콘크리트의 배합에 있어서 포졸란 물질의 사용은 수화된 시멘트내의 칼슘 실리케이트 수화물을 증가시키고 미세 공극을 채워줌으로써 콘크리트의 투수성을 감소시킨다. 또한 콘크리트 내의 전체 염기량을 낮추어 알카리 골재반응에 의한 균열의 방지에도 효과가 있다. 본 연구에서는 포졸란 물질 중 반응성이 가장 우수한 나노실리카를 사용한 콘크리트 시멘트의 미세구조를 나노압입을 이용하여 분석할 것이다. 물질 표면의 경도를 측정하여 물질의 강도 및 강성을 파악하는 방법은 금속에 대하여 100여년간 수행되어 왔다. 콘크리트의 강도를 파악하는데 있어서도 슈미트 햄머를 이용하여 콘크리트의 표면경도를 측정하고 강도와 연관 짓는 방법이 널리 사용되고 있다. 나노압입 실험은 이러한 이론적인 배경을 바탕으로 나노 스케일의 압입 시험기를 사용하여 시멘트 페이스트를 구성하고 있는 미세구조의 기계적 특성을 파악하는 방법이다. 향후 콘크리트의 동결융해 실험, 알카리 골재 반응, 프리스트레스 강선과의 접착력 실험과 연계하여 균열에 대한 높은 내구성을 요구하는 콘크리트의 제작에 최적화된 나노실리카의 배합비를 산출하기 위한 기초연구로 사용될 것이다.

2014년 국내에서 발생한 리조트 붕괴사고와 환풍구 붕괴 사고는 대형 인명 피해를 가져왔으며, 이로 인해 구조물 상시 안전점검의 필요성이 더욱 부각되었다. 특히, 강 구조물의 연결부는 파괴에 취약하므로 더욱 철저한 안전 관리가 필요하다. 사용 중 구조물의 안전을 보장하기 위하여 구조물 부재와 연결부의 응력상태를 파악해야 하지만, 기존의 비파괴 검사방법으로는 부재의 사용 중 응력상태를 파악하기 어렵다. 강재의 압입실험으로 강재의 응력상태를 파악할 수 있으며, 나노스케일의 압입실험은 마이크로 단위의 흔적만을 남기므로 비파괴 검사의 방법으로 사용될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 용접모재(Weld Metal, WM), 열영향부(Heat Affected Zone, HAZ), 모재(Base Metal, BM)로 구성된 용접 연결부의 미세구조의 구성성분비를 나노압입을 사용하여 측정하는 방법을 제안하였다. 광학현미경을 이용하여 분석된 미세구조 구성성분비와 결과를 비교하였고, 제안된 방법이 유효함을 확인하였다. 향후 연구결과를 바탕으로 구조용강재 용접연결부의 응력상태에 따른 미세구조 특성 변화를 파악할 수 있을 것이고, 용접 연결부의 건전성을 판단하는 진단기술로 확장될 수 있을 것이다.