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마이크로캡슐 상변화 물질을 이용한 나노공학 초고성능 시멘트 복합체의 열적 및 기계적 성능평가 KCI 등재
Thermal and Mechanical Performance Evaluation of Nano-engineered Ultra-high Performance Cementitious Composite Using Microencapsulated Phase Change Materials
pp.32-38
Phase change materials (PCMs) have gained attention as latent heat storage materials capable of absorbing or releasing energy during phase transitions. Researchers have explored the integration of various PCMs into construction materials for different temperature applications in recent decades. However, the method of incorporating PCMs significantly influences the mechanical and thermal responses of concrete. Various techniques have been proposed for adding PCMs to concrete, but integrating microencapsulated PCMs (m-PCMs) often reduces the mechanical strength of the resulting concrete. To overcome these limitations, this study focuses on the use of ultra-high performance cementitious composites (UHPCC) because of their exceptional strength and durability properties. We present a novel approach to create a nano-engineered UHPCC that incorporates PCMs, aiming to address the drawbacks of existing technologies. Additionally, multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) were introduced to enhance both the mechanical and thermal performance of the cementitious composite. Our results demonstrate that the inclusion of MWCNTs not only improved the mechanical strength but also enhanced the thermal performance of the cementitious composites.
상변화 물질(PCM)은 상전이 동안 에너지를 흡수하거나 방출할 수 있는 잠열 저장 물질로 활용된다. 최근 수십 년 동 안, 연구자들은 다양한 온도 적용을 위한 건설 물질로의 다양한 PCM의 통합을 탐구해 왔다. 그러나, PCM을 통합하는 콘크리트 의 기계적 및 열적 반응은 통합 방법에 의해 영향을 받는다. PCM을 콘크리트에 추가하기 위한 여러 기술이 제안되었다. 그럼 에도 불구하고, 콘크리트에 마이크로 캡슐화 PCM(m-PCM)의 통합은 종종 기계적 강도의 상당한 감소를 초래한다. 기존 콘크리 트에 m-PCM의 추가와 관련된 한계를 극복하기 위해, 예외적인 강도 및 내구성 특성으로 인해 초고성능 시멘트 복합체(UHPCC) 가 선호된다. 따라서, 본 연구에서는 기존 기술의 단점을 해결하기 위해 PCM을 통합한 신규 나노 엔지니어링 UHPCC를 개발하 였다. 또한, 시멘트 복합체의 기계적 및 열적 성능을 향상시키기 위해 다중 벽 탄소 나노튜브(MWCNT)를 추가하였다. 결과는 MWCNT의 포함이 기계적 성능을 향상시켰을 뿐만 아니라 시멘트 복합체의 열적 성능을 향상시켰다는 것을 보여 주었다.
2. 본 론
2.1 상변화 물질의 특성
2.2 마이크로캡슐 상변화 물질
2.3 열에너지 저장 나노공학 UHPCC 설계
2.4 m-PCM 열적 성능 실험 결과
2.5 압축강도 실험 결과
2.6 열 사이클링 실험 결과
3. 결 론
감사의 글
