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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• ²⁾ 그러나 최근 정부의 신재생에너지 정책으로 폐목재를 잘게 파쇄한 폐목재 칩(wood chip)을 연료로 사용하는 수요가 급증함으로써 폐목재를 물질로서가 아니라 땔감으로서 이용되고 있는 것은 자원의 효율적인 활용이라고 보기에는 매우 미흡해 보인다. 본고에서는 폐목재의 건설 분야에서의 물질로서의 재활용방안을 살펴보고, 최근에 제안되고 있는 폐목재의 보도포장재로서의 활용방안에 대하여 살펴보고자 한다.
• 특히 폐목재의 경우는 단순히 태워서 열에너지를 얻는 것만으로는 충분하지 못하며 물질로서의 활용이 이루어져야 한다. 본문에서는 폐목재의 부가 가치를 높일 수 있는 활용방안의 하나로 폐목재를 파쇄한 폐목재 칩을 우레탄 수지로 결합시킴으로써 공원 산책로 및 관광지 등의 보도에 활용하는 방안을 중심으로 소개하였다. 이러한 보도포장은 보행에 편안함을 제공하고 주변 경관과 잘 어울리는 쾌적한 환경을 조성하는데 기여할 뿐만 아니라 투수성을 갖도록 함으로써 빗물을 땅속에 침투시키고 통기성에 의해 산소를 공급하게 하고 가로수 생육 촉진, 토양의 산소결핍 방지 및 지중 미생물의 서식환경 조성에 도움을 주게 된다.

제안 방법

• 시공 순서는 그림 8에 보인 바와 같이 터파기 → 모래 필터층 → 쇄석층 → 경계석 설치 → 투수콘크리트의 순서로 보조기층 및 기층을 시공한 다음 표층의 시공에 있어서는 100ℓ 용량의 강제식 믹서에 폐목재 칩과 수지를 투입한 후 30초간 혼합한 다음 이를 기층 위에 깔고 항온 핸드 롤러를 사용하여 다짐하는 방법으로 진행하였다.
• 시험시공을 완료한 40일 후 보도 포장면 위에서 투수성, 탄력성 및 미끄럼 저항성실험을 실시하였다.
• 탄력성 실험은 포장체 위쪽 1.0m 높이에서 골프공( GB ) 또는 지름 25.4mm, 질량 66.7g의 스틸 볼(SB)을 낙하시켰을 때 볼이 튀어 오르는 높이를 측정하고 다음 식으로 GB계수 및 SB계수를 계산하였다.
• 폐목재 칩은 길이 5~50mm 정도로 분쇄한 임목부산물을 10mm체로 쳐서 이를 통과시킨 것을 다시 3mm 체로 쳐서 잔 입자를 제거한 다음 야외에서 1일간 건조시켜 사용하였다. 폐목재 칩의 결합재는 1액 상온 습기 경화형의 친환경 우레탄 수지로서 이는 점도 3840 및 5940cps, 밀도 1.

대상 데이터

• 시험시공에서 보도포장의 단면은 그림 7에 나타낸 바와 같이 모래 필터층, 쇄석 보조기층, 투수콘크리트 기층 및 폐목재 칩 혼합물 표층으로 구성하였다.
• 폐목재 칩은 길이 5~50mm 정도로 분쇄한 임목부산물을 10mm체로 쳐서 이를 통과시킨 것을 다시 3mm 체로 쳐서 잔 입자를 제거한 다음 야외에서 1일간 건조시켜 사용하였다. 폐목재 칩의 결합재는 1액 상온 습기 경화형의 친환경 우레탄 수지로서 이는 점도 3840 및 5940cps, 밀도 1.05g/cm³이며 불휘발분 98.8%의 담황색 투명 액상 상태로 된 신 개발품을 사용하였다.

이론/모형

• 노면의 미끄럼저항성은 영국식 미끄럼 저항 시험기(BPT)를 사용하여, KS F 2375 "노면의 미끄럼 저항성 시험 방법(BPT)"에 따라서 평가할 수 있다.

