2.1 물리적 작용을 통한 미세구조 치밀화

미분쇄 석회석 입자는 굳은 콘크리트의 미세구조를 물리적으로 치밀하게 만드는 두 가지 핵심적인 역할을 수행하게 되는데, 입자 충전(filler) 효과와 핵 생성(nucleation) 촉진 효과이다^{(Bentz et al. 2017; Cuesta et al. 2023)}.

첫째, 시멘트 입자 사이의 미세한 공극을 석회석 분말이 채워 넣어 페이스트 전체의 밀도를 높이고(입자 충전 효과). 이렇게 형성된 조밀한 초기 구조는 굳은 콘크리트의 강도 발현에 직접적으로 기여하며, 공극률 감소를 통해 내구성 향상의 기초가 된다^{(Lyu et al. 2019)}.

둘째, 석회석 입자 표면은 C-S-H 겔과 같은 수화물이 생성되는 핵 생성지(nucleation site)로 작용하여 시멘트 수화를 가속하게 된다^{(Bentz et al. 2017; Cuesta et al. 2023)}. 이로 인해 수화 반응이 빠르게 진전되어, 결과적으로 굳은 콘크리트의 초기 강도가 OPC보다 높게 발현되는 중요한 원인이 된다^{(Bentz et al. 2015)}.

2.2 화학적 반응과 특이 수화물 생성을 통한 매트릭스 강화

석회석은 단순히 물리적 역할에 그치지 않고, 시멘트 수화 과정에 화학적으로 참여하여 OPC와는 다른 특이 수화물을 생성함으로써 굳은 콘크리트의 매트릭스 구조를 강화하고 내구성을 향상시킨다^{(Lothenbach et al. 2008)}. 가장 핵심적인 반응은 석회석($Ca CO₃$)에서 나온 탄산 이온($CO₃²⁻$)이 시멘트의 알루미네이트상($C₃A$)과 반응하여 카보알루미네이트(carboaluminate)를 형성하는 것이다^{(Lothenbach et al. 2008)}. 이 새로운 수화물은 두 가지 측면에서 굳은 콘크리트의 성능을 개선하게 되는데, 첫째, 수화 초기 생성물인 에트린자이트를 안정화시켜 장기적으로 유해한 물질로 변하는 것을 막고, 내부 조직을 안정시키는 것이다. 둘째는 이 반응은 황산염 침투에 대한 저항성을 높여, 굳은 콘크리트의 내황산염 성능을 OPC보다 우수하게 만드는 것이다^{(Tennis et al. 2011)}. 이처럼 석회석의 화학적 작용은 클링커 감소에 따른 성능 저하를 상쇄하고, 오히려 특정 내구 성능을 강화하는 긍정적인 효과를 가져오게 된다^{(Menéndez et al. 2003)}.

Fig. 1은 석회석 분말의 복합적 작용이 어떻게 PLC 굳은 콘크리트의 최종 성능을 결정하는지를 나타낸 것으로, 물리적 및 화학적으로 매트릭스를 강화하고, 굳은 콘크리트의 장기적인 안정성과 내구성 향상에 직접적으로 기여함을 나타내고 있다.

Fig. 1. Overview of the hydration mechanism of limestone cement (Cuesta 2023)

결국 PLC 굳은 콘크리트의 우수한 강도와 내구성은 클링커의 단순 희석 효과를 넘어서는 것이며, 이와 같은 물리적･화학적 시너지 효과의 결과이다. 이러한 메커니즘에 대한 이해는 목표로 하는 굳은 콘크리트 성능을 확보하기 위해 석회석의 분말도와 함량 등을 어떻게 최적화할지에 대한 중요한 지침을 제공하게 된다.

2.3 석회석 분말도 및 함량이 굳은 콘크리트의 강도 발현에 미치는 영향

석회석의 분말도와 치환율은 PLC 굳은 콘크리트의 최종적인 기계적 성능을 결정하는 핵심 설계 변수이다. 이 두 요소가 수화 촉진(강도 증가 요인)과 클링커 희석(강도 감소 요인) 사이의 미묘한 균형을 조절하기 때문이다^{(Wang 2017)}.

일반적으로 석회석 치환율이 약 10 % 내외일 때, 핵 생성 효과로 인한 수화 촉진이 희석 효과보다 우세하여 굳은 콘크리트의 강도 발현에 가장 유리한 조건이 만들어지나 치환율이 15 %를 초과하면 시멘트량 감소에 따른 희석 효과가 커져 장기 강도에 부정적인 영향을 줄 수 있다.

또한, 석회석의 분말도는 반응성에 직접적인 영향을 미치게 되므로, 제조업체에서는 보통 석회석을 클링커보다 더 미세하게 분쇄하여(intergrinding) 반응성을 높임으로써, 클링커 감소분을 보상하고 OPC와 동등한 수준의 28일 압축강도를 갖는 굳은 콘크리트를 생산한다^{(PCA 2024)}. 결국, 석회석의 함량과 분말도를 정밀하게 제어하는 것이 목표 강도를 만족하는 고품질의 굳은 콘크리트를 구현하는 핵심 기술이라 할 수 있다.

2.4 PLC 굳은 콘크리트의 공극 구조 및 미세구조 특성

PLC 시스템에서는 석회석의 물리･화학적 작용으로 인해 경화된 콘크리트의 공극 구조가 OPC 대비 다소 변화된다. 일반적으로 모세공극의 평균 직경이 감소하고, 공극 크기 분포가 미세한 방향으로 이동하는 경향이 보고된다. ^{Lyu et al. (2019)}은 SEM-BSE 이미지 분석을 통해 모르타르 시료의 기공을 정량화한 연구에서, 석회석 15 % 치환 시 OPC 대비 모세공극률이 약 5~8 % 감소하고 기공의 형상이 더 균일하게 분포함을 밝혀냈다. 이는 석회석 충전으로 인한 치밀한 수화물 구조 형성과 앞서 언급한 카보알루미네이트 생성으로 에트린자이트 결정이 안정화됨에 따라, 장기적으로 공극의 치환/폐색이 촉진된 결과로 해석된다. 이러한 미세구조 개선은 염화물 이온 침투 저항성 향상 등 내구성 증진에도 직접적인 기여를 한다고 볼 수 있다.

