본 연구에서는 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질층 경계면 구조를 모방 하여 프리캐스트 형식으로 제조된 패널 사이를 후 타설 HDCC로 충전한 실험체와 PE-mesh를 HDCC층의 경계면에 배치한 실험체 등 2가지 경계면 특성을 고려하여 제작한 4종류 실험체의 휨 성능을 평가하였다. 패류 껍질의 경계조건을 모사한 고연성 시멘트 복합재료의 휨 성능 평가 결과 일반적인 휨 시험체 대비 층상화 단면을 적용한 모든 실험체의 연성이 증가하였다. 특히 PE-mesh를 삽입하여 층상화한 방법이 가장 우수한 연성을 나타내는 것을 확인하였다. 이는 삽입된 PE-mesh가 층을 분리하는 경계면 역할을 하고, PE-mesh 체눈 내의 각주형 HDCC는 층과 층 사이의 부착을 견고히 하는 역할을 하였기 때문이라고 사료된다.

이 논문의 목적은 다른 종류의 폴리에틸렌 섬유로 보강한 높은 연성을 갖는 고강도 시멘트계 복합체의 재료강도와 인장변형거동을 실험적으로 연구하는 것이다. 이를 위하여 압축강도 80 MPa 수준의 재료 및 배합을 결정하였고, 보강 섬유로서 2 종류의 폴리에틸렌 섬유를 사용하였다. 그리고 밀도, 압축강도, 1축 인장변형에 대한 일련의 실험을 수행하였다. 실험결과 시멘트계 복합체의 인장거동과 균열 패턴은 보강 섬유의 특성에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 적절한 폴리에틸렌 섬유를 사용함으로써 재료의 압축강도가 77.7 MPa 이고, 인장변 형성능이 7.9% 변형률인 시멘트계 복합체의 제조가 가능하다는 것을 확인하였다.

본 연구의 목적은 시멘트계 복합재료의 적층을 위해 증점제를 적용하여 개발한 출력배합의 수축 특성을 평가하고, 프린팅 기법을 이용해 제작한 적층시험체와의 수축 특성을 비교하는 데 있다. 증점제 적용 시 수축이 기준배합과 비교하여 평균 25% 저감(56일 기준)되는 것을 확인하였다. 수축이 저감되는 긍정적인 효과에 반해 압축강도는 약 15% 감소(28일 기준)되는 부정적인 효과도 확인되었다. 출력배합을 이용해 제작한 적층시험체와 몰드시험체를 이용하여 수축을 평가한 결과, 적층시험체의 수축변형률이 약 25% 감소(28일 기준)되는 것을 확인하였다. 본 연구결과를 통해 3D 프린팅을 이용한 시멘트계 복합재료의 출력 시 수축의 진전속도와 수축으로 인한 균열의 발생시점을 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

콘크리트의 취성적인 단점을 보완하기 위해 시멘트 매트릭스 내에 체적의 2%내외 합성섬유를 첨가한 고인성 시멘트 복합 재료는 뛰어난 연성을 가지는 재료이다. 한편, 조개껍질과 같은 갑각류의 껍질은 시멘트계 재료와 유사하게 탄산칼슘을 주성분으로 이루어져 있으며 수많은 층으로 이루어진 구조로 인해 높은 인장강도를 지니고 있다. 본 연구에서는 조개껍질의 구성형상을 생체모방하여 PE mesh를 고인성 시멘트 복합재료 내부에 삽입하여 시멘트 매트릭스를 층상화하여 휨실험을 실시하였다.

탄산화가 고전도성 시멘트 복합재료의 전기전도도에 미치는 영향에 대해 실험적으로 확인 하였다. 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)가 혼입된 페이스트형 및 모르타르형 시멘트 복합재료를 설계하였으며, 제조된 시편을 촉진탄산화 환경에 노출 시켰다. 반년간의 노출 후 확인한 결과 시멘트 복합재료의 전기전도도가 급격하게 감소한 것을 확인 할 수 있었다. 이 특성은, 전도성 시멘트 복합재료를 콘크리트용 센서로 사용했을 때, 탄산화에 의해 복합재료의 전기전도도가 변화할 수 있음을 고려해야 한다는 증거임과 동시에, 이 복합재료가 탄산화 센서로 사용될 수도 있다는 것을 의미한다. 본 논문은 본 연구 진의 기존논문 Lee et al.(2019)를 요약한 것이다.

전기전도도가 높은 시멘트 복합재료에 염소가 침투했을 경우 그 자체의 전기전도도가 어떻게 바꾸었는지를 실험적으로 확인 하였다. 시멘트 복합재료의 전기전도도 확보를 위해 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT) 및 탄소섬유(Carbon fiber)를 사용하였다. 염소의 침투가 시멘트 복합재료에 미치는 영향을 알아보기 위해 1) 염화나트륨을 배합 시 적당량 혼입하는 방법과 2) 염화나트륨 수용액에 전도성 시멘트 복합재료를 함침시키는 두가지 방법을 활용하였다. 실험 결과 염소 침투에 의해 전기전도도가 일부 증가하는 경우와 함께 반대로 감소하는 경우도 동시에 발견되었다. 본 논문은 본 연구진의 기존 논문 Lee et al.(2019)을 요약한 것이다.

