생활 및 건설폐기물을 이용한 건축자재 활용 가능여부 기초연구 = Research on the Availability of Building Materials using Household and Construction Waste

국문 초록 (Abstract)

기존의 국내·외 폐기물 재활용 건설재료 기술은 대부분 많은 에너지 사용(가열, 성형 등)을 통해 연료화 하는 기술이 다수를 이루고 있다. 폐비닐 등을 분쇄 후 목재 등과 섞은 혼합물을 작은 알갱이 형태로 압축해 연료용 펠릿(pellet)으로 만드는 고체연료 제조기술, 폐비닐 등을 용융시킨 후 400℃ 이상의 고온에서 분해해 경유와 같은 산업용 연료나 석유화학 원료로 만드는 유화기술이 주로 개발되었다.
최근 10년(2008년~2018년)간의 생활폐기물(폐비닐, 플라스틱 등) 재활용 특허출원 현황을 분석 결과 새로운 제조공정 및 장치에 관한 기술보다는 생산성 향상을 위해 기존 공정과 장치를 개량하는 기술들이 주로 출원되고 있는 것으로 조사되었다. 기존의 국내·외 연구결과를 조사 및 폐기물 관련 전문가들과 협의하여, 현실적으로 폐기물을 이용하여 건설재료 직·간접 재활용 가능성에 대하여 간이 평가하였다.
따라서 본 연구는 생활폐기물 및 건설폐기물을 대상으로 실질적인 업사이클 건설재료로의 활용 여부 및 재활용 가능성 판단을 목적으로 한다.
핵심 연구내용은 (1) (생활+건설)폐기물 재활용 건설재료 제조방향 설정, (2) (생활+건설)폐기물 성분분석Database 구축, (3) (생활+건설)폐기물 재활용 건설재료 prototype 모듈 제품 제조이다. 생활폐기물은 플라스틱(PP,PE), 유리, 고무, 비닐, 스티로폼류 등 7종, 건설폐기물은 벽돌, 석고보드, 천장재, 타일 등 6종으로 선정하였다. 또한, 폐기물의 직접 재활용(전 처리無) 및 간접 재활용(전 처리有) 방향 정립하였다.
XRF를 이용하여 선정된 건설폐기물의 화학적 성분을 분석 및 이를 DB로 구축하였고, 폐기물 재활용 모듈제품 제조 배합을 선정하였다. 폐기물 재활용 시제품별 강도 및 화학적 성능 분석 결과(28일 양생 기준), 몰탈(100%) 대비 스티로폼와 플라스틱 혼입 모듈제품은 동등 이상이었으며, 비닐과 종이, 섬유 포함 시 거의 동등하였다. 하지만, 고무는 약 40% 정도 낮은 결과를 보였다. SEM 분석결과 몇몇 폐기물은 골재 대체재로서 적용가능성이 높은 것으로 사료되었으며, 향후 다양한 실험 및 신뢰성 검증 필요하다.