MIP(수은압입공극계)나 XRD, SEM-EDS 등의 미세구조 분석에서도 PLC 페이스트가 OPC 대비 모재(C-S-H 젤 및 CH)가 더 치밀하고 모세공극 크기 분포가 미세화되어 있음을 보여준다. 예컨대 ^{Lyu et al. (2019)}의 연구에서는 PLC 페이스트의 모세공극 직경 분포가 OPC에 비해 더 작은 공극 쪽으로 이동하고, 총 공극률도 소폭 감소한 것으로 나타났다. 또한 XRD로 모노카보알루미네이트 형성을 확인한 바와 같이, 석회석 치환으로 인해 시멘트 수화 생성물의 상 변화도 일어나 경화체 구조에 영향을 준다. 이런 결과들은 PLC 콘크리트의 미세구조적 특성이 단순히 클링커 감소에 따른 희석 효과만으로 설명되지 않고, 석회석에 의한 유효 수화반응의 결과임을 보여준다. 즉, 공극 구조의 미세화와 치밀화는 석회석의 물리적 충전 및 화학적 상호작용이 복합적으로 일으키는 긍정적 효과라 할 수 있다. 이는 SEM, XRD, TGA 등과 같은 미세구조 분석 기법을 통해 PLC 콘크리트의 성능을 예측하고 최적화할 수 있음을 시사하며, 재료 설계의 정밀도를 높여 장기 내구성과 신뢰성을 확보하는 데 중요하다.

3.1 기계적 강도 특성

압축강도는 콘크리트 구조재 성능의 핵심 지표로서, PLC의 압축강도에 관한 연구들은 치환율, 입자 크기, 양생 조건 등에 따라 다양한 결과를 보여준다. 전반적인 추세로는, 적정 조건에서 PLC는 OPC와 거의 동등한 수준의 장기 압축강도를 발휘하며, 오히려 초기 재령(3일, 7일)에서는 미세 석회석의 핵 생성 효과로 인해 OPC보다 높은 강도를 나타낼 수 있다고 보고된다^{(Bentz et al. 2015)}. 이러한 초기 강도 증진 특성은 PLC를 사용함으로써 속경성 콘크리트를 구현할 수 있음을 시사하며, 도로 포장 보수 등 조기 강도가 중요한 공사에 유용하게 활용될 수 있다. 실제로 PLC는 양생 초기에 수화반응이 빠르게 진행되므로 거푸집 제거 시기를 앞당겨 공사 기간을 단축시키는 데 도움이 될 수 있다.

PLC의 28일 이후 압축강도는 석회석 치환율이 적정 범위 내일 경우 OPC와 동등 수준을 유지한다. 여러 연구에서 대체로 15 % 이하의 석회석 치환에서는 28일 압축강도가 OPC와 유사하거나 일부 개선된 성능을 보일 수 있다고 보고하였다. 특히 약 10 % 수준의 석회석 치환이 압축강도 및 쪼갬인장강도를 극대화하는 경향이 있다는 보고가 있으며^{(Poudyal et al. 2021)}, 10 % 이하 치환율에서는 OPC와 동등한 강도 발현이 가능하다는 실험 결과도 제시되었다. 반면 석회석 치환율이 15 %를 초과하거나, 석회석 입자 평균 크기가 너무 큰 경우에는 장기 강도가 소폭 감소하는 희석 효과가 관찰된다. 일반적으로 PLC 제조 시 석회석의 평균 입경(d50)은 5~10 µm 범위로 제어될 때 충전 효과와 수화 촉진 효과가 극대화되며, 20 µm를 초과할 경우 반응성이 떨어져 희석 효과가 두드러질 수 있다는 연구가 보고된 바 있다^{(Faheem et al. 2021)}. ^{Tang et al. (2019)}은 15 % 이상의 과도한 치환 시 28 일 이후 강도에서 부정적 영향이 나타나며, 이는 시멘트 클링커 양 감소로 인해 석회석의 긍정적 효과보다 부정적 희석 효과가 우세해지기 때문으로 해석하였다. 일반적으로 압축강도의 현저한 감소는 석회석 함량이 30 % 이상일 때 두드러지는데, 이 경우 전체 시멘트 수화 활성도가 크게 저해되어 강도가 급감하게 된다. 따라서 실무적으로 PLC 적용 시에는 보통 15 % 이하의 석회석 치환을 권장하며, 치환율이 높아질수록 SCM의 병용 등을 통해 강도 저하를 상쇄하는 방안을 고려해야 한다. 실제로 고로슬래그 혼합 시멘트의 경우 석회석 치환율 증가에 따른 강도 감소폭이 OPC보다 작다는 연구가 보고되어, 슬래그 등 SCM과의 병용이 희석 효과를 완화함을 시사한다.

PLC 콘크리트의 인장 및 휨 강도는 압축강도에 비해 치환율에 따른 변화 폭이 크지 않은 것으로 알려져 있다. 대부분의 연구에서 PLC 혼합물의 쪼갬인장강도 및 휨강도가 동일 조건 OPC와 유사한 수준을 나타내며, 약간의 증가 또는 감소는 통계적으로 유의하지 않은 범위인 것으로 보고되었다^{(Choi et al. 2012; Poudyal et al. 2021)}. 이는 석회석 치환이 주로 시멘트 페이스트의 밀도와 수화물 구성에 영향을 주지만, 골재-페이스트 계면에서 발휘되는 인장 거동에는 상대적으로 중립적임을 의미한다. 다만 굵은 골재의 종류가 강도에 미치는 영향은 PLC에서도 중요하게 나타나는데, 한 연구에서는 석회석 골재를 사용했을 때 규산질 골재(siliceous aggregates)보다 동일한 수화도(또는 동일한 물-시멘트비 및 재령)에서 더 높은 압축강도를 얻었다고 보고한 바 있다^{(Bentz et al. 2015)}. 이 향상된 강도는 계면 전이대(ITZ)에서의 접착력 증가에 기인하는 것으로 해석되며 석회석 골재 표면의 거칠고 화학적으로 활성인 특성이 초기 수화생성물의 침전과 성장을 촉진하여 골재-페이스트 간 결합을 강화하기 때문으로 추정된다. 따라서 PLC 콘크리트의 강도 발현은 시멘트 페이스트 내부의 수화 특성뿐만 아니라, 미세 석회석 입자의 충전･핵생성 작용과 골재 표면과의 상호작용까지 다중 스케일에서 종합적으로 이해해야 함이 강조되고 있다^{(Bentz et al. 2015)}.

한편, 물-결합재비(W/B)와 양생 조건은 PLC 콘크리트의 강도 발현에 있어 OPC의 경우와 마찬가지로 매우 중요한 변수이다. 일반적으로 W/B가 낮을수록 강도가 증가하는 Abrams 법칙은 PLC 콘크리트에서도 동일하게 적용된다.

