본 연구실은 콘크리트 펌핑 과정에서 발생하는 다양한 유동 현상과 그 제어 기술에 대한 심층적인 연구를 수행하고 있습니다. 콘크리트가 배관을 통해 이송될 때 형성되는 슬립 레이어(윤활층)의 특성, 레올로지(유변학)적 거동, 그리고 펌핑 압력 및 유속 제어를 위한 다양한 실험적·이론적 접근법을 개발하고 있습니다. 특히, 콘크리트의 유동성에 영향을 미치는 입자 크기, 혼화재, 배합비 등 다양한 변수들을 체계적으로 분석하여, 실제 현장 조건에 최적화된 펌핑 기술을 제시하고 있습니다. 이러한 연구는 실규모 펌핑 테스트와 수치해석, 그리고 특허화된 다양한 실험 장치 개발을 통해 이루어지고 있습니다. 예를 들어, 전자기장이나 초음파를 이용하여 슬립 레이어의 두께와 특성을 변화시켜 펌핑 효율을 높이는 기술, 압력 센서와 로드셀을 활용한 실시간 모니터링 시스템, 그리고 콘크리트 압송 중 폐색 방지 및 긴급 조치 장치 등이 대표적입니다. 또한, 콘크리트의 초기 유동성능을 정량적으로 평가할 수 있는 표준물질 개발과 레올로지 기반의 품질 관리 기법도 연구의 중요한 축을 이룹니다. 이러한 연구 성과는 고층 건물, 장대 교량, 해양 구조물 등 다양한 토목·건축 현장에서의 콘크리트 시공 품질과 안전성 향상에 크게 기여하고 있습니다. 더불어, 콘크리트 펌핑의 효율화와 비용 절감, 그리고 친환경적 시공 기술 개발을 통해 국내외 건설 산업의 경쟁력 강화에도 중요한 역할을 하고 있습니다.

연구실은 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 등 첨단 복합재료를 활용한 구조물의 내구성 및 성능 향상 기술 개발에 주력하고 있습니다. 특히, FRP 보강근을 적용한 콘크리트 부재의 휨·전단 특성, 부착 거동, 정착 길이 산정 등 구조적 성능 평가와 설계 최적화 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 기존 철근 대비 내식성, 경량성, 고강도 특성을 갖는 FRP의 장점을 극대화하여, 해양 환경이나 극한 조건에서도 구조물의 수명을 연장하고 유지관리 비용을 절감하는 데 중점을 두고 있습니다. 구체적으로, 실험적 평가와 함께 MCFT(Modified Compression Field Theory) 기반의 해석 프로그램 개발, 3D 프린팅 기술과의 융합, 그리고 FRP 보강근의 정착 및 체결 장치, 절곡커플러 등 다양한 특허 기술을 보유하고 있습니다. 또한, 국내외 표준화 연구와 시범 생산을 통한 실용화 검증, 그리고 해양 환경에서의 태양광 콘크리트 구조물 개발 등 응용 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 연구는 구조물의 안전성뿐만 아니라, 친환경적이고 지속가능한 건설재료 개발에도 크게 기여하고 있습니다. 연구실의 복합재료 연구는 미래 건설 산업의 패러다임 변화에 대응하는 핵심 기술로, 초장대 교량, 프리캐스트 구조물, 해양 및 도심 인프라 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다. 이를 통해 구조물의 장기 내구성 확보, 유지관리의 효율화, 그리고 탄소 저감형 친환경 건설재료 개발 등 사회적 요구에 부응하는 혁신적 연구를 선도하고 있습니다.

본 연구실은 3D 프린팅 기술을 활용한 건설 신기술 개발에도 선도적인 역할을 하고 있습니다. 특히, 시멘트 페이스트 및 콘크리트의 틱소트로피(Thixotropy) 거동을 정밀하게 분석하여, 3D 프린팅 적층 공정에 최적화된 재료 개발과 적층 사이클 도출 방법을 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 도심지 폐기물 재활용, 바이오 기술 융합, 수소환원 시멘트 공정 등 지속가능한 건설재료 개발과도 연계되어, 탄소중립 및 친환경 건설을 실현하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. 3D 프린팅용 콘크리트의 유동성, 충전성, 적층 안정성 등 다양한 성능 지표를 레올로지 기반으로 정량화하고, 실제 구조물 출력 및 성능평가 기술을 개발하고 있습니다. 또한, 프리캐스트 부재 연결 시스템, 모듈형 구조체 프린팅, 해양 환경 적층 시공 등 다양한 응용 분야에서 실용화 연구를 진행 중입니다. 이를 위해 국내외 연구기관 및 산업체와의 협력 프로젝트도 활발히 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 건설 자동화, 스마트 건설, 그리고 미래형 인프라 구축에 필수적인 기술로, 국내외 학회 및 국제 컨퍼런스에서 활발히 발표되고 있습니다. 연구실의 3D 프린팅 및 레올로지 기반 신기술은 건설 산업의 디지털 전환과 지속가능성 강화에 크게 기여하고 있습니다.