Single-Walled 탄소나노튜브 수용액 혼입 시멘트 페이스트의 유변학적 특성 (Rheological Properties of Cement Paste Mixed with Aqueously Dispersed Single-Walled Carbon Nanotubes)

서지정보

· 발행기관 : 한국건축시공학회
· 수록지 정보 : 한국건축시공학회지 / 19권 / 2호 / 113 ~ 121페이지
· 저자명 : 김지현, 정철우

초록

SWCNT는 매우 뛰어난 역학적 성능을 가지고 있고. 이로 인해 각종 첨단 소재의 보강재료로서 각광받고 있다.
그러나 완전한 형태의 SWCNT는 소수성을 가지고 있고.
서로간에 Van der Waals 인력으로 결합되어 물에 분산이어렵다. 본 연구에서는 SWCNT를 시멘트 복합체에 활용하기 위하여, 분산된 용액 형태로 제조하여 시멘트 복합체에 활용하고자 하였고, 이를 위한 계면활성제로 DOC 및SDS를 선정하였다. 초음파 처리 및 초원심분리를 통해 제조된 SWCNT 수용액을 이용하여 시멘트 페이스트를 제조하여 이의 전단응력 vs. 전단변형률 관계를 확인하고, 이를 통해 소성점도 및 항복응력을 도출하였다. 본 연구의결과에 따르면 SWCNT를 혼입하지 않은 DOC 및 SDS는공기연행제와 유사한 유변학적 효과를 발휘하는 것으로 나타났다. DOC 2wt%를 이용해서 제조된 SWCNT 수용액으로 배합된 시멘트 페이스트는 플레인 시멘트 페이스트와거의 유사한 유변학적 거동을 하는 것으로 나타났으나,SDS 1%를 이용해서 제조된 SWCNT 수용액으로 배합된시멘트 페이스트는 플레인 시멘트 페이스트와 상이한 유변학적 거동을 하는 것으로 나타났다.

영어초록

Single walled carbon nanotube (SWCNT) has been used as a material for reinforcing various advanced materialsbecause it has superior mechanical properties. However, pure SWCNT that does not have any functional group has ahydrophobic character, and exists as bundles due to the strong Van der Waals attraction between each SWCNT. Dueto these reasons, it is very difficult to disperse SWCNTs in the water. In this work, in order to use SWCNT forproduction of cementitious composites, SWCNT was first dispersed in water to make an aqueous solution. Sodiumdeoxycholate (DOC) and Sodium dodecyl sulfate (SDS) were chosen as surfactants, and the dosage of DOC and SDSwere 2wt% and 1wt%, respectively. Sonication and ultracentrifugation were applied to separate each SWCNT andimpurities. Using such processed SWCNT solutions, cement paste was prepared and its shear stress vs. strain raterelationship was studied. The yield stress and plastic viscosity of cement paste were obtained using Bingham model.
According to the results in this work, cement pastes made with DOC and SDS showed similar rheological behavior tothat of air entrained cement paste. While cement paste made with DOC 2 wt.% SWCNT solution showed similarrheological behavior to that of plain cement paste, cement paste made with SDS 1 wt.% SWCNT solution showeddifferent rheological behavior showing much less yield stress than plain cement paste.

참고자료

· 없음