다중벽 탄소나노튜브와 마이크로 강섬유가 전도성 모르타르의 특성에 미치는 영향 (Effects of Multi-Walled Carbon Nanotubes and Micro Steel Fibers on Properties of Conductive Mortar)

서지정보

· 발행기관 : 대한토목학회
· 수록지 정보 : 대한토목학회논문집(국문) / 45권 / 1호 / 7 ~ 12페이지
· 저자명 : 최범균, 박종건, 서동주, 전형민, 윤창호, 허광희

초록

겨울철 포장도로에서 제설/제빙을 위해, 매입된 전극을 통해 모르타르에 전압을 인가하면 전류 흐름에 따른 저항으로 인해 열을 생성한다. 생성된 열은 포장도로에 쌓은 눈/얼음을 녹이는 데 효과적으로 활용될 수 있다. 본 논문은 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)와 마이크로 강섬유(MSF)가 포함된 전도성 모르타르의 특성을 조사하였다. MWCNT와 MSF의 시너지 효과가 전도성 모르타르의 미세구조, 발열 성능, 전기적 및 휨강도 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, MWCNT와 MSF의 조합에서 뚜렷한 시너지 효과가 나타났다. MWCNT의 혼입 농도와 인가 전압이 높아질수록 발열 성능이 상당히 향상되었으며, 전기 저항은 크게 감소하였다. 주사전자현미경(SEM) 이미지를 통해 MWCNT가 MSF와 함께 시멘트 매트릭스 내에 고르게 분산되어 전도성 경로를 형성하며 브리징 역할을 하는 것이 확인되었다. 그러나 일부 MWCNT의 응집 현상이 전도성 모르타르의 발열 성능과 휨강도를 저하시키는 것으로 나타났다.

영어초록

For snow removal/deicing on the pavements in winter, when a voltage is applied to the mortar through the embedded electrodes, heat is generated due to the resistance caused by the current flow. The generated heat can be effectively used to melt snow/ice accumulated on the pavements. This paper investigated the properties of conductive mortar containing multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) and micro steel fibers (MSF). The synergistic effects of MWCNT and MSF on the microstructure, heating performance, electrical and flexural strength properties of conductive mortar were examined. The results demonstrated a clear synergistic effect between MWCNT and MSF. As the mixing concentration of MWCNT and the applied voltage were increased, the heating performance improved significantly, and the electrical resistance decreased substantially. Scanning electron microscope (SEM) images confirmed that MWCNT were evenly dispersed within the cement matrix together with MSF, forming conductive paths and acting as bridges. However, the aggregation of some MWCNT was found to diminish both heating performance and flexural strength in the conductive mortar.

참고자료

· 없음