Research

바이오차에서 자기감지 콘크리트까지

신소재 개발, 적용, 해석으로 구성된 세 개의 연구팀이 바이오차-그래핀 합성에서 전도성 콘크리트, 구조부재 적용, 자기감지와 유한요소해석까지 하나의 흐름으로 연결합니다.

요구성능

세 가지 요구성능 축

01 Eco-Friendly
탄소격리

효율적 바이오차-그래핀 제조와 탄소격리 효과 극대화, 전도성 성능 평가.
02 High Performance
전기전도 · 자기감지

전기전도성 부여와 자기감지기술 확립을 통한 손상감지 기술 개발 및 성능평가.
03 Sustainability
구조물 상시 모니터링

합성 콘크리트의 구조성능과 전도성 센서 모니터링을 통한 실시간 손상감지 및 유지관리.

연구그룹

세 개의 연구팀과 세부목표

연구 1팀 최원창 · 박찬호 (신진연구자)
바이오차-그래핀 합성물을 이용한 탄소격리 시멘트 복합체 개발 및 재료 성능평가

바이오차를 그래핀 기반 신소재로 개질하여 고전도성, 고탄소함량 시멘트 복합체를 합성합니다. 합성물의 구조와 성분을 분석하고, 역학적 성능과 내구성, 경제성을 평가합니다.

세부목표
- 바이오차-그래핀 코어-쉘 합성: graphitization (600-1100 C, 레이저, 플라즈마), 촉매반응공정 (FeCl3, ionic liquids, graphene oxide)
- 입자 표면개질 및 소수성 고분자 바인더 도입을 통한 고성능 시멘트 복합체 제조
- SEM, SEM-EDX, PSD 성분분석과 XRD, FT-IR 구조분석
- 압축강도 및 휨강도 역학적 성능평가
- 건조수축 및 균열, 동결융해, 탄산화, 내염해 등 내구성 평가
- 대량생산 공정 최적화 및 전과정 환경성-경제성 분석 (LCA)
- Biochar-graphene
- Graphitization
- Cement composite
- Durability
- LCA
연구 2팀 최원창 · 석승욱 (신진연구자)
전도성 탄소격리 콘크리트의 자기감지 성능 분석 및 활용

전도성을 부여한 시멘트 복합체 센서를 개발하고, 변형과 손상에 따른 전기저항 변화를 분석합니다. 손상-가소성 이론에 기반한 유한요소 재료모델을 개발하여 센싱 성능을 정량화합니다.

세부목표
- 센서의 최적 배합비 도출 및 전기화학임피던스 분광법(EIS) 기반 센싱 성능평가
- 변형감지 및 함수율에 따른 전기저항 특성 평가
- 다축하중 (1축/2축/3축 압축, 직접인장, 쪼갬인장) 재료 성능평가
- 손상-가소성(CDP) 기반 탄소격리 콘크리트 유한요소 재료모델 개발 및 검증
- 매립 및 표면 부착 센서를 통한 부재 손상 정량화 및 상관성 입증
- Self-sensing
- EIS
- Concrete damaged plasticity
- Finite element
- Damage detection
연구 3팀 서수연 · 석승욱 (신진연구자)
전도성 탄소격리 콘크리트 구조부재 적용 및 해석 기술

탄소격리 콘크리트를 RC부재에 적용하여 구조성능을 평가하고, 장기거동과 멀티센싱 모니터링을 수행합니다. 철근-콘크리트 계면을 모델링하여 RC부재의 유한요소해석 기법을 개발합니다.

세부목표
- 철근 정착성능 및 구속조건에 따른 인발성능 평가
- RC부재의 휨 및 전단강도 평가와 설계식 적용성 검토
- AE기법과의 멀티센싱에 의한 RC부재 거동 모니터링
- 철근 및 철근-콘크리트 계면 모델링 기법 제안
- RC부재의 장기거동 모사를 위한 유한요소해석 기법 개발
- RC member
- Rebar anchorage
- Acoustic emission
- Interface modeling
- Long-term behavior