^{Dietrich (2016)}는 시멘트의 15 %까지 석회석을 넣어도 콘크리트의 작업성 및 슬럼프가 향상될 수 있음을 밝혔으며, 이처럼 PLC가 최적 석회석 함량에서 OPC보다 슬럼프가 향상되어 기존 콘크리트의 원리를 따르면서도 양호한 워커빌리티를 확보할 수 있음이 제시되었다. 한편, ^{Poudyal et al. (2021)}은 PLC 콘크리트가 OPC 콘크리트 보다 물을 좀 덜 넣어도 비슷한 작업성을 얻을 수 있음을 밝힌 바 있다. 다만, ^{Choi et al. (2012)}의 연구에서는 석회석미분말(LSP) 치환율이 증가함에 따라 슬럼프 값이 증가하는 경향을 보였다. 구체적으로, LSP를 5 % 치환했을 때는 Plain 시험체와 유사한 38 mm의 슬럼프를 보였으나, 10 % 치환 시 45 mm, 15 % 치환 시 69 mm로 슬럼프가 현저히 증가했으며, 20 %, 25 % 치환 시에는 각각 83 mm, 75 mm로 증가하는 결과를 나타냈다. 이는 석회석미분말의 높은 분말도와 우수한 입도 분포, 그리고 잔입자의 증가에 따른 물리적인 유동성 증가에 기인한 것으로 해석될 수 있다. 따라서 목표 W/B를 낮게 설정하여 고강도를 구현하면서도 작업성 확보에 문제가 없도록, 감수제 투입 등 적절한 조치가 필요하다. 양생 온도의 경우, 고온 양생하면 초기강도는 빠르게 올라가지만 장기강도에는 부정적 영향을 줄 수 있다는 점은 OPC와 동일하다. 오히려 저온 양생 시 석회석 치환이 강도 발현을 도와 온도 민감도를 낮추는 사례도 보고되었다^{(Bentz et al. 2017)}. ^{Bentz et al. (2017)}은 10 oC 저온 양생한 PLC 모르타르가 23 oC에서 양생한 경우보다 7일 압축강도가 높게 나타난 현상을 관찰하고, 석회석이 저온에서 C-S-H 형성에 기여하여 발열량 대비 강도 효율을 향상시켰다고 분석하였다. 이처럼 PLC는 적절한 조건에서 양생 온도가 낮을 때도 강도를 확보하는 데 유리할 수 있어, 동절기 콘크리트 등에 응용 가능성이 제시된다.

3.2 내구성 특성

알칼리-실리카 반응(ASR) 측면에서, PLC 치환은 유효 알칼리 함량 감소와 시멘트 페이스트 내 용해 규산 성분의 희석 효과를 통해 ASR 팽창을 줄이는 효과가 있음이 밝혀졌다. Thomas and Thomas(2011)의 보고에 따르면 ASTM C1293⁽²⁰²⁰⁾ 콘크리트 프리즘 시험에서 OPC 대비 PLC(석회석 10 % 치환)의 ASR 팽창량이 현저히 낮게 나타나, 석회석 치환이 실질적으로 알칼리-실리카 반응 억제에 기여함을 확인하였다. 이는 PLC가 ASR에 대한 내구성 면에서 우수하거나 적어도 OPC와 동등한 성능을 보임을 의미한다. 따라서 ASR 우려가 있는 골재를 사용할 경우, PLC 적용은 하나의 개선 전략이 될 수 있다.

동결융해 저항성에 관해서는 여러 연구에서 상반된 결과를 제시하고 있다. 전반적으로 석회석 치환 자체만으로는 큰 영향이 없거나 미미한 감소 정도라는 보고가 많으며, 충분한 공기량을 확보하면(OPC와 동일하게 공기연행제를 사용하여 약 6 % 내외 공극부피) OPC와 동등한 동결저항성을 발휘한다는 결과가 다수이다. ^{Choi et al. (2012)}은 공기연행 6 % 수준에서 OPC와 석회석 10 % 치환 PLC의 동결-융해 저항성이 유사하다고 보고하였으며, 330 사이클 이상의 반복 동결융해 시험에서도 두 콘크리트 모두 중량손실과 상대동탄성계수 기준을 만족했다고 밝힌 바 있으며, ^{Choi et al. (2012)}의 연구에서는 0 %에서 25 %까지의 석회석미분말(LSP) 치환율 범위에서 동결융해 저항성 실험을 330 사이클까지 수행한 결과, 모든 배합이 KS 규정을 월등히 상회하는 우수한 성능을 보인 바 있다. 이는 공기량 실험 결과(5~7 %의 목표 공기량을 만족)와 같이 석회석 미분말 혼입이 공기연행에 큰 문제를 일으키지 않아 우수한 동결융해 저항성을 유지할 수 있으므로, 이는 표준적인 내동결 설계(적정 공기량 확보 등)를 따른다면 PLC 사용에 큰 문제가 없음을 시사한다. 한편, ^{Nichols (2025)}의 연구에서는 30 % 및 50 %의 높은 석회석 치환율이 동결융해 저항성을 심각하게 감소시킨다고 보고하고 있다. 따라서, PLC의 동결융해 저항성은 적절한 공기연행 등 배합설계가 수반될 경우 OPC와 동등한 수준으로 볼 수 있다. 다만 석회석 함량이 아주 높아질 경우 공극 구조 변화로 미소하게나마 저항성이 약화될 수 있으므로, 동결 위험이 큰 환경에서는 석회석 함량을 낮추고 W/B를 줄이는 전략이 권장된다.

염화물 이온 침투에 대한 저항성, 즉 수밀성 및 투과성 측면에서 PLC 콘크리트는 다양한 연구 결과가 존재한다. 일부 연구들은 최대 약 15~20 %의 석회석 치환 PLC가 순수 OPC와 유사한 염화물 확산계수를 보일 수 있다고 보고한다^{(Tennis et al. 2011)}. ^{Bonavetti et al. (2000)}은 초기 습윤양생을 충분히 하면 PLC 혼합물의 표면흡수와 염소이온 확산 저항이 OPC와 큰 차이 없다고 발표하였다. 반면 다른 연구들은 약간의 차이를 지적하는데, ^{Bentz et al. (2017)}은 PLC 사용 초기에 모세공극 구조 변화로 인해 염화물 침투 깊이가 다소 증가할 수 있다고 보고하였다. 이는 석회석 치환으로 시멘트 페이스트의 총 시멘트질 양이 감소하여 초기 치밀도가 약해지고, 그로 인해 염화물 확산계수가 소폭 상승한 결과로 해석된다. 그러나 이러한 초기 차이는 장기적으로 SCM 병용 등으로 충분히 보완 가능하며, 구조물 수명에 유의미한 수준의 차이를 유발하지 않는다는 견해가 있다. 실제 ^{Tennis et al. (2011)}의 종합보고서에 따르면, 동일 압축강도 등으로 배합을 최적화하면 PLC와 OPC의 장기 염화물 침투 저항성은 크게 다르지 않다고 한다. 오히려 PLC에 실리카 훔이나 플라이 애시 등을 병용하면 미세공극이 매우 치밀해져 염소 이온 확산을 획기적으로 저감시키는 경우도 있어, PLC를 사용하는 동시에 혼화재를 적극적으로 활용하는 것이 해안 구조물 등에서 바람직하다고 제안된다.

