콘크리트는 사회 인프라, 빌딩 등에 사용되는 기본적인 구조소재로 사용목적, 대상 구조물, 사용방법, 사용조건별로 다양한 기능이 요구되고 있다.
콘크리트용 화학 혼화제는 콘크리트에 여러 기능을 부여할 수 있는 첨가제로 콘크리트 구조물의 고강도화, 시공성 향상, 고로슬래그(Blast Furnace Slag)나 플라이애시(Fly Ash)의 유효활용 등 환경 대응에 대한 니즈가 확산됨에 따라 사용량이 증가하고 있다.
특히, 고유동성 혼화제는 토목 및 건설 부문의 에너지 절약 흐름을 타고 기술 고도화에 대한 니즈가 확대됨에 따라 채용이 확대되고 있다.
일본이 개발한 고기능 AE 감수제는 증점 및 수축저감 기능을 부여해 더욱 고기능화함으로써 적용범위가 갈수록 넓어지고 있다.

AE감수제, 건축물 내구성 확보의 원천
화학 혼화제는 콘크리트의 작업성 개선, 응결 및 경화시간 조정, 강도 향상, 건조할 때 수축 저감 등을 목적으로 사용하고 있다.
건설기술 및 공법의 진화에 따라 콘크리트의 성능에 대한 니즈가 고도화 및 다양화되고 있으며 혼화제 역시 여러 종류가 개발되고 있다.
특히, 혼화제의 역할을 크게 바꾼 것은 일본이 개발한 고기능 AE 감수제로 평가된다.
지진이 잦은 일본에서는 구조물의 내구성을 확보하는 것이 반드시 필요해 콘크리트의 고강도화가 빠르게 진전됨에 따라 고기능 AE 감수제의 사용이 정착되고 있으며 최근에는 해외에서도 널리 사용되고 있다.
혼화제 수요는 시멘트 시장과 함께 움직이고 있다.
일본에서는 2017년 시멘트 수요가 3% 미만의 증가율을 나타낸 것으로 파악되며 혼화제도 비슷하게 신장한 것으로 추산되고 있다.
다만, 도쿄(Tokyo) 등 대도시 수요는 큰 폭으로 늘어난 반면 지방은 수요가 부진해 지역격차가 크게 벌어지고 있다. 도쿄는 2020년 올림픽을 앞두고 있어 당분간 수요가 크게 증가할 것으로 예상되고 있다.
전국적으로는 교각 등 인프라 대부분이 크게 노후화돼 갱신시점에 도달하기 때문에 국토 강인화 흐름을 타고 일본 정부가 재원을 어떻게 배분하느냐에 따라 수요가 움직일 것으로 예상된다.

기술개발, 고도화·다양화 니즈 대응
콘크리트 기술개발은 건설 코스트 감축, 구조물의 고내구화, 자원의 유효활용 흐름에 맞춘 미니엄 라이프 사이클 코스트 추구가 중요한 과제로 떠오르고 있다.
사회 니즈의 변화에 따라 개발된 대표적인 사례가 증점제 1액형과 수축저감 타입인 고기능 AE 감수제이며 보급이 진행되고 있다.
증점제 1액형은 비교적 적은 시멘트 양의 보통 콘크리트에 적용이 가능하며 저점성 및 분리 저항성을 겸비하고 있을 뿐만 아니라 자기충진성을 보유한 고유동 콘크리트를 실현시킬 수 있다.
콘크리트의 시공성 개선, 메꾸기 작업의 저감, 작업인원 감축, 공사 전체의 코스트 감축 등 메리트가 상당한 것으로 파악된다.
콘크리트 구조물은 내구성 뿐만 아니라 미관상 깔끔하게 마무리하고자 하는 니즈가 최근 높아지고 있으며 건조수축 과정에서 발생하는 금을 어떻게 처리하느냐도 중요한 문제로 떠오르고 있다.
수축저감형 혼화제는 금이 잘 가지 않는 높은 내구성 콘크리트를 제조할 수 있도록 돕는 첨가제로 최근 들어 생산기업들의 라인업 확충 및 채용이 본격화되고 있다.
아울러 프리캐스트(Precast) 콘크리트에 대응이 가능한 혼화제 개발도 진행되고 있다.
이산화탄소(CO2) 배출량 억제 등 환경문제에 대한 대응도 콘크리트 관련산업의 중요한 과제로 떠오르고 있다.
플라이애시, 고로슬래그 등 리사이클 자원의 유효활용이 진전되고 있으며 각각에 대응한 혼화제 개발이 더욱 중요해지고 있다.

일본, 올림픽 특수에 글로벌화까지…
일본은 2017년 콘크리트 수요가 전년대비 2.9% 증가했으며 혼화제도 비슷하게 늘어난 것으로 추산되고 있다.
본래 도쿄올림픽 관련 특수가 본격화될 것으로 예상됐으나 상반기에는 거의 영향이 없었고 하반기에는 출하량이 다소 증가해 올림픽 영향이 나타나기 시작한 것으로 파악된다.
다만, 공공투자 부문에서는 투자액에 비례해 시멘트 수요량이 점차 줄어들고 있다. 작업자가 감소하고 있을 뿐만 아니라 고층부에서 철골 구조를 사용하는 사례가 늘어나고 있기 때문으로 판단된다.
반대로 공공건물 등의 목재 이용 촉진법에 따라 저층부 건축물은 목재 채용이 확산되고 있다.
일본은 주요 사회 인프라를 1970년대에 건설했으며 2020년이면 사용연수가 50년에 달해 개선 및 보강 작업이 절대 필요한 것으로 나타나고 있다.
하지만, 최근 연금 등의 문제로 재원이 한정돼 인프라 보강에 어느 정도 재원을 배분할지 주목된다.
또 최근 확산되고 있는 프리캐스트 콘크리트로 공사기간이 단축되면 혼화제 수요가 감소할 가능성도 있어 시장 흐름을 예의주시해야 할 것이 요구되고 있다.
일본은 콘크리트 및 관련 소재 내수가 이미 성숙화돼 있어 수출 등 해외시장 확보에 주력할 필요성이 제기되고 있다.
2050년에는 아시아가 세게 GDP(국내총생산)에서 차지하는 비중이 50%를 넘어섬으로써 시멘트 수요도 함께 늘어날 것으로 예상되고 있다.

온실가스 배출량 감축도 본격화…
콘크리트 혼화제는 지구온난화 대책의 흐름을 타고 온실가스 배출량 감축에 어떻게 기여할지를 두고 다양한 연구개발이 이루어지고 있다.
전반적으로 천연소재를 사용하는 등 석유 베이스에서 탈피하고자 하는 움직임이 가속화되고 있다.
일본 삼림연구소는 목재 성분의 35%를 차지하는 리그닌에 PEG(Polyethylene Glycol)계 화학물질을 첨가함으로써 기존 리그닌설폰산계의 10배 성능을 갖춘 감수제를 개발하고 있다.
프리캐스트 콘크리트는 생 콘크리트보다 거대가격이 높으나 만약 경제적 유통체계를 저해하지 않고 프리캐스트만으로 토목공사가 가능해진다면 공사기간 단축을 또 다른 메리트로 활용할 수 있어 활용이 더욱 확대될 것으로 예상된다.
<강윤화 선임기자: kyh@chemlocus.com>