콘크리트 배합설계를 고려한 구조물의 전과정 CO₂평가 모델

양근혁; 서은아

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양근혁 (경기대학교)
서은아 (경기대학교)

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이 연구는 콘크리트 구조물의 전과정 CO₂ 평가를 위한 단계적 모델을 제시하였다. 고려된 시스템 경계는 원료채취에서부터 재활용까지로서, 구성재료, 운송, 레미콘 공장에서의 계량 및 배합, 구조물의 사용 및 해체, 폐콘크리트의 파쇄 및 재활용까지를 포함한다. 구조물의 운영(40년) 및 재활용(20년) 단계에서 탄산화에 의한 CO₂ 포집양은 탄산화 깊이를 예측하기 위해 제시된 모델로부터 산정하였다. 제시된 CO₂ 평가모델에 기반하여 콘크리트 구조물의 전과정 CO₂양을 직접적으로 평가할 수 있는 성능평가표를 구체화하였다. 제시된 성능평가표를 이용한 사례분석 결과 보통포틀랜드 시멘트(OPC)가 콘크리트 구조물의 전과정 CO₂ 양에 미치는 기여비율은 약 85%이었다. 탄산화에 의한 CO₂ 포집양은 콘크리트 구조물의 전과정 CO2 양에 약 15~18%로 평가되었는데, 이는 OPC 생산으로부터 배출된 양의 약 19~22%에 해당된다. 결국, 제시된 CO₂ 성능평가표는 콘크리트 구조물의 각 단계에서 CO₂ 배출 또는 포집을 쉽게 결정할 수 있는 가이드라인으로서 설계 또는 시공 시 효율적으로 이용될 수 있다.

The present study proposes a phased model to assess the lifecycle CO₂ amount of concrete structures. The considered system boundary is from cradle to recycling, which includes constituent material, transportation, batching and mixing in ready-mixed concrete plant, use and demolition of structure, and crushing and recycling of demolished concrete. The CO₂ uptake of concrete by carbonation during lifetime (40 years) of a structure and the recycling life (20 years) after demolition is estimated using a simple approach generalized to predict the carbonation depth from the surfaces of concrete element and recycled aggregates. Based on the proposed phased model, a performance evaluation table is realized to straightforwardly examine the lifecycle CO2 amount of concrete structures. The proposed model demonstrates that the contribution of ordinary portland cement (OPC) to lifecycle CO₂ emission of the concrete structure occupies approximately 85%. Furthermore, the CO₂ uptake is estimated to be approximately 15～18% of the lifecycle CO₂ emissions of concrete structures, which corresponds to be 19～22% of the emissions from OPC production. Overall, the proposed CO₂ performance table is expected to be practically useful as a guideline to determine the CO₂ emission or uptake at each phase of concrete structures.

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