황산염 공격에 대해서는 PLC가 OPC보다 양호한 내황산 성능을 보이는 것으로 다수 연구가 일치된 결론을 내리고 있다. 전술한 바와 같이 석회석이 생성하는 카보알루미네이트 상은 황산 이온과 반응 시 팽창성 에트린자이트를 안정화시키고 모노설페이트 생성을 억제하는 역할을 한다. 그 결과 PLC 혼합물은 황산염 침투 환경(예: 지하수 중 황산이나 토양 황산염)에 노출될 경우 OPC 대비 팽창 및 균열 발생이 적은 것으로 보고되었다^{(Tennis et al. 2011)}. 미국 고속도로 관리국 보고에 따르면, PLC 사용 콘크리트가 황산염 노출 조건에서 5년 이상 양호한 상태를 유지하여 OPC 대비 내구 수명이 길어질 수 있음을 보여준 사례도 있다. 물론 황산염에 대한 내구성은 혼합시멘트의 알칼리도 및 사용된 SCM 종류에도 영향받으므로, 예컨대 플라이 애시나 고로슬래그를 병용하여 삼원계 시멘트로 사용하면 더욱 높은 내황산성을 얻을 수 있다. 하지만 단일 PLC만으로도 OPC 이상의 내황산 성능이 확보 가능하다는 것은 PLC의 중요한 장점이라 할 수 있다.

탄산화 저항성에 대해서는 비교적 논의가 적지만, 일반적으로 비교적 큰 석회석 치환율에서 탄산화 깊이가 다소 증가할 수 있다는 보고가 있다. 이는 석회석 치환으로 시멘트 페이스트 내 수산화칼슘(portlandite) 함량이 줄어들어 콘크리트의 탄산화 완충능력이 낮아지는 한편, 미세구조 변화로 $CO₂$ 확산에 영향받기 때문이다. 그러나 충분한 습윤 양생 연장 등으로 초기 밀도를 높이면 이런 차이는 크게 감소한다. ^{Elgalhud et al. (2017)}의 연구에 따르면 동일 물-시멘트비(W/C)로 비교하면 석회석 함량이 늘어날수록 탄산화 깊이가 증가하나, 동일 압축강도로 배합(즉 W/C를 낮춰 PLC의 강도를 OPC와 맞춤)하면 탄산화 저항성이 거의 차이가 없었다고 한다. 이는 탄산화 속도가 콘크리트 품질(강도)에 주로 좌우되고 시멘트 유형에는 상대적으로 독립적이라는 견해와 일치한다. 최근 야외 노출 공시체 시험에서도 PLC가 포함된 콘크리트가 2~3년 내 탄산화 깊이에서 OPC와 유사하거나 약간 깊은 정도를 보였으나, 충분한 양생과 낮은 W/B 조건에서는 철근 피복 두께 기준을 만족하는 것으로 보고되었다^{(Tennis et al. 2011)}. 따라서 PLC의 탄산화 저항성은 적절한 배합 및 양생이 병행되면 OPC와 동등한 수준으로 평가할 수 있으며, 다만 높은 치환율(예: > 20 %) 적용 시에는 초기 양생기간을 늘려주는 등의 보완이 필요하다.

마지막으로, 건조수축 및 균열 저항성에 대해 살펴보면, PLC는 일반적으로 OPC와 큰 차이를 보이지 않는다. 그러나 일부 문헌에서는 미분말도가 높은 석회석 사용으로 초기 건조수축이 약간 증가할 수 있음을 지적한다. ^{Barrett et al. (2014)}은 PLC 페이스트의 초기 자기수축 및 건조수축 거동을 연구하여, 동일 워커빌리티를 확보할 경우 OPC 대비 PLC의 초기 수축 변형이 약간 커질 수 있다고 보고하였다. 구체적으로 Barrett 등의 연구에서는 PLC 페이스트의 28일 자기수축이 OPC 대비 약 10~20 % 높게 나타났으나, 이는 전체 건조수축 변형률의 일부이며 구조적으로 유의미한 수준은 아니라고 분석되었다. 이는 PLC가 수화 초기 빠른 반응으로 내부 습도 감소를 가속하고, 미세 입자 증가로 모세흡착 수축이 다소 증대될 가능성과 관련된다. 이러한 수축 증가 경향은 초기 균열 발생 위험성과 연결될 수 있으므로, 내부 양생(포화 경량골재 사용 등)이나 수축저감제(SRA) 투입 등의 보완책을 적용하는 것이 권장된다^{(Browning et al. 2011; Barrett et al. 2014)}. 다행히도, PLC에 내부양생을 도입하면 자가수축을 효과적으로 억제하여 수축균열 발생 시점을 지연시키고 폭을 줄일 수 있음이 보고되고 있다. 종합적으로 PLC의 건조수축 및 균열저항성은 적절한 조치 시 OPC와 대등한 수준으로 관리 가능하며, 초미세 석회석 치환으로 인한 부작용은 현대적인 혼화기술로 상쇄할 수 있다. 이는 고성능 PLC 콘크리트의 안정성 확보를 위해 중요한 설계 포인트이다.

4.1 보조 시멘트 재료(SCM)와의 시너지 효과

SCM의 혼용은 PLC의 희석 효과로 인한 약점을 보완하고 장점을 강화하는 데 효과적이다. 다만, 플라이 애시나 고로슬래그와 같은 SCM은 포졸란 반응으로 수산화칼슘(CH)을 소비하므로, 과도하게 사용할 경우 콘크리트의 알칼리성을 저하시켜 탄산화 저항성에 불리하게 작용할 수 있다. 따라서 SCM을 병용할 경우, 강도 및 내구성 증진 효과와 탄산화 저항성 간의 균형을 고려한 최적의 배합 설계가 필수적이다.

