금 약하지만 온실가스 배출을 하지 않는다는 점에서 틈새 건축 시장을 형성할 수 있을지 주목된다.스위스 취리히연방공대 연구진은 최근 시멘트 대신 모래, 미사, 점토, 자갈 같은 자연 재료를 사용해 집을 만드는 ‘임팩트 프린팅’ 기술을 개발했다고 밝혔다. 이 건축 방식은 쉽게 구할 수 있는 데다 재활용도 가능하기 때문에 기존 3D 프린팅보다 탄소 배출이 훨씬 적고 비용도 저렴하다.그러나 재료의 혼합물만으로는 구조물을 지탱할 수 있는 강도를 구현할 수 없다. 연구진은 재료의 강도를 높이기 위해 혼합물을 로봇 굴삭기에 장착된 투척 장비를 통해 초속 10m의 빠른 속도로 쌓는 방법을 고안해냈다. 점토로 만든 공을 위에서 아래로 패대기치듯 투척하는 방식이다. 이 과정에서 재료가 받는 강한 충격이 재료들의 결합력을 더욱 높여준다.

시멘트를 쓰지 않는다고 해서 첨가제를 전혀 쓰지 않는 건 아니다. 연구진은 지금의 시멘트보다 덜 유해하고 재활용도 가능한 광물 안정제를 1~2% 사용하고 있다고 밝혔다. 하지만 앞으로는 첨가제나 안정제를 전혀 사용하지 않을 계획이다.연구진은 조만간 조립식 건축이 가능하도록 벽체 등을 사전제작하는 공장을 만들어 건축시장에 진출할 계획도 갖고 있다. 2025년에 회사를 설립하고 3년 안에 제품을 시장에 내놓는다는 목표다.A Circular Built Environment in the Digital Age. Circular Economy and Sustainability.

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