큐브는 "세계 최초의 탄소 콘크리트 건물"이 될 것이다

드레스덴 공과대학교 연구원들은 독일 건축 회사인 Henn과 협력하여 강철 대신 탄소 섬유로 강화된 최초의 콘크리트 건물을 만들었습니다.

현재 독일 TU 드레스덴 대학 캠퍼스에서 건설 중인 더 큐브(The Cube)는 "탄소 콘크리트로 만든 세계 최초의 건물"로 평가됩니다.

탄소섬유로 강화된 건물

새로 개발된 이 유형의 콘크리트는 강철 철근으로 강화된 콘크리트와 동일한 구조적 강도를 제공하지만 훨씬 적은 양의 콘크리트를 사용한다고 연구진은 주장합니다.

콘크리트는 열분해라는 열분해 과정을 사용하여 거의 순수한 탄소 결정으로 이루어진 매우 얇은 실인 많은 탄소 섬유를 함께 묶어 만든 탄소 섬유 실로 강화됩니다.

이 실은 콘크리트를 붓는 메쉬를 만드는 데 사용됩니다.

Henn에 따르면, 생성된 재료는 일반 콘크리트보다 4배 더 강하지만 구조 단면이 줄어들어 4배 더 가볍습니다.

탄소섬유 메쉬는 강철과 달리 녹슬지 않습니다. 즉, 탄소 콘크리트는 일반적인 철근 콘크리트보다 수명이 더 깁니다. 이는 또한 철근 콘크리트 두께의 상당 부분이 철근의 산화로 이어지는 수분 침투를 방지해야 하기 때문에 구조물이 훨씬 얇아질 수 있음을 의미합니다.

Henn은 Manfred Curbach 교수가 이끄는 TU Dresden의 고체 건축 연구소와 협력하여 The Cube를 디자인했습니다.

탄소섬유가 알려주는 큐브의 형태

벽이 접혀 지붕이 되는 건물의 형태는 탄소 섬유의 가볍고 유연한 특성에서 영감을 얻었습니다.

"The Cube의 디자인은 천장과 벽을 하나의 형태로 매끄럽게 결합하여 탄소 섬유의 유동적이고 직물적인 특성을 재해석하고, 환경을 고려한 디자인이 형식적 자유와 필수 건축 요소에 대한 급진적인 재검토와 짝을 이루는 미래 건축을 제시합니다. "헨이 말했다.

"벽과 천장은 더 이상 분리된 구성 요소가 아니라 유기적 연속체로서 기능적으로 서로 합쳐집니다."

이 건물은 독일 연방 교육연구부의 지원을 받는 C3 - Carbon Concrete Composite라고 불리는 드레스덴공과대학의 주요 연구 프로젝트를 위한 전시물이 될 것입니다. 이 프로젝트의 목적은 건설 분야에서 이 새로운 재료의 잠재적인 용도를 탐구하는 것입니다.

Henn은 "탄소 콘크리트는 보다 유연하고 자원을 절약하는 건설 공정에 기여할 수 있으며 탄소 콘크리트로 전환하면 건설로 인한 CO2 배출량을 최대 50%까지 줄일 수 있습니다"라고 말했습니다.

선임 탄소 과학자 Erik Frank 박사는 최근 Dezeen과의 인터뷰에서 "무거운 하중을 지탱하면서도 콘크리트를 훨씬 더 얇게 만들 수 있다는 장점이 있습니다."라고 말했습니다.

"그래서 완전히 다른 모양을 디자인할 수 있습니다. 초박형 콘크리트 건물 구성 요소나 벤치 또는 보강재에 대한 몇 가지 연구 사례가 있습니다. 목표는 오늘날 사용되는 엄청난 양의 콘크리트에서 벗어나는 것입니다."

바이오 기반 탄소섬유 개발 중

그러나 Frank에 따르면 탄소 섬유의 탄소 발자국은 "보통 매우 나쁩니다". 연구원은 현재 종이 산업의 부산물이기도 한 일반적인 식물 기반 물질인 리그닌으로부터 탄소 섬유를 만드는 방법을 모색하고 있습니다.

그는 바이오 기반 탄소 섬유가 아직 동일한 성능을 제공하지 않기 때문에 석유 기반 탄소 섬유를 대체하지 못할 것이라고 예측합니다. 그러나 그는 수요가 계속 증가할 것으로 예상했다. "이것은 단지 두 번째 시장이 될 것입니다"라고 그는 말했습니다.

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