우선 고로슬래그 미분말과 PLC의 병용은 강도 및 내구성 면에서 상호 보완적이다. 일반적으로 슬래그를 포함한 혼합시멘트에서는 석회석 치환 증가로 인한 강도 감소폭이 순수 OPC 대비 낮게 나타난다. 이는 슬래그의 포졸란 반응으로 생성된 추가 C-S-H 겔이 석회석 희석으로 인한 강도 손실을 일정 부분 상쇄하기 때문으로 해석된다. ^{Menéndez et al. (2003)}의 연구에서는 OPC 대비 슬래그 40 %+석회석 15 % 혼합 시멘트의 28 일 압축강도가 거의 동일하게 유지되며, 슬래그-석회석 상호작용으로 초기 수화열은 증가하지 않고도 강도는 확보되는 효과를 확인하였다. 이처럼 BFS와 PLC의 병용은 핵 생성 효과와 슬래그의 알루미나 공급으로 카보알루미네이트 생성을 촉진하여 장기 강도를 높이고, 모세공극을 미세화하여 염소 이온 및 황산염에 대한 저항성을 향상시키는 것으로 보고된다.

플라이 애시(fly ash)와 PLC의 조합도 주목할 만하다. 플라이 애시는 수화 후기의 포졸란 반응을 통해 수산화칼슘을 소비하고 C-S-H를 추가로 생성하는데, 석회석이 공급하는 $Ca CO₃$와 반응하여 안정적인 탄산염계 수화물을 형성한다. ^{Elgalhud (2017)}의 연구에서는 석회석 15 %+플라이 애시 20 % 수준의 삼원계 배합이 염화물 확산계수를 OPC 대비 최대 90 %까지 감소시켰다고 보고하였다. 이는 플라이 애시로 모세공극이 치밀해진 데 더해, 석회석에 의한 알칼리 저하로 염화물 결합능이 향상된 결과로 해석된다. 또한 PLC+플라이 애시 혼합물은 장기 건조수축 감소 효과도 기대되는데, 플라이 애시 반응으로 생성된 C-S-H 겔이 모세공극을 채우고 석회석 입자가 내부양생 효과를 일부 나타내어 수축을 억제하는 측면이 있다. 다만 플라이 애시 치환율이 높을 경우 초기 강도 저하가 클 수 있어, 활성도지수가 높은 양질의 플라이 애시 사용과 충분한 양생 기간 확보가 필요하다.

메타카올린(MK)은 높은 반응성 $Al₂O₃$를 제공하는 SCM으로, 석회석과의 시너지 효과가 특히 크다고 알려져 있다. ^{Tang et al. (2019)}은 OPC에 메타카올린 10 %와 석회석 5 %를 병용한 경우, 메타카올린 단독 사용 대비 초기 수화열과 강도 발현이 향상되고, 모노카보알루미네이트 생성이 급증함을 확인하였다. 이는 메타카올린이 다량 방출하는 $Al³⁺$이온이 석회석의 $CO₃²⁻$ 이온과 반응하여 수화생성물 구조를 치밀화하고 강도를 높이는 것으로 분석된다. 또한 MK 사용 PLC 콘크리트는 염화물 침투 저항성과 탄산화 저항성도 개선되는 경향을 보였다^{(Tang et al. 2019)}. 이러한 결과들은 고알루미나계 SCM+석회석 조합이 카보알루미네이트 형성을 극대화하여 장기 내구성까지 향상시킬 수 있음을 시사한다. 최근 개발된 석회석-소성점토 시멘트(일명 $LC³$) 역시 석회석과 메타카올린의 상호작용을 활용한 예로, OPC 대비 40 % 이상 $CO₂$를 저감하면서 동등 강도･내구성을 달성해 세계적인 관심을 받고 있다.

정리하면, SCM의 적극적 활용은 PLC 콘크리트 성능 향상의 핵심 수단이다. SCM 종류별로 석회석과 상호보완 작용이 최대화되는 배합비가 존재하며, 이를 통해 강도 저하 없는 고치환 PLC 사용이 가능해진다. 실제 적용 시에는 각 프로젝트 여건에 맞춰 슬래그, 플라이 애시, 실리카퓸, 메타카올린 등을 적절히 조합함으로써 경제성과 성능을 모두 만족하는 혼합 시멘트 배합을 설계할 수 있을 것이다.

4.2 배합 설계 및 혼화 기술 최적화

PLC 콘크리트 배합설계의 기본 원칙은 OPC와 크게 다르지 않지만, 석회석 치환으로 인한 특성 변화를 보정하기 위한 몇 가지 전략이 활용된다. 첫째, 시멘트의 분말도와 입자분포 최적화가 있다. PLC는 일반적으로 같은 클링커로 만든 OPC보다 조금 더 미세하게 분쇄되어 나온다^{(PCA 2024)}. 이는 석회석 치환으로 감소한 클링커 양을 분쇄 효과로 보완하여 강도 발현을 확보하기 위함이다. 그러나 지나치게 높은 분말도는 오히려 단위수량 증가 및 수축 증가를 야기할 수 있으므로, 적정 블레인 값을 설정하는 것이 중요하다. 제조 단계에서 석회석과 클링커의 동시 분쇄는 서로 보완적인 입자경 분포를 만들어 PLC의 성능을 향상시키는 데 기여한다.

둘째, 감수제 및 작업성 개선제의 활용이다. PLC는 미분말 입자가 많아질수록 물 요구량이 증가할 수 있다. 이를 상쇄하기 위해 고성능 감수제(superplasticizer)를 OPC 대비 약간 증량 투입하거나, 필요 시 소량의 감수제와 증점제를 함께 사용하여 슬럼프 유지와 블리딩 방지를 도모할 수 있다. 실제로 PLC는 입자모양이 각진 클링커와 달리 부드러운 석회석 분말을 포함하므로, 적절한 범위 내에서는 오히려 워커빌리티가 향상되는 사례도 있다. 이는 구형에 가까운 석회석 입자가 시멘트 입자 사이에서 볼베어링(ball-bearing) 역할을 하여 마찰을 줄이기 때문으로 분석된다^{(Voglis et al. 2005)}. 따라서 배합설계 시 실험을 통해 목표 슬럼프를 달성하는 최소 단위수량을 산정하고, 필요 시 화학혼화제를 조정하여 시공연도를 확보하도록 한다.

