UNIST, 콘크리트 강도 추정 비파괴 기술 개발
UNIST가 3D 프린팅으로 건물을 만들 때 층을 올려도 될 만큼 아래층이 굳었는지를 초음파로 확인하는 기술을 개발했다.
신명수 UNIST 지구환경도시건설공학과 교수팀은 출력물 한쪽 면에만 초음파 센서를 붙여 3D 프린팅 콘크리트의 초기 강도를 추정하는 비파괴 검사법을 개발했다고 2일 밝혔다.
3D 프린팅 건축은 걸쭉한 콘크리트를 치약처럼 짜내 층층이 쌓아 만드는 기술이다. 거푸집을 만들고 해체하는 데 드는 시간과 비용을 줄일 수 있고, 곡선처럼 복잡한 모양의 구조물도 비교적 쉽게 만들 수 있다.
3D 프린팅 건축은 아래층의 초기 강도를 확인하는 것이 중요하다. 초기 강도는 콘크리트가 완전히 굳기 전 그 위에 다음 층을 쌓을 수 있을 만큼 버티는 힘을 말한다. 이 힘이 충분하기 전에 다음 층을 올리면 출력물이 찌그러지거나 무너질 수 있다.
신 교수팀이 개발한 기술은 출력물 한쪽 면에 센서 2개가 달린 아크릴판을 수직으로 부착해 아래층의 초기 강도를 확인하는 방식이다. 무른 콘크리트보다 단단하게 굳은 콘크리트에서 초음파 진동이 더 잘 퍼지는 원리를 이용했다. 측정한 초음파가 약할수록 콘크리트가 더 굳었다고 판단한다.
센서를 매립하거나 양쪽 면에 부착해야 했던 기존 기술과 달리 이 기술은 센서를 한쪽 면에만 붙이기 때문에 간편한다. 무른 콘크리트를 건드려 모양을 변형시킬 우려도 줄일 수 있다.
배합을 달리한 세 종류의 콘크리트로 실험한 결과, 초음파 신호로 얻은 지표와 콘크리트를 직접 눌러 측정한 초기 강도 사이에 높은 상관성이 나타났다. 신명수 교수는 “출력물 한쪽 면에서 콘크리트의 굳는 상태를 확인할 수 있기 때문에 다음 층을 쌓기 위한 3D 프린터 출력 속도를 조절할 수 있다”며 “현재는 소형 3층 출력물에서 실험한 단계로 실제 크기의 건축물에 적용하기 위해서는 추가 연구가 필요하다”고 설명했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
