지난 5.11∼13 제주도에서 개최된 (사)한국콘크리트학회(KCI) 봄 학술대회는 등록자 986명을 포함하여 내빈, 협찬사, 참석자 등 1,000명 이상이 참석하여 코로나 시기에도 불구하고 활발한 연구 활동 보고, 기술 교류가 진행되었다. 나도 모처럼 힐링하는 좋은 기회가 된 것 같다. 요즘 어렵다 보니까 세금 이야기가 자주 화두로 나온다. 세금을 내는 것은 국민의 4대 의무이다. 봉건시대에는 영주한테 세금을 곡물 등으로 냈고, 근대에 와서는 돈으로 낸다. 요즘 보면 세금의 종류는 점점 많아지고, 세율도 높아지고 있다. 부동산의 급상승을 막기 위한 종부세, 양도소득세 그리고 얼마 전 삼성그룹 故 이건희 회장 별세 후 이재용 삼성전자 부회장 일가한테 부과된 상속세는 천문학적 숫자라는 것은 잘 알고 있다. 우리나라는 노력하지 않고 부모나 타인으로부터 승계되는 재산에 대해서는 세율이 매우 무겁다. 상속세, 증여세가 여기에 해당한다. 코로나 등으로 경제활동이 위축되었는데도 세금만큼은 예외가 없다. 그래서 세금 내는 것을 좋아할 사람은 아무도 없다. 나도 퇴임 후 자문 활동을 하면서 꼬박꼬박 세금을 냈다. 요즘은 번 돈 만큼 가져가겠지 하고 편하게 생각한다. 주식을 하는 사람들한테 돈 좀 벌었냐고 물어보면 손해 봤다고 하는 사람이 대부분이다. 물론 원금까지 건드리는 손해도 있지만 대부분 기대 수익보다도 못 미치는 경우가 많아 소극적으로 표현하는 경우가 많다. 
이웃 일본도 세금이 많다. 오이타(大分)현에서는 자원 순환형 사회의 형성을 위해 산업 폐기물의 배출 억제, 재활용의 적정한 처리의 시책에 비용을 충당하기 위해 산업 폐기물 세(稅)가 있다. 2005년 4월부터 시행하고, 세율은 반입물 1t에 800∼1,000엔이 부과된다. 그리고 숙박 세라는 것도 있다. 이 숙박 세(稅)는 관광 자원의 질 향상, 여행자 수용 환경의 충실 등 진흥 시책에 필요 비용을 충당하기 위한 목적세인데 후쿠오카현에서 2020년 4월 1일부터 약 200엔/인 징수한다. 그리고 2021년 11월에 시멘트업계에 지역자원시설세를 도입한다고 하여 한때 뜨거워진 적이 있다. 시멘트 생산량 1t당 지역자원시설세 1,000원을 부과하는 지역자원시설세 재입법을 하겠다는 것이다. 지역자원시설세는 지하·해저 자원 등을 보호·개발하고 소방사업 등에 필요한 재원 확보를 위해 지하수, 석회석 등의 자원을 이용하는 업체에 부과하는 세금이다. 시멘트에 대한 지역자원시설세는 2016년 하반기부터 본격화했지만, 특정 자원 및 부동산에 부과하는 지역자원시설세를 공산품인 시멘트에 부과하는 데 따른 지적과 이중과세 논란 등으로 법제화가 되지 않았다. 재원 규모는 작년 시멘트 생산량 기준으로 보면 약 500억 정도 된다고 한다.
각설하고, 지난 2012년 3월호에서는 “시멘트계 고화재의 개념과 현황에 대하여” 기술하였다. 본 고에서는 후속편으로 그동안 해외 자료들이 많이 축적되어 “시멘트계 고화재의 용도와 장기 내구성에 대하여(1)(2)”를 기술하려고 한다. 시멘트계 고화재는 지반개량공사에서 많이 사용되는 재료이고, 일본에서는 시멘트회사 11개 회사가 모두 생산하고 있다. 2019년도 일본의 시멘트계 고화재의 판매량은 792만 톤에 달하며, 시멘트 판매량의 약 20%를 점유하기에 이르렀다. 이런 것을 보면 한국과 비교 일본은 고화재를 엄청 많이 사용하는 나라임이 틀림없다. 시멘트계 고화재는 SOC 공사인 동일본 대지진 복구공사, 동경 올림픽, 모노레일 중앙 신칸센의 공사 등에 대량 사용되었으며, 중요한 재료로 취급되고 있다. 그리고 개량토(改良土) 공사에서는 내진 효과도 있다고 이미 확인된 바 있다. 
2012년 3월호에서는 시멘트계 고화재의 특징과 고화 특성을 주로 소개하였지만, 이번 호에서는 전회에서 언급하지 않은 용도, 장기 안정성, 환경 특성에 관하여 기술하려고 한다.