셋째, 내구 성능을 고려한 배합 인자 조정이다. 예를 들어 동결융해 위험이 큰 구조물이라면, 석회석 치환율을 10 % 이하로 유지하고 물-결합재비를 낮추어 모세공극을 최소화하는 것이 권장된다. 염해 환경에서는 석회석 치환에 따른 장기 염화물 확산계수 변화를 예측하여, 필요시 피복두께를 늘리거나 아까 언급한 SCM을 병용해 염화물 침투를 억제한다. 탄산화에 민감한 경우(박판 철근콘크리트 등)는 습윤 양생 기간 연장과 혼합물의 물시멘트비 저감으로 PLC의 탄산화 영향을 상쇄할 수 있다. 이처럼 환경 조건별 맞춤형 배합 설계가 PLC 적용에 중요하다는 지적이 이루어지고 있다.

넷째, 나노 재료의 활용이다. 최근 연구에서는 나노 크기의 $Si O₂$, $Ca CO₃$ 입자를 PLC에 소량 첨가하여 성능을 극대화하려는 시도가 보고되고 있다. 2.0 %의 나노 $Ca CO₃$를 단독으로 첨가한 콘크리트(NC)는 일반 콘크리트(PC) 대비 압축 강도를 14.96 %, 쪼갬 인장 강도를 9.33 % 증가시켰다. 이는 나노 $Ca CO₃$ 입자가 $Ca(OH)₂$ 결정의 핵 생성 부위를 가속화하고 C-S-H 겔의 망상 구조 형성을 촉진하여 콘크리트의 치밀도를 높이고 유해 공극을 채우기 때문이다. 반면, 나노 $Si O₂$의 효과는 혼입량에 따라 복합적으로 나타날 수 있다. Wang et al.⁽²⁰²²⁾은 2.0 %의 나노 $Si O₂$를 단독 첨가한 콘크리트(NS)의 정적 압축 강도가 오히려 감소하는 경향을 보였으나, 이는 초기 수화 단계에서 나노 $Si O₂$가 과도한 물을 흡착하여 시멘트 입자와의 반응을 방해하고 약한 영역을 형성하기 때문으로 설명된다. 그러나 나노 $Ca CO₃$와 나노 $Si O₂$를 1.0 %씩 복합 첨가한 콘크리트(NSC)는 단독 첨가한 나노 $Si O₂$ 콘크리트보다 전반적으로 개선된 정적 및 동적 기계적 특성을 보였다. 한편, 나노 재료의 종류와 혼합 비율에 따라 콘크리트의 정적 및 동적 성능이 크게 달라질 수 있으며, 특정 응용 분야에 맞는 최적의 나노 재료 조합을 찾는 연구의 중요함을 의미한다^{(Wang et al. 2022; Lei et al. 2025)}. ^{Poudyal et al. (2021)}은 나노 $Ca CO₃$를 PLC에 첨가한 실험에서 미세 석회석과 유사한 작용으로 초기강도가 증진되고, 탄산화･염화물 침투 저항성이 개선되는 것을 관찰하였다. 다만 나노물질은 높은 비용과 균일 분산의 어려움이 있으므로, 향후 실용화를 위해서는 경제성 평가와 혼화기술 개발이 추가로 필요하다. 그럼에도 나노기술은 PLC 콘크리트의 성능 향상에 새로운 돌파구를 제공할 것으로 기대된다.

4.3 양생 및 시공 관리 기술

PLC 콘크리트의 양생은 특히 초기 수화 반응을 촉진하고 건조수축을 억제하는 방향으로 관리하는 것이 좋다. 습윤 양생 기간 연장은 저발열 특성을 가진 PLC에 유효한데, 이는 충분한 수분 공급으로 카보알루미네이트 등의 이차 수화반응을 극대화하여 장기 강도를 높이고 탄산화 진행을 지연시키는 이점이 있다. ^{Mo et al. (2024)}은 상대습도 60 %, 90 %, 100 %에서 PLC 페이스트를 양생한 결과 습도가 높을수록 28 일 강도와 공극구조 치밀도가 향상됨을 보고하며, 고습도 양생 권장을 제시하였다. 실무적으로는 습윤 양생을 OPC 대비 1.2~1.5배 정도 늘려주는 방안이 권장될 수 있다^{(MCA n.d.)}.

내부 양생도 수축 및 균열 제어 측면에서 PLC에 효과적이다. 내부양생을 위해 포화 경량 골재(LWA)를 혼입하면 수화가 진행됨에 따라 내부 수분이 서서히 방출되어, PLC의 자가 건조수축과 표면 건조수축을 모두 저감시킬 수 있다. ^{Browning et al. (2011)}는 경량골재를 활용한 내부양생이 PLC 콘크리트의 초기 거동에 미치는 영향을 연구하여, 내부 양생 콘크리트에서 모체 내부 상대습도가 높게 유지되고 이에 따라 균열 발생 시점이 지연되는 것을 확인하였다. 이러한 내부양생 기술은 별도 설비 없이 골재 치환만으로 수축 균열 위험을 줄일 수 있어, 대형 슬래브나 매스 콘크리트에 PLC를 적용할 때 특히 유용하다.

온도 관리 또한 PLC 양생에서 고려된다. 전술한 바와 같이 PLC는 저온 양생에서도 강도 발현에 큰 문제가 없으나, 너무 낮은 온도에서는 초기 반응이 지연될 수 있다. 반대로 높은 양생 온도(> 60 oC)에서는 다른 시멘트와 마찬가지로 장기강도 저하와 후열화 위험이 있다. 따라서 프리캐스트 공장 등 증기양생 환경에서 PLC를 사용할 경우, 증기양생 온도를 5~10 oC 낮추거나 상승시간을 완만하게 하여 균온 양생하는 것이 권장된다^{(Bentz et al. 2017)}. 이는 PLC의 조기 강도는 유지하면서 내부 열응력을 줄여, 프리캐스트 제품의 내구 균열을 방지하는 데 효과적이다.

시공 현장에서의 품질 관리 측면에서는, PLC는 미분말도가 높아 동일 슬럼프에서 약간의 블리딩 감소 효과가 있지만, 반대로 장시간 운반 시 슬럼프 손실이 발생할 수 있어 주의해야 한다. 특히 분말도가 높은 석회석을 사용할수록 비표면적이 증가하여 초기 유동성은 저하되고 슬럼프 손실은 커지는 경향이 있으므로^{(Voglis et al. 2005)}, 유동화제의 종류와 투입 시점을 정밀하게 제어할 필요가 있다. 작업 가능 시간은 일반적으로 OPC와 유사하거나 약간 짧을 수 있으므로, 유동화제의 현장 추가 투입 범위를 사전에 고려한다. 또한 PLC 콘크리트를 마감(finishing)할 때는 초기 응결이 빠를 경우 표면 다지기 타이밍을 약간 앞당길 필요가 있다. 하지만 너무 이른 마감은 위험하므로, 평탄성 확보를 위해 표준 OPC의 작업성과 시간을 기준으로 약간의 보정만 하면 충분하다는 것이 현장 보고이다^{(PCA 2024)}.

