The present study investigates the impact of freeze–thaw deterioration on the electrical properties and electric-heating capabilities of cement mortar incorporating with carbon nanotubes (CNT) and carbon fibers (CF). Mortar samples, containing 0.5 wt.% CNT and 0.1 wt.% CF relative to the mass of cement, were prepared and subjected to freeze–thaw tests for up to 300 cycles. The electrical properties and electric-heating capability were evaluated every 30 freeze–thaw cycles, and the physicochemical characteristics of the samples were analyzed using X-ray diffraction and mercury intrusion porosimetry. The results indicate a decline in both electrical conductivity and heat-generation capability as the freeze–thaw cycles progress. Furthermore, changes in the pore structure of the mortar samples during the freeze–thaw cycles contributed to damage in the conductive network formed by CNT and CF, resulting in decreased electrical conductivity and heat-generation capabilities of the mortar samples.

결정성 탄소물질은 결합의 형태에 따라 carbyne (sp1, 1D 구조), graphite (sp2+π, 2D), diamond (sp3, 3D) 구조 로 나뉜다. 특히 sp2 결합에 기반한 나노물질은 fullerene (0D), 탄소나노튜브 (1D or quasi-2D), 그래핀 (2D) 으로 나뉜 다. 탄소나노튜브와 그래핀은 물리적으로 여러 가지 뛰어난 특성이 있어 구조재나 광전자 재료, 멤브레인 등 다양한 분 야에 응용가치가 높다. 하지만 이들 나노재료는 강하게 응집되는 성질이 있어 용액에 분산할 필요가 있다. 특히 이는 용 액 상에서 박리, 안정화의 과정을 거쳐야 안정적으로 분산된 상태를 유지할 수 있다. 본 고에서는 탄노나노튜브나 그래 핀이 용매에서 박리되어