1. 서론 (p. iii)

o 탄자니아에서는 건설 및 해체로 인한 폐기물이 재활용되고 있지 않으며, 이러한 폐기물들을 건축자재등과 같은 가치 있는 상품으로 재활용하는 방법에 대한 지식이 없음

o 한편으로는, 이러한 건설 및 해체 폐기물의 발생은 지속적으로 증가하고 있어서 이들의 처리로 인해 환경, 경제 및 사회적 부담을 증대시키고 있음

o 그러나 이러한 건설 및 해체 폐기물들은 재활용 가능성을 보유하고 있음

o 본 연구의 목적은 건설 및 해체 폐기물들을 탄자니아의 구조벽체(Structural wall)기준을 만족하는 콘크리트 블록으로 활용할 수 있는지에 대한 가능성을 조사하여 공용기간에 도달된 시설물의 해체를 용이하게 할 수 있도록 함

o 이론적으로 이러한 연구는 “요람에서 요람까지(Cradle to cradle, C2C)" 개념인 새로운 지속가능한 건설의 기준자료(reference)를 만들게 됨

o C2C의 개념은 건설 및 해체과정에서 나오는 시멘트성 폐기물을 그냥 버리거나 저급한 방법으로 활용하기 보다는 새로운 건설재료로 재활용하는 개념임

o 이러한 개념을 적용함으로서 새롭고 혁신적인 제품이 개발될 수 있음

o 따라서 혁신적 건설재료의 개발을 위한 건설재료의 재사용(reuse)과 건설 및 해체 폐기물의 재활용(recycle)이 본 연구의 주목적임

o 이러한 이유는 탄자니아도 마찬가지이지만, 세계의 어떤 국가도 폐기물이 없는 상황이거나 폐기물 발생이 전혀 없는 건설환경에 처해 있지 않기 때문임

o 재활용 절차에 대한 연구는 건설 및 폐기물 획득으로부터 시작되는데, 즉 건축물의 건설 및 해체 폐기현장에서 8가지의 샘플을 획득하고 추가적으로 2가지의 천연골재를 참고자료로 사용함

o 잡석들은 깨어서 재사용 골재로 만든 후에 채로 걸러 필요한 크기의 골재를 추출함

o 재활용골재는 콘크리트 블럭을 생산하는데 사용되며 이러한 공정에는 골재, 시멘트, 물 및 첨가제의 배합이 포함됨

o Sisal 섬유재료와 MegaFlow P4를 콘크리트 블럭 생산시의 첨가제로 사용함

o 사용재료들은 먼저 사용되기 이전에 품질을 확인하기 위해서 실험실에서 시험 및 분석을 수행함

o 탄자니아에서 발생되는 활용 가능한 건설 및 해체 폐기물의 양 또한 조사됨

2. 검토내용(p. 190)

o 탄자니아의 지속가능한 건설을 위한 건설 및 해체 폐기물을 재활용하여 건축재료 즉, 콘크리트 블럭으로 사용하는 것은 다음과 같은 이유로 인하여 가능함

- 재활용골재로 생산한 콘크리트 블록에 적용한 27가지의 기술 중 80%에서 압축강도 7N/mm2을 확보하였으며, 이 수치는 전통적으로 하중지지 성능의 최소기준치임

- 적용한 27가지의 적용기술 중 44%는 압축강도 7N/mm2 과 함수비율 12%를 기록하였는데, 이 수치를 탄자니아의 재활용골재로 생산되는 콘크리트 블록의 하중지압강도 기준으로 정의함

- 검토결과 압축강도 7N/mm2 및 합수비율 12%는 탄자니아와 다른 신흥 개발국들의 건설 및 해체 폐기물을 이용하여 만든 재활용 콘크리트 블록의 압축강도 비율을 결정하기 위한 기준으로 사용될 수 있음을 보여줌

o Sisal 섬유재는 건설 및 해체 폐기물을 100% 재활용하여 제작한 재활용 콘크리트 블럭의 품질을 개선하여 탄자니아 건설산업의 하중지지 기준을 만족시킬 수 있음을 보여줌

