[원소로 산업돋보기]뼈도 튼튼, 집도 튼튼 '칼슘'

[이데일리 하지나 기자] 집을 지을 때 건축물의 뼈대를 세우는 골조 공사는 아주 중요합니다. 이 때 꼭 필요한 절차가 콘크리트 타설이죠. 철근 배근과 거푸집을 설치하고 거푸집 내에 콘크리트를 부어 구조물을 만드는데요. 이 과정에서 문제가 생기면 부실공사의 원인이 되기도 합니다.

콘크리트의 주요 성분인 시멘트가 칼슘으로 이뤄진 것을 아시나요? 사람의 뼈도 칼슘으로 만들어졌는데, 뭔가 일맥상통하는 부분이 있네요.

칼슘은 원자번호 20번, 원소기호는 ‘Ca’입니다. 칼슘은 1808년 험프리 데이비(Humphry Davy)가 처음 발견했는데요. 산화수은에 대량의 생석회를 섞어 전기분해를 했고, 여기서 얻어낸 칼슘 아말감에서 수은을 제거해 최초로 금속 칼슘을 분리 추출하는 데 성공했습니다. 칼슘의 원소명 ‘Calcium’은 라틴어로 석회를 뜻하는 ‘칼스(calx)’에서 유래됐습니다.

칼슘은 인체에서도 꼭 필요한 영양분이죠. 인산칼슘은 뼈와 치아의 주요 구성 물질이며, 세포 기능과 에너지 대사 과정에서 꼭 필요합니다. 물론 과도하게 섭취할 경우 신장 기능 저하 및 신경계 문제가 발생할 수 있습니다. 최근에는 인산칼슘을 활용해 인공뼈나 틀니 등 보철 재료 등에 사용되고 있습니다.

처음 언급했듯이 시멘트는 탄산칼슘 주성분인 석회석을 이용해서 만들어지는데요, 채굴한 석회석을 분쇄한 후 점토와 섞어 고열의 소성공정을 거쳐서 만들어집니다.

시멘트 역사는 아주 오래됐습니다. 고대 이집트에서는 석회석과 석고를 혼합해 만든 시멘트를 피라미드를 만드는데 활용한 것으로 알려져 있습니다. 로마에서도 석회와 화산재를 섞은 양회에 모래와 자갈을 섞어 건물을 지었습니다. 대표적인 건축물이 바로 로마의 판테온입니다. 현대의 콘크리트와 굉장히 유사한 형태죠.

근래에는 시멘트 생산 과정에서 엄청난 양의 이산화탄소를 배출하면서 지구 온난화의 주범으로 꼽히고 있습니다. 이 때문에 폐기물과 산업 부산물을 대체재로 재활용한 친환경 시멘트에 대한 개발도 늘어나고 있습니다.