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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 정원석
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수8
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2019
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나노 시멘트 복합체는 시멘트에 전도성 물질인 나노재료를 혼입하여 자기발열이 가능한 재료이다. 우수한 전기적, 열적 성질을 갖는 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, 이하 CNT)를 혼입한 나노 시멘트 복합체는 발열성능과 강도 특성이 개선되어 도로의 융설 시스템 및 발열양생의 열원으로 활용될 수 있다.
본 연구에서는 시멘트에 CNT를 혼입한 시멘트 복합체의 발열 특성 및 강도 특성을 분석하기 위해 양생 조건에 따른 발열성능실험과 압축강도시험을 수행하였다. 굳은 CNT 시멘트 복합체의 발열성능실험은 양생일과 CNT 농도를 매개변수로 선정하여 수행하였다. 굳지 않은 CNT 시멘트 복합체의 발열양생실험은 CNT 농도와 외기온도를 달리하여 CNT 시멘트 복합체의 열전도 및 강도 특성을 분석하였다.
굳은 CNT 시멘트 복합체의 발열성능실험에서 양생일은 3일, 7일, 14일, 28일, 91일로 선정하였고, CNT 농도는 0.2wt%, 0.4wt%, 0.6wt%, 0.8wt%, 1.0wt%로 세분화하여 발열실험을 수행하였다. 또한 내부 미세구조 분석을 통해 CNT의 혼입이 발열성능과 수화반응에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 실험 결과, CNT 시멘트 복합체의 발열성능은 양생일이 늘어남에 따라, CNT 농도가 고농도일수록 향상되었다. CNT 시멘트의 내부 미세구조 분석 결과, 수화반응이 진행됨에 따라 CNT와 시멘트 수화물간의 연결성이 증대되었으며, CNT 농도가 증가함에 따라 CNT 시멘트 복합체 내부에 전기적 네트워크가 개선되었기 때문인 것으로 분석되었다.
굳지 않은 CNT 시멘트 복합체의 발열양생실험은 외기 온도를 달리하여 수행되었다. 발열부 CNT 시멘트 복합체는 발열성능실험 결과를 토대로 발열성능이 가장 우수한 1.0wt% CNT 시멘트 복합체를 사용하였다. 실험은 외기온도를 0℃, -10℃, -20℃로 설정하였고, CNT 농도를 0.1wt%, 1.0wt%로 선정하였다. 실험 결과, 타설부 시멘트 복합체의 내부 온도는 최소 8℃이상의 온도를 유지하였고, CNT 농도가 고농도일수록 최대 온도변화량이 증가하였다. 압축강도시험 결과, 발열양생한 시멘트 복합체의 초기 압축강도는 외기 온도에 노출된 시멘트 복합체에 비해 우수하였고, CNT 농도가 증가함에 따라 압축강도가 향상되었다. CNT 농도가 고농도일수록 타설부 시멘트 복합체의 열 전도성이 개선되어 강도 증진 효과가 향상된 것으로 분석되었다.
본 연구에서는 시멘트에 CNT를 혼입한 시멘트 복합체의 발열 특성 및 강도 특성을 분석하기 위해 양생 조건에 따른 발열성능실험과 압축강도시험을 수행하였다. 굳은 CNT 시멘트 복합체의 발열성능실험은 양생일과 CNT 농도를 매개변수로 선정하여 수행하였다. 굳지 않은 CNT 시멘트 복합체의 발열양생실험은 CNT 농도와 외기온도를 달리하여 CNT 시멘트 복합체의 열전도 및 강도 특성을 분석하였다.
굳은 CNT 시멘트 복합체의 발열성능실험에서 양생일은 3일, 7일, 14일, 28일, 91일로 선정하였고, CNT 농도는 0.2wt%, 0.4wt%, 0.6wt%, 0.8wt%, 1.0wt%로 세분화하여 발열실험을 수행하였다. 또한 내부 미세구조 분석을 통해 CNT의 혼입이 발열성능과 수화반응에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 실험 결과, CNT 시멘트 복합체의 발열성능은 양생일이 늘어남에 따라, CNT 농도가 고농도일수록 향상되었다. CNT 시멘트의 내부 미세구조 분석 결과, 수화반응이 진행됨에 따라 CNT와 시멘트 수화물간의 연결성이 증대되었으며, CNT 농도가 증가함에 따라 CNT 시멘트 복합체 내부에 전기적 네트워크가 개선되었기 때문인 것으로 분석되었다.
굳지 않은 CNT 시멘트 복합체의 발열양생실험은 외기 온도를 달리하여 수행되었다. 발열부 CNT 시멘트 복합체는 발열성능실험 결과를 토대로 발열성능이 가장 우수한 1.0wt% CNT 시멘트 복합체를 사용하였다. 실험은 외기온도를 0℃, -10℃, -20℃로 설정하였고, CNT 농도를 0.1wt%, 1.0wt%로 선정하였다. 실험 결과, 타설부 시멘트 복합체의 내부 온도는 최소 8℃이상의 온도를 유지하였고, CNT 농도가 고농도일수록 최대 온도변화량이 증가하였다. 압축강도시험 결과, 발열양생한 시멘트 복합체의 초기 압축강도는 외기 온도에 노출된 시멘트 복합체에 비해 우수하였고, CNT 농도가 증가함에 따라 압축강도가 향상되었다. CNT 농도가 고농도일수록 타설부 시멘트 복합체의 열 전도성이 개선되어 강도 증진 효과가 향상된 것으로 분석되었다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구 배경 11.2 문헌 연구 21.3 연구 목적 61.4 논문 구성 7제 2 장 굳은 CNT 시멘트 복합체의 발열성능 실험 82.1 실험 개요 82.2 실험체 제작과정 및 실험방법 102.3 양생일에 따른 발열성능실험 결과 172.4 CNT 농도에 따른 발열성능실험 결과 222.5 내부 미세구조 분석 결과 32제 3 장 굳지 않은 CNT 시멘트 복합체의 발열양생 실험 373.1 실험 개요 373.2 실험체 제작과정 및 실험방법 403.3 발열양생실험 결과 443.4 압축강도시험 결과 463.5 FE-SEM 분석 결과 49제 4장 결론 51참고문헌 53Abstract 56감사의 글 57
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