학술논문

탄소나노튜브 및 비정질금속섬유를 사용한 시멘트 복합체의 공학적 특성에 관한 연구
Study on the Engineering Properties of Cement Composites Using Carbon Nanotubes and Amorphous Metallic Fiber
Document Type
Article
Source
콘크리트학회 논문집, 36(1), 199, pp.73-84 Feb, 2024
Subject
토목공학
Language
한국어
ISSN
2234-2842
1229-5515
Abstract
본 연구에서는 Multi-Walled Carbon Nano Tube(MWCNT)와 비정질금속섬유를 함께 사용하여 균열로 인한 콘크리트 구조물의 품질 저하 문제를 완화하고 전기 전도도가 낮은 시멘트 복합체의 열적 특성을 향상시키기 위한 연구를 진행하였다. 이를 위해, CNT와 비정질금속섬유 혼입률에 따른 모르타르의 유동성, 미소수화열, 발열성능, 압축강도, 쪼갬인장강도, 휨강도, 초음파속도, 탄산화 깊이 및 미세구조를 비교・분석하였다. 측정 결과에 따르면 CNT 0.2 %와 비정질금속섬유를 함께 사용한 샘플은 Control 샘플에 비해 향상된 발열성능과 역학 및 내구성능을 나타내었다. 반면 CNT 혼입률이 0.4 %인 샘플에서는 발열성능을 제외한 역학 및 내구성능이 Control 샘플에 비해 낮게 나타났으며, 비정질금속섬유를 함께 사용할 때 Control 샘플과 유사하거나 향상된 성능을 발현하는 것으로 나타났다.
In this study, multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and amorphous metallic fibers were combined to address the issue of quality deterioration in concrete structures caused by cracks and to improve the heating characteristics of cement composites with low electrical conductivity. For this purpose, the fluidity, micro-hydration heat, heating performance, compressive strength, split-tensile strength, flexural strength, ultrasonic pulse velocity, carbonation depth, and microstructure of mortar were compared and analyzed based on different mixing ratios of MWCNTs and amorphous metallic fibers. According to the measurement results, the sample containing 0.2 % MWCNTs and amorphous metallic fibers showed improved heat generation performance, mechanical properties, and durability compared to the control sample. On the other hand, the sample with an MWCNT mixing ratio of 0.4 % showed lower performance than the control sample across various parameters except for heating performance. However, when used with amorphous metallic fibers, there was similar or improved performance compared to the control sample.