커피 찌꺼기로 만든 친환경 벽돌의 제작 과정과 내구성 실험

커피 찌꺼기로 만든 친환경 벽돌, 버려지는 자원을 새로운 건축 소재로

매일 수많은 카페에서 쏟아져 나오는 커피 찌꺼기는 대부분 폐기물로 버려지지만, 이 부산물이 건축용 친환경 벽돌로 다시 태어나고 있다면 어떨까? 커피 찌꺼기로 만든 친환경 벽돌은 단순한 재활용 아이디어를 넘어, 자원 순환과 탄소 절감이라는 두 가지 가치를 동시에 담고 있는 혁신적인 시도다.

특히 최근 몇 년 사이에는 단순한 개념 실험이 아니라, 실제 건축 자재로의 적용 가능성을 검증하려는 연구와 제작 실험이 활발히 이루어지고 있다. 이 글에서는 커피 찌꺼기를 활용해 벽돌을 제작하는 구체적인 과정과 함께, 그 내구성을 테스트한 실험 결과까지 단계별로 살펴본다.

 

 

 

커피 찌꺼기로 만든 벽돌의 원리와 소재 구성

커피 찌꺼기 벽돌의 핵심은 ‘결합력’이다. 커피 찌꺼기는 다공성 구조로 흡수율이 높고, 가볍지만 입자 결합력이 약하다는 단점이 있다. 따라서 벽돌로 만들기 위해서는 이를 보완할 결합제(바인더) 가 필요하다. 일반적으로는 석회, 점토, 전분, 시멘트, 또는 천연 수지 등을 혼합해 고정력을 높인다. 이때 사용되는 비율은 실험 목적에 따라 달라지는데, 보통 커피 찌꺼기 60%, 점토 25%, 천연 접착제 15% 정도의 비율이 이상적이라고 알려져 있다.

 

혼합된 재료는 수분을 10~15% 정도 유지해야 가소성이 생기며, 형틀에 넣어 압축 후 일정 온도(약 80~100℃)에서 건조·경화 과정을 거친다. 이 과정을 통해 커피 찌꺼기 입자 사이에 결합제가 침투하여 점차 단단한 구조를 형성한다. 특히 전분계 결합제는 시간이 지나면서도 균열이 적고, 냄새 제거 및 항균 효과도 함께 발현되어 실내 건축 자재로 적합한 특성을 보여준다.

 

이와 같은 재료 구성은 플라스틱이나 시멘트를 완전히 대체할 수는 없지만, 비하우스용 건축물, 조경용 블록, 친환경 인테리어 벽면재 등으로는 충분히 활용 가능하다. 즉, 커피 찌꺼기 벽돌은 “완전한 건축 구조재”보다는 보조적 친환경 마감재의 개념으로 접근할 때 현실적인 가치를 가진다.

 

 

친환경 벽돌의 제작 과정과 실험 설계

커피 찌꺼기로 만든 벽돌 제작은 생각보다 간단하지만, 균일한 강도와 질감을 얻기 위해서는 일정한 제작 절차와 실험 설계가 필요하다. 먼저 커피 찌꺼기는 수분과 기름기를 완전히 제거하기 위해 100℃ 오븐에서 약 2시간 건조한다. 그 후, 고운 분말 상태로 분쇄하여 점토, 석회, 천연 수지 등을 비율에 맞게 혼합한다. 혼합 시 손으로 섞기보다 믹서형 교반기를 사용해야 입자 간 균질도가 높아지고, 결합제 분포가 고르게 되어 내구성에 직접적인 영향을 미친다.

 

형틀에 넣은 후에는 압축 성형 단계가 중요하다. 수동으로 누르는 방식보다는 1톤급 프레스기를 활용해 일정한 압력을 가하면
밀도 차이로 인한 균열이나 공극이 줄어든다. 압축이 끝난 벽돌은 자연건조 1일, 이후 80℃에서 8시간 이상 인공 건조를 진행한다.
건조가 끝나면 강도 시험기(Compressive Strength Tester) 로 하중 5kg, 10kg, 15kg을 차례로 가해 파손 시점을 측정한다.

실험 결과, 커피 찌꺼기 60% 혼합 비율에서 평균 압축 강도는 약 1.8MPa(메가파스칼) 수준으로, 기존 점토 벽돌(2.5~3.0MPa)에 비해 약 70% 정도의 강도를 보였다. 

이는 단독 구조재로는 다소 약하지만, 가벼운 구조물, 실내 인테리어용 벽체, 친환경 조형물 제작에는 충분한 수치다. 특히 흡음성과 단열성이 우수해 소음 저감용 블록으로도 응용 가능성이 높다.

 

 

내구성 실험 결과와 커피 찌꺼기 벽돌의 미래 가능성

커피 찌꺼기로 만든 벽돌의 내구성 실험은 단순한 압축 강도 외에도 습기·열·시간에 따른 변화를 함께 관찰해야 의미가 있다.
실험 후 30일간의 내구성 테스트에서는 실내 습도 50~70%, 온도 20~30℃ 범위에서 형태 유지율이 96%로 나타났고,
표면 균열은 미세한 수준에 불과했다. 다만, 장시간 수분에 노출되면 점토 결합 부분이 약화되는 경향이 있어 외부 노출용 구조물보다는 실내용 자재로 적합하다는 결론이 도출되었다. 또한 냄새 제거 실험에서는 놀라운 결과가 나왔다. 커피의 다공성 구조 덕분에 공기 중의 암모니아와 포름알데히드 흡착률이 40% 이상 개선되었으며, 이는 벽돌 자체가 일종의 자연 탈취 기능을 한다는 의미다.
즉, 단순히 폐기물 재활용에 그치지 않고, 실내 공기질 개선과 같은 부가적 친환경 기능까지 수행할 수 있다는 점이
커피 찌꺼기 벽돌의 가장 큰 장점이라 할 수 있다.

 

향후에는 바이오수지나 곡물 전분 기반의 결합제 기술이 발전하면서 더 높은 강도와 내수성을 확보할 수 있을 것으로 예상된다.
이미 유럽과 일본에서는 커피 찌꺼기 기반 벽돌을 친환경 인테리어 자재 브랜드 제품으로 상용화하려는 움직임도 나타나고 있다.
이러한 변화는 단순히 ‘재활용 아이디어’가 아닌, 지속 가능한 건축 문화로의 전환점을 의미한다.

우리 일상 속 버려진 커피 찌꺼기가 미래의 건축을 지탱할 소재가 될 수 있다는 점에서, 이 친환경 벽돌은 분명히 가치 있는 실험이다.