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표면 개질된 셀룰로오스 나노섬유(CNF)를 혼입한 시멘트 복합체의 최적 배합 도출 KCI 등재

Multifaceted Characterization of Cement Composites Incorporationg Surface-Modified Cellulose Nanofibrils (CNF)

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/447479
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복합신소재구조학회 논문집 (Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures)
한국복합신소재구조학회 (Korean Society for Advanced Composite Structures)
초록

본 연구에서는 셀루로오스 나노섬유(CNF) 첨가와 (3-아미노프로필)트라이에톡시실란(APTES)로 표면 처리한 CNF가 시멘트 모르타르 복합체에 미치는 영향을 분석하였다. 일반 시료, 비개질 CNF, APTES 개질 CNF, 그리고 APTES 용액만 첨가한 경우 등 네 가지 조건을 주요 변수로 하여 시험을 진행하였다. 최적 성능은 CNF 0.3 wt%와 APTES 3 vol% 처리 시 나타났으며, 이 조건에서 압축강도와 휨강도가 가장 높게 나타났다. SME, XRD, FT-IR 분석 결과, 처리된 CNF가 수화 생성물과 균일하게 분산되고 화학적으로 결합함을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 ATPES 처리로 CNF의 보강 효과가 시멘트 복합체의 역학적 성능을 크게 향상시킴을 확인할 수 있었다. 따라서 CNF 0.3 wt%와 APTES 3 vol%의 혼입 비율이 시멘트 복합체의 기계적 성능을 향상시키는 가장 효과적인 최적 배합비로 확인되었다.

This study examined the effects of cellulose nanofibril (CNF) incorporation and surface modification with (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) on cement mortar composites. Four conditions were tested: plain, unmodified CNF, APTES-modified CNF, and APTES solution only. The optimum performance was achieved when using 0.3 wt% CNF with 3 vol% APTES modification; the highest compressive and flexural strengths were achieved under this condition. Scanning electron microscopy, X-ray diffraction analysis, and Fourier transform infrared analysis confirmed the uniform dispersion and chemical bonding of modified CNF with hydration products. These findings demonstrated that APTES modification significantly enhances the reinforcing effect of CNF in cement composites. Thus, the optimum mix ratio of 0.3 wt% CNF and 3 vol% APTES was identified as the most effective combination for enhancing the mechanical performance of cement mortar composites.

목차
ABSTRACT
1. 서 론
    1.1 이론적 배경 및 선행연구
2. 실험 설계
3. 실험 결과 분석
    3.1 압축강도 및 휨강도 시험
    3.2 형태학적 특성 분석 결과
    3.3 결정 구조 분석 결과
    3.4 화학적 분석 결과
3. 결 론
ACKNOWLEDGMENT
REFERENCES
국문초록
저자
  • 조향기(국립금오공과대학교 건축공학과 석사과정) | Jo Hyang-Gi (M.S. Student, Department of Architectural Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi, Korea)
  • 윤현서(국립금오공과대학교 건축공학과 학사과정) | Yoon Hyeon-Seo (B.S. Student, Department of Architectural Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi, Korea)
  • 강수연(국립금오공과대학교 건축공학과 학사과정) | Kang Su-Yeon (B.S. Student, Department of Architectural Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi, Korea)
  • 김용준(국립금오공과대학교 건축공학과 학사과정) | Kim Yong-Jun (B.S. Student, Department of Architectural Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi, Korea)
  • 김우석(국립금오공과대학교 건축토목환경공학부 교수) | Kim Woo-Suk (Professor, Department of Architectural Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi, Korea) Corresponding author