우리나라는 계절적 영향으로 인해 콘크리트 구조물에는 피로 및 열팽창에 의한 각종 균열이 발생하는 것이 필연적이라고 할 수 있다. 비단 우리나라뿐만 아니라, 연간 온도 차가 뚜렷한 기후를 가진 대부분의 나라에서는 모두 유사한 어려움을 겪고 있다. 재료의 발전으로 이러한 균열의 최소화를 이루어 나가고 있다고 하지만 콘크리트 재료의 본질적 특성상 완벽히 개선하기란 쉽지 않은 문제이다. 이 때문에 콘크리트 구조물에 대한 보수보강이 부수적인 경비로 여겨지고 있지만, 그 건수가 오히려 증가하고 있는 것은 막을 수 없는 현실이다. 보수보강 시공사례의 증가로 인해 각종 보수보강 제품들이 우후죽순으로 생겨나고, 모든 제품이 자체 평가 기준을 바탕으로 해당 제품의 우수성을 강조하고 있다. 특히 외부환경에 누출된 대형 구조물일수록 제품의 평가에 대한 객관성이 더욱 필요하다. 그러기 위해서는 제품의 개발단계에서부터 과학적인 연구방법을 통해 객관적인 평가를 통한 제품의 개선 방향을 제시해야 한다. 본 연구에서는 콘크리트 구조물에서 많이 발생하는 신축이음부 누수를 보수하기 위한 고체형 수팽창 고분자 차수재의 한 종류인 DSI(Dam sealing innovation)를 올바른 방향으로 개선하기 위한 공학적인 연구방법을 제시 후, 개선된 제품을 통해 콘크리트 댐에 실제 시공에 대한 평가를 진행하였다.

DSI는 수분을 통해 수축팽창을 하는 하이드로젤이다. 본 연구에서는 DSI에 대한 분자 동역학 시뮬레이션을 통해 DSI의 수축팽창 및 인장강도에 대한 분자 수준의 원리를 파악한 후, 열역학적 고찰을 통해 제품의 팽윤성 및 인장강도에 대한 개선 방향으로 가교제의 농도를 감소하는 방법을 제시했다. 이렇게 개선된 DSI를 통해 국내 콘크리트 댐 및 터널에 대한 현장적용을 바탕으로 누수보수에 대한 효과를 확인한 결과 갤러리 내에서 총 침투수량 83%의 저감 효율을 보였고, 개선된 DSI는 개선 전보다 10% 이상 더 효과적인 것을 확인하였다. 본 연구는 과학적인 접근방식으로 개발된 DSI 제품의 현장적용을 통해 그 효과를 입증한 우수한 사례로 평가할 수 있을 것이다.