1. 시멘트계 고화재는 어떤 용도에 사용되고 있는가?

천층(淺層) 개량, 심층(深層) 개량, 건설기초 지반개량, 발생토의 개량, 오염 토양의 고화 처리 등에 이용되고 있다. 시멘트계 고화재에 의한 개량에서는, 지반의 강도 특성의 향상만이 아니고, 차수성이나 중금속의 불용화까지 다양한 성능이 부여된다. 시멘트계 고화재의 대표적인 적용 범위를 <표 1>에 나타내었다. 모든 용도에서 고화재는 분체를 그대로 첨가하는 경우와 슬러리로서 첨가하는 경우가 있다. 건설공사에서 발생한 토양의 개량에도 이용되고, 강도 특성의 향상과 더불어 중금속의 불용화를 목적으로 사용되고 있다. 지반의 개량은 대상으로 하는 심도에 따라서 편의상 천층 개량과 심층 개량으로 나누어진다. 
천층 개량(천층 혼합처리공법)이란, 지표로부터 3m 정도까지 심도를 대상으로 스테빌라이저(혼합기)나 백호(굴삭기) 등으로 고화재를 첨가·혼합해서 목적에 따라 필요 강도를 갖는 개량 층을 조성하는 공법이다. 천층 개량은 구조물의 지지, 가설공사, 도로의 노상·노반, 액상화 피해의 억제 등에 이용되고 있다. 
심층 개량(심층혼합처리공법)이란 전용 시공 기계를 이용해서 지반표면으로부터 비교적 깊은 부분(수m∼수십m)을 대상으로 개량하는 공법이다. 심층 개량은 구조물의 기초, 성토의 안정성 확보, 토착 강화, 액상화 방지 등에 이용되고 있다. 건축 기초지반의 개량에 대해서는 설계나 관리에 관한 사항이 상세하게 지침 등에 정해져 있어서 일반적으로 천층 개량이나 심층 개량과는 구별된다. 
2001년 국토교통성(日本)의 고시에 의해 개량지반의 설계에 관한 규정이 제시되어 있어, 최근 시멘트계 고화재의 이용이 확대되고 있다. 특히, 개인 주택이나 중저층의 집합주택에서 확대 이용되고 있다. 건설공사에 따라 배출된 건설 발생토 및 건설 오니의 운반·재이용을 목적으로, 핸들링 문제, 강도 발현성의 개선에도 이용되고 있다. 
또한, 오래전부터 헤도로(hedro, 진흙) 고화에도 이용되어 왔다. 그래서 시멘트계 고화재는 오염 토양의 고화 처리에도 활용되고 있다. 토양오염 대책법에 제시된 『토양 용출량 기준 초과의 오염이 존재하는 토지에 관한 조치』에서 시멘트계 고화재의 적용 방법으로서는 성토의 손상 방지나 차수공(遮水工)같이 오염의 확대를 구조적으로 제어하는 경우와 시멘트계 고화재 자체의 반응에 의해 중금속을 흡착·고정화해서 불용화하는 경우가 있다.

2. 시멘트계 고화재로 개량한 지반의 강도는 지속하는가?
20년 이상 장기에 걸쳐서 안정성을 갖는 것이 보고되었다. 시멘트계 고화재가 확대 활용되기 시작한 것은 1970년대이며, 콘크리트에 비해 새로운 재료이기 때문에 강도, 장기 내구성 등에 관한 정보는 부족했다. 이러한 상황을 고려하여, 1990년대에 (사)일본시멘트협회에서는 장기 안정성의 검토를 시작하였고, 현재도 계속하고 있다. 지금까지의 검토에서는 개량 후 10년 및 22년이 지난 개량체에 대해서 일축 압축강도, pH, CaO 함량, XRD에 의한 수화생성물 등의 측정을 수행하였다. 그림 1에 일축 압축강도의 경시 변화를 나타내었다. 재령 22년이 지난 시험체에서도 안정적으로 강도가 유지되고 있고, pH, CaO 함량, 생성 수화물에 대해서도 변화가 없는 것으로 보아 충분히 안정성을 갖는 것을 확인할 수가 있다. (계속) (이상)