o 그러므로 Sisal 섬유재는 건설 및 해체 폐기물로 제작되는 콘크리트 블럭의 품질개선을 위한 첨가제로 사용이 가능함

o 개발된 품질평가모델(QAM)은 건설재료의 품질을 평가할 수 있는 성능을 보여주었는데, 이러한 건설재료는 비록 서로 호환되지 않을 지라도 적어도 1개 이상의 변수를 가지고 있다는 특징이 있음

o 탄자니아에서는 매년 1천만 톤의 건설 및 해체 폐기물이 발생되는 것으로 추산되며 이 수치는 시간이 지날수록 증가되고 있음

o 세계의 어떤 나라들도 폐기물이 없는 환경을 가지고 있거나, 건설 및 해체 과정에서 폐기물이 발생되지 않는 곳이 없는 것처럼 탄자니아의 건설 및 해체 폐기물 상황은 지속가능한 건설의 목표달성을 위해 이러한 폐기물의 재활용이 대단히 중요한 상황임

o 재활용골재의 물리적 및 기계적 특성은 천연골재에 비해 취약함

o 그러나 이들은 화학적으로 천연골재와 유사하기 때문에 새로운 콘크리트 블럭의 생산에 사용하는 것은 합리적임

o 또한 재활용골재의 열악한 성질은 불리한 화학-광물적 재료에 기인한 것이 아니고 시멘트 성분과 기존 콘크리트의 배합 전에 사용하는 열악한 시멘트 페이스트에 기인한 것으로 밝혀짐

o 이러한 검토결과는 Sisal 섬유재는 콘크리트의 수화작용을 개선하는 접착성분을 가지고 있으며, 이로서 건설 및 해체 폐기물에 의한 재활용골재로 생산하는 콘크리트 제품들의 품질을 개선할 수 있음을 나타냄

o 반건식 콘크리트 제조방법(Earth-moist concrete method)에 의한 적정배합설계는 건설 및 해체 폐기물을 탄자니아의 하중저항기준을 준수하는 콘크리트 블럭과 같은 유용한 건설재료로 재활용될 수 있는 능력을 보여줌

o 콘크리트 블록 생산에 필요한 요소 중 골재가 80% 이상 차지하고 있으므로, 이 골재를 천연재료에서 재활용골재로 100% 사용하려면 지속가능한 건설개념과 같은 맥락에서 같은 분량만큼의 천연골재를 미래 사용분으로 보존하는데 기여할 수 있음

o Sisal 섬유재료를 건설 및 해체 폐기물을 이용한 100% 재활용골재에 사용하는 것은 다른 기술을 적용하는 것에 비해 보다 지속가능한 생산기술인 것으로 파악됨

o 따라서 탄자니아 건설산업에 적용하는 최적 사용량은 시멘트 사용량의 0.25%를 권장함

o 이러한 권장치는 TZS 727(Part 1);2002에서 권장하는 탄자니아 콘크리트 제조 시 허용하는 유기첨가물의 제한치인 시멘트 사용량의 0.5%이내에 들기 때문임

o 또한 이러한 0.25%의 Sisal 섬유재료는 1m3 콘크리트 안에 0.64kg이 사용되는 것과 같아서 이 또한 CEMEX mortar에서 권고하는 콘크리트 단위체적당 1kg을 사용하는 기준도 만족함

o 이러한 결과는 건설 및 해체 폐기물을 100% 건축자재로 재활용하는 것은 소량의 Sisal 섬유제를 사용하면 탄자니아의 기준 요구조건을 수용하게 된다는 의미임

o 수평 및 수직방향으로 모르타르를 사용하지 않고 맞물림이 가능한 새로운 해체가능 콘크리트 블럭이 연구 및 설계됨

o 이 해체가능 블럭 시스템은 벽체를 가설 후 손상시키지 않고 관로설비를 설치할 수 있도록 함

o 이러한 사항들은 탄자니아에서 건축물 건설시 맞물림이 가능한 새로운 해체가능 콘크리트 블록을 사용하면 대상 건축물의 공용기간이 만료되었을 때 블록의 해체를 용이하게 하고 이로 인해 블록의 재사용을 용이하게 한다는 의미임

