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탄소계 산업부산물을 활용한 고상탄소캡슐 혼입 시멘트 복합체의 발열 성능 평가 KCI 등재

Evaluation of Heating Performance of Cement Composite-Blended Solid Carbon Capsules using Carbon By-products

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/439404
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복합신소재구조학회 논문집 (Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures)
한국복합신소재구조학회 (Korean Society for Advanced Composite Structures)
초록

노면결빙에 따른 전도사고 및 블랙아이스에 의한 사고 등이 증가하고 있으며 이를 해결하기 위한 발열 시멘트 복합체에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 리튬이차전지 산업에서 발생되는 폐 CNT 폐 음극재 등 탄소계 산업부산물을 활용하여 고상탄소 캡슐을 제조 하고 이를 혼입하여 레미탈 및 모르타르 실험체를 제조하여 전기 인압에 따른 중심부 표면 온도 측정 및 열화상 카메라를 통하여 발열 성능을 평가하였다. 고상탄소캡슐 혼입량이 증가할수록 발열 성능이 우수하게 나타났으며 레미탈 실험체의 경우 DC 24 V에서 모든 실험체가 35분 내 표면온도 60℃ 이상 나타내었다. 모르타르 실험체의 경우 전기 인압 DC 24 V에서 고상탄소캡슐을 19% 이상 혼입 시 소요시간 30분 내 30℃ 이상의 발열 상승 목표를 만족하는 것으로 나타났다.

Accidents caused by road surface freezing and black ice-related traffic incidents are increasing. Consequently, the heating of cement composites as a potential solution has garnered interest. This study developed solid carbon capsules using carbon-based industrial by-products, such as waste CNT and cathode materials from the lithium-ion battery industry. These capsules were incorporated into remitar and mortar test specimens, and their heating performance was evaluated using a thermal imaging camera and conducting central surface temperature measurements under varying electrical voltages. Results indicated that the heating performance improved with increasing solid carbon capsule content. In the remitar test, all specimens achieved surface temperatures exceeding 60°C within 35 min at a direct current (DC) voltage of 24 V. Similarly, in the mortar test, when the solid carbon capsule content exceeded 19% at DC voltage of 24 V, a target temperature increase of at least 30°C was achieved within the required 30-min timeframe.

목차
ABSTRACT
1. 서 론
2. 발열 시멘트 복합체 문헌 고찰
    2.1 전기전도성 발열 시멘트 복합체 원리 및 특성
    2.2 발열 시멘트 복합체 국내외 현황
    2.3 탄소계 산업부산물 현황
3. 고상탄소캡슐 제조
4. 고상탄소캡슐 혼입 레미탈 발열 성능 평가
    4.1 레미탈 실험체 발열 성능 실험계획 및 방법
    4.2 레미탈 실험체 발열 성능 실험 결과 및 분석
5. 고상탄소캡슐 혼입 모르타르 발열 성능 평가
    5.1 모르타르 실험체 발열 성능 실험계획 및 방법
    5.2 모르타르 실험체 발열 성능 실험결과 및 분석
6. 결 론
감사의 글
REFERENCES
국문초록
저자
  • 구현철(하이퍼콘 대표이사) | Koo Hyunchul (CEO, R&D Institute Research, Hypercon Co., Ltd, Jinju, Korea)
  • 정동근(스튜디오 미콘 대표이사) | Jeong Donggeun (CEO, R&D Institute Research, Studio MICON Co., Ltd, Hwaseong, Korea)
  • 조형규(한국세라믹기술원 책임연구원) | Cho Hyeongkyu (Principal Researcher, Carbon Neutrality & Materials Digitalization Division, Korea Institute of Ceramic Engineering and Technology, Jinju, Korea) Corresponding author