원자력 발전소와 방사선 폐기물 보관에 유용한 새로운 유형의 콘크리트 (KISTI)

러시아 극동연방대학(Far Eastern Federal University)의 연구진은 뼈 껍질, 석회암 분쇄 폐기물, 규산질 모래, 시멘트로 구성된 향상된 충격 내구성을 가진 새로운 콘크리트를 개발했다. 이 새로운 콘크리트는 GOST(GOSSTANDART) 표준에 따라서 생산된 것보다 6-9배 더 높은 충격 내구성을 가지고 있다. 이것은 방사선 폐기물 보관용, 원자력 발전소, 군사 및 민방위 구조, 북극 건물을 만드는데 매우 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

재료의 슬래브(slab)는 소위 ‘고무 효과(rubber effect)'을 가진다. 이것은 수축하고 탄성을 가지지만 부서지지 않는다. 이 구조는 동적 점성에 따라서 충격을 흡수한다. 이런 효과는 금속 또는 터치스톤(touchstone) 섬유를 추가함으로써 콘크리트의 강화를 불러올 수 있다.

충격 방지 콘크리트는 외피 타격뿐만 아니라 쓰나미 파도에도 견딜 수 있다. 또한 높은 내진 안정성을 가지고 있다. 이 콘크리트는 자체 밀폐가 되는데, 이것은 복잡한 지하 구조물을 만드는데 사용될 수 있다. 만약에 이런 콘크리트로 원자력 발전소를 만들었다면 후쿠시마 원자력발전소와 같은 사고는 발생하지 않았을 것이다.

이번에 개발된 콘크리트는 0.5%의 정확도로 구성 요소 간의 균형을 맞추었다. 콘크리트 구조물이 균열 후에 빠르게 손상되기 때문에 첫 번째 균열을 발생하지 않는 것이 중요하다. 오늘날 전 세계는 비행기 충돌 등으로부터 구조물을 방어할 수 있는 테러 방지 보안 시설에 대해서 연구하고 있다. 또한 내방사선 콘크리트를 만드는 연구가 진행되고 있다. 이번에 개발된 콘크리트는 이런 용도로 매우 유용하게 적용될 수 있을 것이다.

이번에 개발된 내충격 콘크리트는 시멘트가 적게 들어가고 폐기물을 많이 사용하기 때문에 GOST 기반의 콘크리트에 비해서 훨씬 비용 효율적이다.

콘크리트는 자연석처럼 안정적이어야 한다. 이번에 개발된 콘크리트는 자연석처럼 안정적이고 저렴하다. 또한 이번 연구진은 콘크리트 주입 프로세스의 속도를 3~4배 더 빠르게 할 수 있는 새로운 유형의 콘크리트를 개발했다. 이 콘크리트는 초기 강도가 향상되었고 주입 공정도 빠르기 때문에 다양한 분야에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 이런 유형의 콘크리트는 갈라지거나 새지 않으며 저온에 강하기 때문에 극동 지역과 극북 지역의 건축물을 만드는데 유용하게 적용될 수 있을 것이다.