폐기물 처리 환경 문제는 모든 산업 분야에서 적절한 해답을 찾지 못한 채 심각한 사회적 문제로 대두되고 있다. 특히 폐기물의 약 30% 정도가 건설업에 관계하고, 환경친화적 건축은 가장 시급히 해결해야할 문제 중 하나로 부각되고 있다.

▲ 박동천 교수는 해안지역 건축물의 조기열화 매커니즘에 관한 연구를 진행하는 등 수해양 문화공간을 위한 다양한 건 축구조 설계기술을 연구해왔다

우리나라의 에너지 소비량은 세계 10위, 온실가스 배출량은 세계 9위 수준이다. 이에 지구 온난화 방지를 위한 국제적 노력에 동참하고자 1993년 12월에 국제연합 기후변화 협약(UNFCCC)에 가입하였고 2009년에는 2020년까지 국가 온실가스 총 배출량을 배출전망치(BAU)대비 30% 감축하기로 결정하였다.

폐콘크리트 재생기술 개발 연구에 매진
2007년 우리나라 시멘트 생산량은 5,200만톤으로, 시멘트 1톤당 약 0.78톤의 이산화탄소가 석회석 탈탄산 반응을 중심으로 배출되며, 이는 우리나라 전 산업에서 배출되는 CO2량의 6.6%에 해당한다. 특히 십수년 전 건설골재의 고갈이라는 문제에 봉착했을 때, 건설폐기물의 80%를 차지하는 폐콘크리트의 순환골재 재생기술에 관한 많은 연구가 이루어져 현재 실용화 단계에 이르고 있다. 그러나 폐콘크리트 내부의 20% 이상을 차지하고 있는 폐콘크리트 미분말에 대한 연구는 불충분하며, 아직 대부분의 폐콘크리트 미분말이 폐기/매립되고 있는 실정이다.
이에 한국해양대학교 해양공간건축학부의 박동천 교수는 해안지역 건축물의 조기열화 매커니즘에 관한 연구를 진행하는 등 수해양 문화공간을 위한 다양한 건축구조 설계기술을 연구해왔다. 저탄소 녹색성장 대응형 지속가능 재생시멘트로 활용하기 위한 안정적인 기술력을 확보위해 연구에 매진하고 있는 박 교수는 “폐콘크리트 미분말을 이용하여 시멘트를 생산할 경우 시멘트 생산에서 배출되는 이산화탄소의 상당부분이 감소될 것으로 예상된다”고 덧붙였다. ‘저탄소형 재생시멘트’는 기존의 불활성 충전재로서의 재생재 활용에서 벗어나 폐기물의 화학적 특성을 기반으로 한 고부가가치형 개발로서 실용적 가치가 크며, 재생프로세스 및 수화반응 기작(메카니즘)의 모델을 규명하는 측면에서 학술적 가치와 연구의 독창성이 크다.
한편 일본 동경대학교 공학석사 및 공학박사를 취득한 박동천 교수는 일본 독립행정법인 건축연구소 재료연구그룹 연구원으로 활동하기도 했다. 일본에서의 학위 중에는 노후화한 철근 콘크리트 구조물에 대한 최적 보수재료 적용 시스템 개발에 관한 연구를 실시하여 국외 전문학술지 Construction and Building Materials 등에 다수의 성과를 발표하였으며, 한국해양대학교 부임이후, 수해양 플로팅(부유식) 건축 연구단 멤버가 되어 플로팅 구조물 최적 유지관리 시스템, 특히 열화인자 확산과 구조물 노후화 과정 수치해석 시뮬레이션 구축 및 전기화학 기법에 기초한 리하빌리테이션 기술 개발에 기존 연구성과를 접목하여 더욱 발전시키고자 매진하고 있다. 현재 국내에서 유일하게 해양건축을 교육/연구하는 한국해양대학교에서 해양건설 구조물의 장수명화를 위한 비래염분 정량화 및 최적마감재료 선정 기법 개발에도 몰두하고 있으며, 2011년도 대한건축학회 학술발표대회 우수발표 논문상, 2011/2010년 한국건축시공학회 우수학술상, 2010년 대한건축학회 대한건축학회상 논문상 등 다수의 수상 이력이 있다.

유수의 기관과 협력하여 다양한 기술 개발 연구

▲ 박 교수는 “폐콘크리트 미분말을 이용하여 시멘트를 생산할 경우 시멘트 생산에서 배출되는 이산화탄소의 상당부분이 감소될 것으로 예상된다”고 했다.

현재 박동천 교수는 국내는 물론 국외 유수의 연구기관과 협력하여 해양건설 구조물의 장수명화를 위한 비래염분 정량화 및 최적마감재료 선정 기법 개발, 마이크로 메카닉스에 기초한 폐콘크리트 재생기술 개발 연구를 진행 중이다. 해양건설 구조물의 장수명화를 위한 비래염분 정량화 및 최적마감재료 선정 기법 개발은 포스코 건설 기술연구소와 공동으로 바다에서 불어오는 염분의 발생과 이류/확산 시뮬레이션 모델을 구축하여 해양구조물 설계 시 주요 요소로 반영토록 하는 가이드라인을 구축하였으며, 각종 건설재료의 폭로실험으로 연구성과의 신뢰도를 검증하고 있다.
마이크로 메카닉스에 기초한 폐콘크리트 재생기술 개발 연구는 한국연구재단 중견연구의 지원으로 한국세라믹기술원과 공동으로 진행하고 있으며, 현재 2차년도 연구에 착수 중이다. 이 외에도 박 교수는 일본 동경대학의 건축학전공의 Noguchi 연구실, 일본 건축연구소 재료연구그룹, 일본대학 해양건축학과와는 정기적 국제 세미나를 통하여 기술정보를 교류하고 있다.
박동천 교수는 “친환경 건축의 시작은 새로운 설계기술 또는 재료개발이 아니라 기존 건축물을 가능한 오랫동안 유지보수하여 사용하는 것이라는 사회적 인식 전환 및 공유가 필요하다”면서 “현재 수행하고 있는 건축물 장수명화 및 유지보수 공법 및 재료선정 최적화 기법, 폐자원의 재활용 관련 연구는 사회 니즈에 적극 부응하는 연구분야로, 향후 그 중요도는 더욱 강조될 것”이라고 피력했다. NM