콘크리트 구조물에 포집된 이산화탄소층을 정밀 측정할 수 있는 초음파 이미징 기술이 개발됐다. 의료 분야에서 주로 사용해 온 초음파 이미징을 건설 분야로 확장한 첫 사례다.
UNIST(총장 이용훈)는 김건 지구환경도시건설공학과 교수와 김형기 조선대 건축공학과 교수, 마이클 오렐즈(Michael Oelze) 미국 일리노이대 전기전자공학 교수 공동 연구팀이 콘크리트 탄산화 깊이를 시각적으로 정밀하게 측정할 수 있는 정량적 초음파 이미징(Quantitative Ultrasound, QUS) 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.
콘크리트 탄산화는 대기 중 이산화탄소를 콘크리트 구조물에 포집하는, 건설업 탄소중립 구현 핵심 기술 가운데 하나다. 콘크리트 내부 미세구조 변화를 측정해 탄산화 정도를 파악한다.
하지만 기존 비파괴 검사 기술로는 이러한 콘크리트 내부 미세구조 변화를 측정하기 어려웠다.
공동 연구팀은 콘크리트 부재에 초음파를 투사해 산란 및 감쇠 특성을 추출하고 이를 시각화해 미세구조 변화를 측정하는 데 성공했다. 기존 파괴적 검사법(페놀프탈레인 지시약) 대비 약 1㎜ 정도의 오차로 탄산화 깊이를 더 정확히 탐지해 내는 것도 확인했다.
기존 초음파 이미징 검사는 낮은 해상도로 인해 전문가 및 의사의 경험에 절대적으로 의존할 수 밖에 없다.
개발 기술은 정량적 지표를 토대로 이미지 픽셀을 도출하기 때문에 사용자 경험과 상관없이 재료의 구조적 변화를 손쉽게 판단할 수 있다.
김건 교수는 “바이오 메디컬 분야에서 주로 사용하던 정량적 초음파 이미징을 건설 분야에도 활용할 수 있다는 것을 증명했다”며 “건설 뿐 아니라 자동차 배터리 수명 예측, 암 조직 정밀 시각화 등 다양한 분야에 응용할 수 있다”고 말했다.
이 연구 결과는 건설 분야 학술지 'Cement and Concrete Research' 4월 25일 온라인으로 게재됐다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com