최영철 연구실
토목환경공학과 최영철
최영철 연구실은 토목환경공학 분야에서 지속가능한 건설재료 개발과 첨단 복합재료 기술을 선도하는 연구실입니다. 본 연구실은 플라이애시, 고로슬래그, 순환유동층 보일러 애시, 스테인리스 스틸 슬래그 등 다양한 산업부산물을 활용하여 친환경적이고 경제적인 시멘트 및 콘크리트 대체재를 개발하는 데 중점을 두고 있습니다. 이를 통해 건설산업의 환경부하를 줄이고, 자원순환과 탄소중립 실현에 기여하고 있습니다.
연구실은 나노실리카, 이산화타이타늄(TiO2), 탄소나노튜브(CNT), 슈퍼흡수성 폴리머(SAPs), 천연섬유 등 다양한 기능성 나노소재와 첨단 복합재료를 활용한 차세대 콘크리트 기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 이러한 소재의 도입을 통해 콘크리트의 미세구조 개선, 초기 및 장기 강도 향상, 내구성 증진, 자가치유 및 환경정화 기능 등 다양한 혁신적 성능을 구현하고 있습니다. 특히, 대기오염물질 저감, 자가발열, 전기전도성 등 스마트 인프라 구축을 위한 미래지향적 연구를 활발히 수행하고 있습니다.
또한, 본 연구실은 콘크리트의 자기치유 및 내구성 향상 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있습니다. 고로슬래그, 플라이애시, 크리스탈 혼화제, SAPs 등 다양한 소재를 활용하여 자기치유 성능을 극대화하는 배합 및 평가 방법을 개발하고, 균열 자기치유 콘크리트, 자기치유 인공골재, 무기 바인더 등 혁신적인 재료를 실용화하고 있습니다. 이러한 연구는 구조물의 수명 연장과 유지관리 비용 절감에 크게 기여하고 있습니다.
연구실은 실험실 연구에 그치지 않고, 정부 및 산업계와의 다양한 협력 프로젝트를 통해 연구성과의 실용화와 상용화에 앞장서고 있습니다. 국내외 학술지 논문, 특허, 기술이전 등 다수의 성과를 창출하고 있으며, 친환경·고기능성 건설재료의 상용화와 스마트 인프라 구축을 위한 핵심 기술 개발에 매진하고 있습니다.
이처럼 최영철 연구실은 지속가능한 건설재료, 기능성 나노소재 및 복합재료, 자기치유 콘크리트 등 다양한 연구를 통해 미래 건설산업의 패러다임 전환을 이끌고 있습니다. 친환경적이고 경제적인 건설재료 개발, 구조물의 장기 내구성 확보, 스마트 인프라 구축 등 사회적·산업적 가치 창출에 앞장서는 연구실로 자리매김하고 있습니다.
Self-Healing Concrete
Fly Ash Cement
Nanoparticles in Cement
지속가능한 건설재료 개발 및 산업부산물 활용
최영철 연구실은 지속가능한 건설재료 개발을 위해 다양한 산업부산물의 활용에 중점을 두고 있습니다. 대표적으로 플라이애시, 고로슬래그, 순환유동층 보일러 애시(CFBC ash), 스테인리스 스틸 슬래그(AOD slag) 등 산업 부산물을 시멘트 및 콘크리트의 대체재로 적용하여 자원 순환과 환경오염 저감을 동시에 추구합니다. 이러한 연구는 건설산업에서 발생하는 환경적 부담을 줄이고, 탄소중립 사회 실현에 기여하는 것을 목표로 합니다.
연구실에서는 산업부산물의 화학적·물리적 특성 분석, 수화반응 메커니즘 규명, 미세구조 및 역학적 성능 평가 등 다양한 실험과 분석을 수행합니다. 이를 통해 부산물의 최적 배합비와 전처리 방법을 도출하고, 실제 건설현장에 적용 가능한 고성능·고내구성 콘크리트 및 시멘트 복합체를 개발합니다. 특히, 탄산화 양생, 미세구조 제어, 나노소재 혼입 등 첨단 기술을 접목하여 재료의 성능을 극대화하고 있습니다.
이러한 연구는 환경부하 저감뿐만 아니라, 산업부산물의 고부가가치화, 경제성 향상, 자원순환 촉진 등 사회적·산업적 파급효과가 큽니다. 연구실의 성과는 국내외 학술지 논문, 특허, 기술이전 등으로 이어지고 있으며, 정부 및 산업계와의 협력 프로젝트를 통해 실용화와 상용화에도 적극적으로 기여하고 있습니다.