종합하면, PLC의 배합 및 양생 최적화 기술은 “기존의 원칙을 따르되 미세한 부분을 조정한다”로 요약될 수 있다. 석회석 치환에 따른 변화 폭이 크지 않기 때문에, 기존 OPC 콘크리트의 풍부한 시공 경험을 토대로 몇 가지 보완책을 적용하면 PLC도 충분히 안정적으로 생산･시공할 수 있다. 이러한 최적화 기술을 통해 PLC의 환경적･기술적 이점을 최대한 살리면서, 실무 적용 시 발생할 수 있는 위험 요인을 사전에 차단할 수 있을 것이다.

4.4 $CO₂$ 양생을 통한 성능 강화 및 탄소저감

최근 PLC의 친환경성을 극대화하는 기술로 초기 재령에서의 $CO₂$ 양생(탄산 경화)이 주목받고 있다. $CO₂$ 양생은 콘크리트가 대기 중의 $CO₂$를 흡수하여 탄산칼슘($Ca CO₃$)을 형성하는 반응을 인위적으로 촉진하는 기술이다. PLC는 OPC에 비해 C-S-H 겔의 Ca/Si비가 낮고 미반응 $C₃S$ 및 $C₂S$ 입자가 많아 탄산화 반응에 더 유리하다. 또한, 미분말 석회석 입자 자체가 추가적인 탄산화 반응 사이트를 제공하여 $CO₂$ 흡수 효율을 높인다. 연구에 따르면, PLC에 $CO₂$ 양생을 적용할 경우, 수화 생성물 사이의 공극을 탄산칼슘이 채우면서 조직이 치밀해져 1일 압축강도가 습윤양생 대비 최대 50 % 이상 향상될 수 있으며, 이는 $CO₂$를 콘크리트 내에 영구적으로 격리하는 효과적인 CCU(탄소 포집 및 활용) 기술이 될 수 있다^{(Zhang et al. 2020)}.

4.5 국내외 석회석 시멘트 제도 및 기술 기준 비교

PLC는 Table 1에 나타낸 바와 같이 주요 선진국에서 제도적으로 명확히 규정되고 있으며, 적용 범위 또한 점차 확대되는 추세이다. 유럽연합은 EN 197-1^{(CEN 2011)}을 통해 CEM II/A-L 및 CEM II/B-L 유형으로 석회석 혼입률을 각각 6~20 %, 21~35 %까지 허용하고 있다. 미국은 ASTM C595⁽²⁰⁰⁸⁾와 AASHTO M240⁽²⁰¹²⁾을 통해 Type IL 시멘트를 규정하며, 석회석 혼입률을 최대 15 %까지 허용하고 있으며, 실제로 16개 주에서 구조물에 적용 중이다^{(Tennis et al. 2011)}.

반면, 국내에서는 KS L 5201이나 콘크리트 구조설계기준(KDS) 등에서 석회석 시멘트에 대한 직접적인 규정이 미비한 상황이며, 국내에서는 상용화보다는 기초 및 응용 연구를 중심으로 기술 개발이 이루어지고 있다. 따라서 해외 제도와 기술 규정을 참고하여 국내 기준을 정비하는 작업이 필요하다.

5.1 기존 연구의 한계

지금까지의 연구는 PLC에 대한 많은 긍정적 증거를 제시하였으나, Table 2에 나타낸 바와 같은 몇 가지 한계와 불확실성도 존재한다.

첫째, 현장 구조물의 장기 성능 데이터가 절대적으로 부족하다. 대부분의 문헌은 5년 이내의 중단기 실험 결과에 기반하므로, 10년 이상 장기 노출된 PLC 구조물의 탄산화, 염해 내구성, 철근 부식 거동에 대한 실증 데이터는 매우 제한적이다^{(Akerele et al. 2025)}. 또한, 국내외에서 사용하는 석회석 원료의 광물학적 조성 및 순도 차이가 PLC의 장기 성능에 미치는 영향 역시 명확히 규명되지 않았다.

둘째, 초기 재령에서의 수축 및 균열 발생 위험성에 관한 연구가 미흡하다. 미세한 석회석 입자가 시멘트 페이스트의 자기수축을 증대시키는 경향이 보고되었으나, 이를 효과적으로 제어하기 위한 수축저감제(SRA)나 내부양생 기술의 최적 조합에 관한 체계적인 연구는 부족하다. 특히 매스 콘크리트 적용 시, 수화열 감소 효과와는 별개로 발생하는 균열 위험성 평가에 대한 심층적 분석이 요구된다.

셋째, 실제 시공 및 품질 관리에 대한 정량적 데이터 축적이 필요하다. PLC 콘크리트의 펌프 압송성, 장거리 운반 시 슬럼프 손실, 표면 마감 타이밍 등 현장 적용성을 평가할 수 있는 실증 연구가 부족하다. 현장 품질관리자가 참고할 수 있는 구체적인 작업 가이드라인 마련이 시급하다.

넷째, 미세구조와 성능을 연계하는 정량적 모델링 연구가 초기 단계에 머물러 있다. 석회석 치환율과 분말도에 따른 $C-S-H$ 겔의 구조 변화, 공극의 프랙탈 특성 변화 등을 반영하여 강도와 내구성을 예측하는 다중스케일 모델 개발이 필요하다^{(Luan et al. 2023)}.

5.2 향후 연구 과제 도출을 위한 정량적 평가 방법론

앞서 분석한 연구 한계를 바탕으로 향후 PLC 기술 개발에 요구되는 연구 과제를 도출하고, 각 과제의 중요도와 시급성을 객관적으로 평가하고자 문헌 분석에 기반한 일관된 기준을 통해 향후 연구 과제의 우선순위를 분석적 으로 제시하기 위해 본 논문에서는 주요 참고문헌을 대상으로 준-계량적 내용 분석(quasi-quantitative content analysis)을 수행하였으며, 그 구체적인 평가 과정은 다음과 같다.

먼저, 본 논문에서 인용한 참고문헌 40여 편 중 PLC의 성능 및 내구성을 직접적으로 평가하고 향후 연구 방향을 명시적으로 제시한 핵심 문헌 20편을 분석 대상으로 선정하였다. 선정된 문헌들을 기반으로 각 연구 과제의 우선순위를 평가하기 위해 ‘연구 필요성(research need)’과 ‘기술적 파급효과(technical impact)’라는 두 가지 지표를 설정하였다.

