이 연구 주제는 콘크리트 구조물 내부와 표면에서 발생하는 균열, 미세손상, 강도 저하를 파괴 없이 정량적으로 평가하는 기술에 초점을 둔다. 연구실은 교량, 항만, 건축물, 해양·수산 인프라와 같은 다양한 구조물의 유지관리 문제를 해결하기 위해 초음파, 영상기반 분석, 표면파 계측 등 비파괴검사 기법을 융합적으로 활용한다. 특히 초기 균열이나 육안으로 확인하기 어려운 미세균열을 조기에 탐지하여 구조물의 안전성과 내구성을 향상시키는 것이 핵심 목표이다. 세부적으로는 확산 초음파를 이용한 미세균열 손상 평가, 공기전달 표면파 기법을 이용한 균열 복구 및 자기치유 모니터링, 그리고 이미지 이진화 기반 균열 식별 알고리즘 개발이 주요 방법론으로 나타난다. 이러한 접근은 기존의 단순 육안 조사보다 훨씬 높은 민감도와 재현성을 제공하며, 손상 정도를 정량화하고 시간에 따른 열화 진행을 추적하는 데 유리하다. 연구실의 논문들은 콘크리트 내부 손상과 초음파 전달 특성의 상관관계를 밝히고, 컴퓨터 비전 기반 자동 판독의 가능성을 검증함으로써 구조건전성 평가의 정밀도를 높이고 있다. 이 연구는 단순한 진단을 넘어 구조물의 생애주기 관리 체계 구축에 직접적으로 기여한다. 비파괴평가 기술이 고도화되면 유지보수 시점의 합리적 결정, 불필요한 보수 비용 절감, 안전사고 예방이 가능해진다. 또한 제주 지역과 같은 해양환경 노출 구조물에 대해 실시간 또는 주기적 모니터링 체계를 마련할 수 있어 지역 인프라의 지속가능성 확보에도 중요한 기반이 된다.

이 연구 주제는 콘크리트와 시멘트계 복합재료에 스스로 손상을 회복하거나 추가 기능을 부여하는 소재 설계에 관한 것이다. 연구실은 칼슘설포알루미네이트 시멘트, 고흡수성 폴리머, 황 복합체와 같은 재료 조합을 활용하여 균열 발생 이후에도 구조 성능을 회복할 수 있는 자기치유형 재료를 연구하고 있다. 이는 기존 콘크리트가 가지는 취성적 균열 문제와 유지관리 비용 증가 문제를 동시에 해결하려는 접근으로 이해할 수 있다. 또한 전기전도성 시멘트 복합재료의 자기발열 특성을 이용한 제빙 및 전기양생 기술도 중요한 연구 축으로 보인다. 이러한 기능성 재료는 단순한 하중 지지 역할을 넘어, 겨울철 표면 결빙 방지나 양생 효율 향상과 같은 능동적 성능을 제공할 수 있다. 연구실은 재료 조성, 전기적 특성, 역학적 성능, 내구성 사이의 관계를 정리하고 적용 가능성을 검토함으로써, 기능성과 구조성을 동시에 만족하는 차세대 시멘트 복합재료 개발에 기여하고 있다. 이 연구의 기대효과는 유지관리의 패러다임을 사후 보수에서 예방적·자율적 대응으로 전환시키는 데 있다. 자기치유 및 기능성 재료가 실용화되면 균열 확산 억제, 수명 연장, 에너지 절감, 기후 대응 성능 향상이 가능하다. 특히 도로, 항만, 해안 구조물처럼 harsh environment에 노출되는 시설물에서 적용 가치가 높으며, 지속가능한 건설재료와 스마트 인프라 구현을 위한 핵심 기술로 발전할 가능성이 크다.

이 연구 주제는 콘크리트 구조물의 상태를 디지털 방식으로 인식하고 평가하는 스마트 모니터링 기술에 관한 것이다. 연구실은 표면 이미지 분석과 초음파 계측을 결합하여 균열, 표면 결함, 층간 불연속, 강도 저하 등 다양한 이상 징후를 자동 또는 반자동으로 판별하는 방법을 연구한다. 이는 인력 중심의 점검 방식이 가진 주관성과 비효율성을 보완하고, 정밀한 데이터 기반 유지관리 체계를 구축하기 위한 기반 기술이다. 특히 최근 연구에서는 3D 콘크리트 프린팅 공정에서 발생하는 표면 결함과 층간 품질 저하를 컴퓨터 비전 및 초음파 시험으로 함께 평가하였다. 적층 간 시간 지연, 유변학적 특성, 초기 강성 발현이 최종 구조 성능에 미치는 영향을 정량적으로 분석하고, 층별 초음파 속도 분포를 통해 수직 방향의 강성 차이를 파악하는 방식은 공정 관리 측면에서도 매우 의미가 크다. 또한 과거 이미지 이진화 기반 균열 검출 연구는 다양한 영상 처리 알고리즘의 성능을 비교함으로써 현장 적용 가능한 자동화 균열 판독의 기반을 제공하였다. 이러한 스마트 모니터링 연구는 향후 인공지능 기반 상태평가와 결합될 때 더욱 큰 확장성을 가진다. 현장 센서 데이터와 영상 데이터를 통합하면 구조물의 결함 발생 시점을 조기 예측하고, 위험 수준에 따라 유지보수 우선순위를 자동 설정할 수 있다. 결과적으로 본 연구는 디지털 건설, 스마트 유지관리, 첨단 적층건설 품질관리로 이어지는 미래형 건설기술의 핵심 요소로 자리잡을 수 있다.