기능성 나노소재 및 첨단 복합재료 기반 콘크리트 기술
연구실은 기능성 나노소재(나노실리카, TiO2, CNT, C-S-H 나노입자 등)와 첨단 복합재료를 활용한 차세대 콘크리트 기술 개발에 주력하고 있습니다. 나노소재의 도입은 콘크리트의 미세구조를 개선하고, 초기 및 장기 강도, 내구성, 자가치유 성능, 환경정화 기능 등 다양한 특성을 획기적으로 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, TiO2 나노입자 및 활성탄을 혼입한 폼 복합체는 대기 중 질소산화물(NOx) 제거와 같은 환경정화 기능을 구현할 수 있습니다.
또한, CNT, 탄소섬유, 슈퍼흡수성 폴리머(SAPs), 천연섬유 등 다양한 첨단 소재를 적용하여 전기전도성, 자가발열, 자가치유, 내부양생 등 새로운 기능을 부여한 콘크리트 복합체를 개발하고 있습니다. 이러한 복합재료는 구조물의 수명 연장, 유지관리 비용 절감, 안전성 향상 등 실질적인 사회적 가치를 창출합니다. 연구실은 미세구조 분석, 수화반응 특성, 역학적 성능, 내구성 평가 등 다각도의 실험과 시뮬레이션을 통해 최적의 소재 조합과 적용기술을 제시합니다.
이와 같은 연구는 미래 건설산업의 패러다임 전환을 이끄는 핵심 기술로, 친환경·고기능성 건설재료의 상용화와 스마트 인프라 구축에 기여하고 있습니다. 연구실은 국내외 산학연 협력, 정부과제, 산업체 공동연구 등을 통해 연구성과의 실용화와 기술 확산에 앞장서고 있습니다.
콘크리트의 자기치유 및 내구성 향상 기술
최영철 연구실은 콘크리트 구조물의 장기 내구성 확보와 유지관리 비용 절감을 위해 자기치유 콘크리트 및 내구성 향상 기술을 집중적으로 연구하고 있습니다. 자기치유 콘크리트는 미세균열이 발생했을 때 외부의 물이나 이산화탄소와 반응하여 스스로 균열을 메우는 기능을 갖추고 있어, 구조물의 수명을 크게 연장할 수 있습니다. 연구실은 고로슬래그, 플라이애시, 크리스탈 혼화제, 슈퍼흡수성 폴리머(SAPs) 등 다양한 소재를 활용하여 자기치유 성능을 극대화하는 배합 및 평가 방법을 개발하고 있습니다.
특히, 자기치유 메커니즘의 정량적 평가를 위해 염소이온 침투 저항성, 수분 흡수율, 투수시험 등 다양한 실험기법을 적용하고, 균열 폭에 따른 자기치유 생성물의 특성 분석을 통해 실질적인 내구성 회복 효과를 검증합니다. 또한, 자기치유 기능을 갖춘 인공골재, 무기 바인더, 나노소재 복합체 등 혁신적인 재료 개발에도 앞장서고 있습니다. 이러한 연구는 특허 출원 및 기술이전, 산업체 적용 등 실용화로 이어지고 있습니다.
연구실의 자기치유 콘크리트 기술은 구조물의 유지관리 주기를 연장하고, 사회적·경제적 비용을 절감하는 데 큰 기여를 하고 있습니다. 또한, 친환경적이고 지속가능한 인프라 구축을 위한 핵심 기술로서 국내외 학계와 산업계에서 높은 평가를 받고 있습니다.
1
Microstructural Characteristics of Cellulosic Fiber-Reinforced Cement Composite
Choi, Young-Cheol, Han, Jae-Yoon
MATERIALS, 202501
2
Impact of TiO<sub>2 </sub>powder type on hydration and photocatalytic NO<sub>x </sub>degradation in cement paste
Choi, Young-Cheol
RESULTS IN ENGINEERING, 202412
3
Effects of Fly Ash Particle Size and Chemical Activators on the Hydration of High-Volume Fly Ash Mortars
Park, Byoungsun, Choi, Young-Cheol
MATERIALS, 202411
1
DCM 결합재 구정 후보물질에 대한 수화특성 및 점섬토에 대한 포졸란 특성 평가
2
비탄소계 나노소재 활용 시멘트 수화반응 및 미세 공극제어를 통한 초내구성 콘크리트 기술개발
3
(RCMS)불소 함유 반도체 슬러지를 활용한 하이브리드 광화제 개발 및 이를 이용한 시멘트 클링커 저온 소성 기술개발