첫째, ‘연구 필요성’은 해당 주제가 기존 연구에서 얼마나 중요하게 언급되었는지를 정량화한 지표이다. 평가의 객관성을 확보하기 위해, 문헌에서 언급하는 중요도에 따라 가중치를 차등 부여하였다. 논문의 결론부에서 가장 시급하고 중요한 한계 또는 향후 과제로 명시적으로 지적한 경우(A)는 3점의 가중치를, 서론이나 본문에서 부가적인 연구의 필요성으로 언급한 경우(B)는 1점의 가중치를 부여하였으며, 각 문헌의 수를 집계하여 ‘연구 필요성 점수=(A×3)+(B×1)’의 식으로 산출하였다.

둘째, ‘기술적 파급효과’는 해당 연구가 산업적･기술적으로 미치는 잠재적 영향을 평가하는 지표이다. 평가는 세 가지 하위 항목으로 구성된다. 다른 후속 연구의 전제 조건이 되는 정도를 나타내는 ‘기술 기반성(X)’, 현장 적용의 핵심 장벽을 직접적으로 해소하는 기여도를 의미하는 ‘실용성(Y)’, 그리고 PLC 기술 전반에 미치는 영향 범위를 뜻하는 ‘적용 범위(Z)’를 각각 3점 척도로 평가하여 ‘기술적 파급효과 점수=X+Y+Z’의 식으로 합산하였다.

최종적으로, 각 과제에 대해 산출된 ‘연구 필요성’과 ‘기술적 파급효과’의 원점수는 최고점을 기준으로 10점 척도로 정규화(normalization)하여 Table 3과 Fig. 3에 나타내었으며, 이상의 고찰을 바탕으로, PLC 콘크리트의 활용을 극대화하기 위해 다음과 같이 향후 연구 방향을 제언한다.

Fig. 3. Portland-limestone cement concrete future research direction analysis

1) 장기 현장 성능 모니터링: 다양한 환경에 노출된 PLC 구조물의 장기 거동 (탄산화, 염해, 동해, 크리프 등)을 추적 조사하여, PLC의 수명주기 성능 데이터베이스를 축적할 필요가 있다. 특히 10년 이상 된 실제 구조물 코어를 채취하여 OPC 대비 미세구조 열화 정도를 비교 분석함으로써, PLC의 장기 내구 수명 예측모델을 보완해야 한다.

2) 지역별 석회석 원재료 특성 연구: 각 지역에서 생산되는 석회석의 순도, 광물 상, 연삭성 등이 PLC 성능에 미치는 영향을 조사해야 한다. 이를 통해 지역 맞춤형 PLC 배합 지침과 품질 관리 기준을 수립하고, 지역내 원재료를 최대한 활용하면서도 성능을 확보할 수 있는 토착화 기술을 개발할 필요가 있다.

3) 혼합 시멘트 최적 조합 탐색: 석회석과 다양한 SCM의 최적 조합 및 배합비를 찾는 연구가 지속적으로 요구된다. 예를 들어 석회석-Calcined Clay-슬래그 등의 삼원 혼합에서 치환 비율을 어떻게 설정해야 가장 효율적인지, 각각의 혼합재 별로 기대되는 상호작용 효과(예: 알루미나 공급, 실리카 공급, 핵생성 촉진 등)를 정량화하여 설계 지침화하는 노력이 필요하다.

4) 수화 및 미세구조 모델 개발: PLC 특성을 반영한 수화 반응 모델 및 다중스케일 모델을 개발하여, 배합 설계 단계에서 성능을 예측･최적화할 수 있는 시뮬레이션 도구를 마련해야 한다. 특히 석회석 치환율과 입자크기 분포를 변수로 하는 수화칼로리미터 모형, 모세공극 형성 모델 등을 정교화하고, 이를 기반으로 강도와 내구성을 추산하는 알고리즘 연구가 필요하다. 이러한 모델링 연구는 재료 개발의 비용과 시간을 절감하고, PLC 적용 범위를 과학적으로 확대하는 데 기여할 것이다.

5) 시공 및 품질 관리 가이드라인: PLC 전용 시공 가이드라인을 마련하기 위한 실증 연구가 이루어져야 한다. 예를 들어, PLC 콘크리트의 권장 슬럼프 범위와 공기량, 운반 및 타설시 유의점, 표준 양생 기간 등 실무 지침을 제시하기 위해, 현장 규모의 파일럿 테스트가 필요하다. 또한 품질 검사 시 PLC에 적합한 시험법도 재평가할 필요가 있다.

6) 첨단 기능 부여: PLC의 활용을 단순 OPC 대체 수준을 넘어 첨단 콘크리트 분야로 확대할 연구가 요구된다. 앞서 언급한 자기치유 콘크리트 외에도, 석회석의 특성을 활용한 내화 콘크리트, 방사성 폐기물 고착화용 시멘트 등 특수 분야에 PLC를 적용하는 연구가 가능하다. 또한 탄소 포집 및 활용(CCU) 관점에서, PLC가 시멘트 경화체로서 대기 중 $CO₂$ 흡수량(uptake)을 늘릴 수 있는지에 대한 평가도 흥미로운 주제다. 이를 통해 PLC가 탄소 중립에 기여할 수 있는 방안을 모색할 수 있을 것이다.

7) 시너지 효과에 관한 심층 연구: 프랙탈 차원(fractal dimension, Ds)의 평가를 활용한 미세구조 분석을 통해 PLC 콘크리트의 수화도-압축강도-내구성 간의 상관관계를 보다 정밀하게 정립할 수 있을 것으로 판단된다. 이는 PLC 콘크리트의 장기 성능 예측 정확도 향상과 최적 배합 설계에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

마지막으로, 지속 가능한 건설을 위해서는 재료 개발과 더불어 정책적 지원과 인식 개선이 병행되어야 한다. PLC는 이미 기술적으로 상용화 단계에 진입했으므로, 향후 남은 과제는 신뢰성 검증과 사용 확대이다. 이를 위해 산･학･연･관의 협력이 중요하며, 표준 개정, 시방서 반영, 성공 사례 공유 등을 통해 PLC 사용을 적극적으로 장려해야 한다. 포틀랜드 석회석 시멘트는 탄소저감과 성능 확보를 동시에 달성할 수 있는 유망한 대안이며, 앞으로의 연구와 실천을 통해 콘크리트 산업의 지속가능한 미래를 여는 열쇠가 될 것으로 기대한다.