이원영 기자
산, 바다, 강 등 어디에서나 볼 수 있는 모래가 고갈될 수 있다는 우려가 제기되고 있다. 미국 농무부가 만든 점토(Clay), 미사(Silt), 모래(Sand) 상대적 비율에 따른 토질 조직 삼각형에 따르면 모래는 적어도 85%가 모래로 이뤄진 입자형 물질로 정의된다. 통일된 토양 분류 시스템에서는 토양을 자갈, 모래, 미사 및 점토, 고유기질 토양으로 분류한다. 모래는 거친 입자 중 50% 이상이 4.75mm 체를 통과하고 50% 미만만이 0.075mm 체를 통과할 수 있는 것으로 정의된다.
모래는 유리, 반도체, 광섬유, 필터, 연마재 등 다양한 물질 재료로 사용되며 무엇보다 현대 도시 건설에 필수적인 콘크리트 주요 재료다.
콘크리트의 중요성이나 인류가 콘크리트를 얼마나 많이 사용하는지는 아무리 강조해도 지나치지 않다. 콘크리트는 상상할 수 있는 모든 형태로 성형할 수 있으며 저렴하면서도 내구성이 높고 물, 시멘트, 자갈, 모래 등 어디서든 구할 수 있는 재료로 만들 수 있어 다른 건축 재료와 비교해도 많은 이점을 갖고 있다. 이런 특성 덕분에 인류는 오랫동안 사용할 수 있는 튼튼한 구조물을 건설할 수 있게 됐다.
콘크리트에 사용되는 대부분 재료는 채굴되어 그대로 사용되며 대개 건설 현장 근처에서 채굴된다. 이는 건설용 모래 비용 대부분이 운송비에 의해 결정되기 때문. 콘크리트에 가장 적합한 모래는 강에서 채취한 모래지만 강에서 모래를 채취하면 수로 특성이 변화할 수 있어 민감한 문제다.
또 모래는 전 세계에 균등하게 분포하지 않으며 재생 불가능한 자원이다. 지질학적 과정에 의해 모래가 생성되는 속도는 인류가 사용하는 속도보다 훨씬 느리기 때문에 언젠가 모래가 고갈될 것이라는 주장이 나오기도 한다. 하지만 모래는 인공적으로 생산할 수 있다. 큰 바위를 작은 입자로 부수고 체로 크기를 나눈 뒤 적절하지 않은 입자를 제거하면 된다. 인공 모래는 천연 모래를 채취하는 것보다 환경에 덜 영향을 미치며 이미 존재하는 채석장이나 분쇄 작업에서 나온 재료를 재활용할 수 있어 여러 이점을 가진다.
또 인공 모래는 콘크리트 강도를 높일 수 있다. 천연 모래는 둥글고 매끄러운 반면 인공 모래는 뾰족하고 날카롭다. 이런 차이 때문에 인공 모래로 만든 콘크리트는 천연 모래로 만든 것보다 3배 강도가 높다는 실험 결과도 있다.
하지만 강도 외에도 콘크리트에는 다른 여러 특성이 요구된다. 예를 들어 콘크리트는 굳기 전 액체 상태일 때 무겁고 작업하기 어려운 특성이 있다. 따라서 인공 모래를 사용하면 작업성이 떨어지며 천연 모래와 동일한 작업성을 맞추기 위해서는 인공 모래를 사용한 콘크리트에 30% 더 많은 물이 필요하다. 그 결과 인공 모래로 만든 콘크리트는 천연 모래로 만든 것보다 강도가 10% 낮았다.
결론적으로 작업성을 고려하면 인공 모래보다 천연 모래를 사용하는 게 더 고품질 콘크리트를 만들 수 있다는 것. 콘크리트는 빵을 굽는 것과 같아서 재료에 따라 결과가 달라진다. 궁극적인 문제는 모래 품질이 아닌 비용에 있다.
모래는 채굴 비용보다 운송 비용이 더 많이 들기 때문에 아무리 고품질이라도 먼 곳에서 운송하면 비용이 크게 증가한다. 게다가 환경 규제로 인해 모래 채굴 비용도 상승하고 있다. 이를 종합하면 모래가 고갈되는 게 아니라 모래 가격이 상승하고 있는 게 문제라는 지적이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이석원 기자
정용환 기자
