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고대 로마의 콘크리트 구조물이 오랜 세월 유지된 비결이 밝혀졌다.

미국 유타대 지질학및지구물리학과 마리 잭슨 교수팀은 로렌스버클리 국립연구소가 운영하는 방사광가속기 ‘ALS(Advanced Light Source)’를 이용해 2000년 된 고대 로마 방파제의 콘크리트 결정 구조를 분석했다.

그 결과, 콘크리트 혼합물 속의 석회(칼슘산화물)가 바닷물 속 화산재와 반응하면서 알루미늄 토베르모라이트라는 광물이 성장하고, 곧이어 또 다른 광물인 필립사이트 결정이 생성된 것으로 밝혀졌다.

이들 광물이 미세한 섬유와 판 구조를 형성해 콘크리트의 탄력을 높여 수명을 늘린 것이다.

현대의 콘크리트는 석회암, 사암, 재, 백악, 철, 점토 등을 섞어 가열해 입자가 고운 유리질로 만든 포틀랜드 시멘트에 골재를 섞는다. 화학적으로 반응하지 않는 재료들이기 때문에 만약 이 혼합물에서 반응이 발생하면 콘크리트 내부에 원치 않았던 팽창이 일어날 수 있다.

잭슨 교수는 “시멘트 기반의 현대 콘크리트와 달리, 로마인들은 바닷물과 화학적으로 반응할 수 있는
암석처럼 생긴 콘크리트를 만들었다”며 “이번 연구 결과를 활용해 새로운 방파제를 설계하거나 고준위 폐기물을 가두는 시멘트 장벽을 만들 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구 결과는 학술지 ‘미국 광물학’ 7월 3일자에 발표됐다.

doi:10.2138/am-2017-5993CCBY