성능/효과

• 이것은 친환경 소재인 목재에 대한 관심이 늘고 목재펠릿 이용 및 열병합 발전 확대, 한옥 수요 증가 등 신규 수요가 꾸준히 발생하고 있기 때문이다.¹⁾ 이와 같이 목재자급률이 증가하였다고는 하지만 역시나 목재자급률이 낮은 우리의 실정을 고려할 때 벌채 때 발생하는 가지, 후동목 등 지금까지 활용되지 못했던 임목부산물을 자원화하고 또한 1차 활용 후 건설현장과 제조사업장에서 버려지는 폐목재를 물질로서 재활용하기 위한 노력은 매우 필요한 일이라고 생각된다. 2011년의 경우 국내에서 한 해 동안 버려진 이들 폐목재는 187만톤 정도이었던 것으로 집계되었다.
• 2011년의 경우 국내에서 한 해 동안 버려진 이들 폐목재는 187만톤 정도이었던 것으로 집계되었다.²⁾ 그러나 최근 정부의 신재생에너지 정책으로 폐목재를 잘게 파쇄한 폐목재 칩(wood chip)을 연료로 사용하는 수요가 급증함으로써 폐목재를 물질로서가 아니라 땔감으로서 이용되고 있는 것은 자원의 효율적인 활용이라고 보기에는 매우 미흡해 보인다. 본고에서는 폐목재의 건설 분야에서의 물질로서의 재활용방안을 살펴보고, 최근에 제안되고 있는 폐목재의 보도포장재로서의 활용방안에 대하여 살펴보고자 한다.
• 또한 필자 등은 폐목재 칩과 우레탄 수지 혼합물을 보도포장의 표층재로 활용하기 위한 연구를 진행하였으며,^4,5) 폐목재 칩의 결합에 적합한 새로운 폴리우레탄 수지를 개발하였다.⁶⁾ 새로 개발된 수지는 폴리이소시아네이트와 폴리올의 사용비율을 조정하여 그 반응생성물의 분자구조에서 말단이 갖는 NCO기의 양을 변화시킴으로써 최적의 폐목재 칩 결합 특성을 가지도록 하였으며, 환경호르몬 물질이나 VOC 규제물질에 속하는 가소제와 용제를 사용하지 않는 친환경 제품이라고 말할 수 있다. 폐목재 칩과 우레탄 수지를 사용한 보도포 장에 대해서는 다음의 4.
• 탄력성 실험결과 GB계수는 31%이었고 SB계수는 21%로 나타났다. 한편 그림 9에 나타낸 바와 같이 다른 포장체 의 GB계수는 아스팔트 포장의 경우 54 〜68% 정도, 콘크리트 포장의 경우 65〜80 정도, 흙 도로의 경우 2〜9% 그리고 인조잔디의 경우 14〜30% 정도로서 폐목재 칩을 사용한 포장재의 GB계수는 다른 포장체에 대한 값보다 작으며, 인조잔디와 유사하다는 것을 알 수 있다.
• 노면의 미끄럼저항성은 영국식 미끄럼 저항 시험기(BPT)를 사용하여, KS F 2375 "노면의 미끄럼 저항성 시험 방법(BPT)"에 따라서 평가할 수 있다. 폐목재 칩 포장체의 미끄럼 저항지수는 62로 측정되었으며 이러한 값은 서울시에서 마련한 보도포장 미끄럼 저항기준을 충분히 만족하는 것이다. 특히 급경사에서 요구되는 미끄럼 저항기준도 만족하기 때문에 평지는 물론 경사진 산책로 등에도 문제없이 이용될 수 있다고 판단된다.
• 폐목재를 이용한 한국, 미국 및 일본의 특허동향을 알아보기 위해 특허정보검색서비스(KIPRIS) 에서 관련 키워드로 검색한 결과 2011년 12일 31일 현재 유효한 특허는 한국 71건, 미국 216건, 일본 227건인 것으로 파악되었다.
• 일반적으로 GB계수와 SB계수의 값이 둘 다 작으면 작을수록 보행자의 몸에 대한 부담이 적으며 GB 계수에 대한 SB계수의 비는 그 값이 1에 가까울수록 보행 하는데 편안함을 느낄 수 있다고 한다. 포장의 종류에 따라 GB계수에 대한 SB계수의 비를 구한 결과는 콘크리트 포장에서 0.25〜0.38, 아스팔트 포장에서 0.14〜0.28 정도였으며, 본 포장체에서는 0.68로서 다른 포장재와 비교하여 상대적으로 높은 값을 나타냈기 때문에 보행성이 우수한 것으로 평가된다.

후속연구

• 이러한 보도포장은 보행에 편안함을 제공하고 주변 경관과 잘 어울리는 쾌적한 환경을 조성하는데 기여할 뿐만 아니라 투수성을 갖도록 함으로써 빗물을 땅속에 침투시키고 통기성에 의해 산소를 공급하게 하고 가로수 생육 촉진, 토양의 산소결핍 방지 및 지중 미생물의 서식환경 조성에 도움을 주게 된다. 또한 보도의 물고임 방지 및 미끄럼 저항성 증진에 의해 쾌적하고 안전한 보행 환경의 제공하는 기능을 나타낼 것으로 기대된다.

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질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
투수성 콘크리트에 관한 연구	우리나라에서 환경 친화적 보도포장재로서 투수성 콘크리트에 관한 연구는 언제 시작되었는가?	우리나라에서 환경 친화적 보도포장재로서 투수성 콘크리트에 관한 연구는 1990년대 중반부터 시작되었으며, 최근에는 EPDM 칩과 우레탄 칩을 사용한 투수성을 가지는 탄성보도포장도 널리 시공되고 있다. EPDM은 내열성, 내오존성, 내후성, 내용제성이 우수한 천연 고무의 재질로서 고가이기 때문에 EPDM 칩은 EPDM과 비닐 등의 부산물을 섞어서 만든 것 등이 활용되고 있으며, 우레탄 칩은 액상우레탄에 충전재, 안료 등을 혼합한 후 경화 분쇄하여 만든다.
우리나라 목재자급률	2000년 5.7%이던 우리나라 목재자급률이 2010년에는 10년 전의 2.7배인 13.6%까지 오른 이유는?	6%까지 올랐다. 이것은 친환경 소재인 목재에 대한 관심이 늘고 목재펠릿 이용 및 열병합 발전 확대, 한옥 수요 증가 등 신규 수요가 꾸준히 발생하고 있기 때문이다.1) 이와 같이 목재자급률이 증가하였다고는 하지만 역시나 목재자급률이 낮은 우리의 실정을 고려할 때 벌채 때 발생하는 가지, 후동목 등 지금까지 활용되지 못했던 임목부산물을 자원화하고 또한 1차 활용 후 건설현장과 제조사업장에서 버려지는 폐목재를 물질로서 재활용하기 위한 노력은 매우 필요한 일이라고 생각된다.
우리나라 목재자급률	우리나라 목재자급률은 어떻게 변했는가?	지난 2000년 5.7%이던 우리나라 목재자급률은 벌채확대와 산물 수집 강화 등에 힘입어 꾸준히 증 가해 2010년에는 10년 전의 2.7배인 13.6%까지 올랐다. 이것은 친환경 소재인 목재에 대한 관심이 늘고 목재펠릿 이용 및 열병합 발전 확대, 한옥 수요 증가 등 신규 수요가 꾸준히 발생하고 있기 때문이다.

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