최근 지구온난화로 인해 발생하는 폭우 및 강설과 같은 비정상적인 기상 패턴으로 인해 도로 표면 결빙(블랙 아이스)으로 인 한 사고와 인명 피해가 증가하고 있으며, 이는 주요 문제로 대두되고 있습니다. 이러한 문제를 완화하기 위해 본 연구에서는 열저장 능력을 갖춘 상변화 물질(PCM)을 시멘트 복합재료에 포함시켰습니다. PCM은 상변화 과정에서 열에너지를 흡수, 저장 및 방출할 수 있어 온도 변동으로 인한 결빙을 최소화할 수 있습니다. PCM은 먼저 미세 캡슐화된 후 시멘트 복합재료에 강화되어 기계적 및 열적 성능 검증 연구가 수행되었습니다. 또한, 열전달 효율과 기계적 특성을 향상시키기 위해 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 실리카 퓸이 추 가되었습니다. 미세 캡슐화된 PCM의 열 성능은 열 거동을 측정하기 위한 재료 실험을 통해 검증되었습니다. 이후, 제조된 시멘트 복 합재의 기계적 및 열적 성능 테스트가 그 효과를 평가하기 위해 수행되었습니다. 이러한 테스트 동안 일정 온도와 습도 챔버를 사용한 열 주기 테스트가 열 성능을 검증하기 위해 수행되었습니다. 기계적 성능 실험에서는 CNT와 실리카 퓸의 포함이 미세 캡슐화된 PCM 의 포함으로 인한 강도 저하를 완화하는 것을 확인하였습니다. 더욱이, 열 주기 테스트를 통해 고효율 열저장 시멘트 복합재가 결빙 조건에서도 영하의 온도를 유지할 수 있음을 보여주었으며, 이는 효율적인 열저장 성능을 입증하였습니다.

Recently, the occurrence of abnormal weather patterns—such as heavy rains and snowfall—due to global warming has caused an increase in accidents and casualties due to freezing of the road surface (black ice), which is now a major issue. To mitigate this problem, herein, a phase change material (PCM) capable of heat storage was incorporated into the cementitious composites. PCM can absorb, store, and release thermal energy during phase change, thus minimizing freezing due to temperature fluctuations. PCM was first encapsulated in microcapsules, then reinforced into cementitious composites, and finally subjected to mechanical- and thermal-performance verification studies. Additionally, multiwalled carbon nanotubes (CNTs) and silica fume were added to enhance the heat-transfer efficiency and mechanical properties of the cementitious composites. The thermal performance of microencapsulated PCM was validated through material experiments designed to measure thermal behavior. Subsequently, mechanical- and thermal-performance tests were conducted on the manufactured cementitious composites to assess their efficacy. During these tests, a thermal cycle test using constant temperature and a humidity chamber was conducted to verify the thermal performance. The mechanical performance experiments confirmed that inclusion of CNT and silicon fume mitigated the strength reduction associated with incorporation of microencapsulated PCM. Furthermore, thermal cycle testing demonstrated that the high-efficiency heat-storage cementitious composites could maintain subzero temperatures even under freezing conditions, showcasing their efficient heat storage performance.

1. 서 론
2. 본 론
    2.1 상변화 물질의 특성
    2.2 마이크로캡슐 상변화 물질(m-PCM)
    2.3 다중벽 탄소나노튜브
    2.4 열에너지 저장 시멘트 복합체 설계
    2.5 PCM, m-PCM 열적성능분석(DSC, TGA 시험)
    2.6 압축강도 실험 결과
    2.7 휨강도 실험 결과
    2.8 시멘트 복합체 열적 성능 분석
3. 결 론
REFERENCES
국문초록

• 안준혁(한국건설기술연구원 국가건설기준센터 연구원) | Ahn Jun Hyuk (Research Associate, Korea Construction Standards Center, Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology, Gyeonggi-do, Korea) Corresponding author