이산화탄소 배출 확 줄인 '시멘트제로 콘크리트 철도침목' 개발

한국철도기술연구원(철도연) '시멘트 제로 콘크리트 철도 침목' 개발 성공

 

시멘트 제로 콘크리트 철도 침목의 구조 성능 시험 모습 / 출처 : 철도경제신문

 

지난 7월 27일, 한국철도기술연구원은 탄소배출 건설 자재인 시멘트를 전혀 쓰지 않은 '시멘트제로 콘크리트 철도침목' 개발에 성공했다고 알리며, 앞으로 프리캐스트 슬래브궤도 등에도 적용할 수 있도록 연구를 계속 확대해 나가겠다고 밝혔다.

 

철도 선로의 레일을 단단히 붙들어 고정시키는 역할을 하는 것이 '침목'이다. 예전에는 밤나무, 소나무 등을 이용해서 나무침목을 주로 사용했고 콘크리트를 사용한 PC(Prestressed Concrete) 침목과 소음을 줄이기 위해 지하궤도에 사용하는 방진침목 등이 있다.

 

우리나라 철도에서 가장 많이 사용하고 있는 궤도는 레일과 침목 주변을 자갈로 채워서 하중을 분산시키는 '자갈궤도'이다. 그리고 '슬래브궤도'는 자갈의 단점을 보완하고 침목과 자갈 역할을 아스팔트나 콘크리트로 대체한 것이며, 콘크리트 타설 작업을 현장에서 직접 하지 않고 공장에서 미리 만든 콘크리트판을 현장으로 옮겨와 조립하는 작업을 '프리캐스트 슬래브궤도'라고 한다.

 

이번에 개발한 침목은 지속가능한 철도교통을 위한 탄소중립 핵심기술 개발 연구과제의 하나로 수행된 것으로, 올 1월부터 시작해서 2025년 12월까지 지속된다.

 

시멘트는 콘크리트 구조물이나 제품 제작에 사용되는 핵심 건설자재이지만 제조과정에서 많은 양의 이산화탄소를 배출하는 온실가스의 주범으로 탄소중립 실현에 걸림돌이 되었다.

 

특히, 철도 궤도 시스템 및 토목 구조물 건성 등에 사용되는 콘크리트 재료는 시멘트 기반으로 만들어지기 때문에 기후 위기에 대응하고 탄소중립을 실현하기 위해서 개선의 필요성이 제기됐다.

 

이번에 개발한 침목은 시멘트를 사용하지 않는 대신, 산업부산물인 고로슬래그 미분말과 소량의 실리카품을 침목 재료로 사용하고, 칼슘계 활성화제를 첨가해 압축강도 80 MPa(메카파스칼) 이상을 구현했다.

 

또한, 시멘트 제로 콘크리트를 개발하기 위해 배합설계, 철도침목 구조계산, 침목 제조 공정 정립 및 시제품 생산, 국제표준 기반 구조 성능시험 등의 연구 결과, 시멘트 제로 콘크리트의 재령 3일 압축강도는 94.9 MPa를 달성했다. 재령이란 재료가 만들어진 이후의 경과일수를 말한다.

 

그리고, ISO 22480-2에 따라 수행된 시멘트 제로 콘크리트 기반 철도침목 구조성능시험 결과 국제표준에서 요구되는 성능을 모두 만족했다.

 

연구진은 이번에 성공한 침목 제조 기술이 기존 시멘트 기반 콘크리트 철도침목 대비 이산화탄소 배출량이 약 25% 수준으로 줄어들어 탄소중립에도 크게 기여할 것으로 기대하고 있다.

 

철도연 한석윤 원장은 "건설 산업 전반에 활용 가능한 기술로, 정부의 탄소중립ㆍ녹색성장 기본계획을 실현할 기술"이라며 "기후위기 대응을 통한 지속가능한 사회 구현과 국민의 삶의 질을 높이는 철도기술 개발을 위해 더욱 노력하겠다"라고 밝혔다.

 

 

출처 : 철도경제신문(https://www.redaily.co.kr)