로마의 해양 콘크리트 — 2천 년을 견딘 자가 치유(Self-healing) 화학
현대의 아파트는 30년이 지나면 재건축 논의가 시작됩니다. 콘크리트에 균열이 가고, 철근이 부식되며 건물의 수명이 다했다고 판단하기 때문입니다. 하지만 아이러니하게도, 지금으로부터 2천 년 전 로마 제국이 건설한 판테온(Pantheon)의 돔이나 지중해의 방파제들은 여전히 건재합니다. 심지어 일부 해양 구조물은 건설 당시보다 지금이 더 단단해졌다는 연구 결과도 있습니다. 현대 공학이 만든 콘크리트는 바닷물을 만나면 부식되지만, 로마의 콘크리트는 바닷물을 만나면 더 강해집니다. 도대체 로마인들은 콘크리트에 어떤 마법을 부린 것일까요? 오늘은 로마 건축물이 2천 년의 시간을 이겨낸 비밀, '자가 치유(Self-healing)'의 화학적 메커니즘을 분석해 봅니다. 1. 현대 콘크리트 vs 로마 콘크리트: 근본적인 설계의 차이 우리가 흔히 사용하는 현대의 '포틀랜드 시멘트(Portland Cement)'는 화학적으로 비활성 상태를 유지하도록 설계되었습니다. 즉, 굳어진 후에는 외부 환경과 반응하지 않아야 가장 튼튼합니다. 하지만 바닷물의 염분이나 대기 중의 이산화탄소가 침투하면 콘크리트의 pH가 낮아지고, 내부 철근이 녹슬며 팽창하여 결국 구조물을 파괴합니다. 반면, 로마의 콘크리트(Opus Caementicium)는 '반응하는 돌'입니다. 그들은 화산재와 석회를 섞어 콘크리트를 만들었는데, 이것은 굳어진 뒤에도 멈추지 않고 외부 환경, 특히 '물'과 끊임없이 화학 반응을 일으킵니다. 현대의 건축이 자연과 '단절'하여 버티는 방식이라면, 로마의 건축은 자연과 '융합'하여 생존하는 방식을 택한 것입니다. 2. 비밀의 재료: 포졸란(Pozzolana)과 고온 혼합 로마 콘크리트의 핵심 재료는 나폴리 인근 포수올리(Pozzuoli) 지역에서 채취한 화산재, 즉 '포졸란'입니다. 로마인들은 이 화산재에 석회(Lime)와 바닷물을 섞었습니다. 여기서 흥미로운 점은 그들의 혼합 ...