o 이 해체가능 블럭은 블럭의 해체 및 재사용이 용이하게 할 뿐 아니라 건물이 의도한 사용목적에 따라 변형이 가능하도록 하는 융통성을 제공함

o 건축물 건설시 재사용을 위한 블럭의 회수는 지속가능한 건축물 건설의 SlimBouwen (효율적이고 융통성이 있으며, 지속가능한 빌딩의 전체적 의미)개념과 그 뜻을 같이함

o 탄자니아 건설산업은 새로운 재활용 콘크리트 블럭을 사용함으로서 폐기물을 감소시킬 수 있으며, 이로 인하여 건설산업을 지속가능하도록 만들 수 있음

3. 결론 (p. 196)

o 본 연구는 건설 및 해체 폐기물을 자원으로 재활용하는 것을 보여주며 이러한 건설 및 해체 폐기물을 탄자니아와 같은 신흥개발국의 지속가능한 건설에 적합한 혁신적 건설자재로 재활용할 수 있음을 보여주고 있음

o 본 연구에서 습득한 건설 및 해체 폐기물을 건설자재로 재활용하는 지식과 경험들은 탄자니아에서 재활용의 새로운 시대를 열 개될 것임

o 세미나와 워크샵등을 통해서 지역주민들은 재활용기술과 지식을 습득할 수 있을 것임

o 이러한 사항은 재활용을 탄자니아에서 발생되는 모든 건설 및 해체 폐기물을 해당 폐기물을 폐기, 매립 및 저급한 용도로 재사용하기 보다는 건설자재로서 가치향상 개념의 재활용(Upcycle)이 가능하게 함

o 이는 지속가능한 건설개념과 일맥상통하는 개념임

o 더욱이, 현재 개발된 해체가능 콘크리트 블럭은 건물의 공용기간 만료 시 블럭을 분해하여 사용이 편리하도록 제작되어, 재활용을 촉진하는 지속가능한 건설을 추구하기 위해 탄자니아 건설산업에 적용하기를 권고함

4. 향후 권고사항 (p. 196)

o 그러나 본 연구는 기 개발된 해체가능 콘크리트 블럭의 재사용 및 재활용에 대해 과학단체에서 재기하는 모든 의문사항에 대해 답변을 제시하고 있지 못함

o 본 절에서는 향후에 필요한 다음과 같은 사항을 포함하는 연구과업의 진행을 권고함

- 탄자니아의 건설 및 해체 폐기물에 존재하는 유기불순물의 종류의 도출과 이들이 재활용 콘크리트 블록 생산에 미치는 영향

- 재활용 콘크리트 블럭 제품의 수분함유율, 밀도 및 압축강도 등을 개선하는데 있어서 Sisal 섬유제의 작용원리 조사

- Sisal 섬유제가 사용된 재활용 콘크리트 블럭의 생애주기 성능

- 건축물 벽체건설시 해체가능 콘크리트 블럭의 구조적 안전성의 확립

- 건식 조적 콘크리트 블록으로 벽체시공 시 발생 가능한 좌굴(buickling) 문제를 극복하기 위한 세장비(Slenderness ratio) 결정

- 그러나, 본 연구에서는 동일한 세장비를 적용하였으며, 27가지 방법에서 적용한 세장비는 모르타르를 결합재로 사용하는 벽체에 적용되는 것이며, 이는 건식조적 벽체에 적용되는 세장비는 본 기술에 적용이 제한적임을 의미함

- 건식조적 해체가능 콘크리트 블럭이 사용된 건물 벽체의 수직도 및 서로 다른 층에서의 배치형상을 유지하기 위한 방법 검토

- 일관성이 결여된 수작업 다짐에 의한 콘크리트의 품질 변화를 최소화하기 위해 가능한 본 연구에서 사용한 수작업 방법 대신 기계적 적용방안 수립

- 모르타르를 사용하는 재래식 콘크리트 블럭 대비 해체가능 콘크리트 블럭의 사용 및 생산에 의한 비용영향 검토

- 탄자니아 건설산업에서 재래적인 콘크리트 블럭 대신 새로 개발된 해체가능 콘크리트 블럭을 사용할 경우, 소모되거나 절약되는 에너지의 양을 조사