자연에서 볼 수 있는 디자인적 요소들이나 생물체의 특성들을 연구 및 모방을 통해 과제를 해결하는 것을 생체모방공학이라 이른다. 조개껍질의 주요성분은 시멘트계 재료와 유사하게 탄산칼슘으로 이루어져 있으나, 적층구조로 층상화된 구조로 이루어져 높은 인장강도 발현한다. 본 연구에서는 이러한 조개껍질의 형상을 생체모방하여, 고인성 시멘트 복합재료를 활용하여 적층으로 이루어진 휨부재를 제작하였으며, 휨시험을 통해 그 성능을 평가하였다.

탄소섬유는 경량이면서 높은 기계적 특성 때문에 우주항공, 선박, 자동차, 토목 및 건축과 같은 산업분야에서 그 어느 때 보다 더 광범위하게 적용되고 있다. 본 연구는 섬유혼입률 및 섬유길이 변화에 따른 탄소섬유 보강시멘트 복합재료( CFRC)의 역학적 특성과 휨 거동을 분석하였으며, 또한 자연 낙하시험에 의한 모르타르 시편에 대한 내충격성을 비교, 검토하였다. 더불어, 탄소섬유(CF)의 혼입률은 0.5%, 1.0%, 2.0% 및 3.0%로 변화를 주었으며, 각각의 섬유길이는 6 mm와 12 mm를 사용 하였다. 실험결과, 플로우 값은 탄소섬유의 뭉침현상으로 인해 유동성 측면에서 매우 불리하였으며, 단위용적질량은 다소 감소하였다. 특히, 압축강도는 탄소섬유 혼입량이 증가함에 따라 감소하는 것으로 나타내었다. 반면 휨 강도는 섬유 길이가 12 mm이고 2% 혼입한 것이 가장 높은 휨 강도를 보였다. 내충격성 시험결과, 보통 모르타르 시편은 완전파괴까지의 낙하횟수가 2∼3회 정도 걸리지만 반면 CFRC 시편은 섬유혼입량이 증가함에 따라 다소 차이가 있지만, 섬유길이가 12 mm이고 섬유혼입량 2% 인 경우 충격에 대한 저항성이 가장 높았다.

섬유보강 시멘트계 복합재료 (이하 FRCC)는 균열 폭의 제어 등의 역학적인 효과뿐 아니라 철근방식에도 효과가 있는 것이 기존의 문헌으로부터 확인되고 있다. 본 연구에서는 아연섬유를 포함한 각종 금속섬유를 이용하여 철근의 방식효과를 부식 촉진 실험에 의해 검토했다. 더욱이 방식효과에 큰 영향을 미치는 염분침투, 희생양극 효과, 전기회로 형성에 주목하여, 각각의 요인에 있어서 검토를 실시했다. 그 결과, 금속섬유를 혼입한 FRCC의 방식효과를 확인할 수 있었으며, 특히 희생 양극효과가 높은 아연섬유의 경우, 염분침투 억제 효과가 뛰어나 내부식 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

This study investigated the comparison of tensile properties between cement and cementless composite with polyarylate fiber. Test results showed that the cementless composite with polyarylate fiber showed lower strength and higher tensile strain capacity than the cement composite with polyarylate fiber.

This study is a basic research for the development of composite materials for 3D printing and evaluated the rheological properties according to the blending design of the constituent materials. As a result, as the W/B ratio becomes smaller, the plastic viscosity value and the yield value tend to increase. Next, the plasticity and flow characteristics were differently derived depending on the binders used, and all the binders were considered to have more influence on the yield value than the plastic viscosity value.

본 연구에서는 시멘트 복합재료와 직접 혼합 가능한 자기치유 마이크로 캡슐을 제조하였으며, 자기치유 마이크로 캡슐이 혼합된 시멘트 복합재료의 품질 및 균열 치유 성능 특성을 평가하였다. 종래의 경우 자기치유 캡슐 제조와 균열 치유 특성 평가에만 치중되어 평가되어 왔다. 따라서 자기치유 마이크로 캡슐은 시멘트 복합재료와 혼합시 시멘트 복합재료의 품질에 미치는 영향이 있기 때문에 이에 대한 검토를 수행하였다. 자기치유 마이크로 캡슐을 혼합한 시멘트 복합재료의 테이블 플로우 및 공기량 평가 결과 혼합율에 관계없이 테이블 플로우 및 공기량은 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 압축강도 및 쪼갬인장강도는 캡슐 혼합율이 증가할수록 강도가 감소하는 경향이 나타났다. Water Flow에 따른 균열 치유 특성 평가 결과 초기 투수량이 감소하는 결과가 나타났으며, 시간 경과에 따라 반응 생성물 발생하여 균열이 치유되는 것을 확인 할 수 있었다.

This paper was evaluated the mechanical propeties that compressive strength, splitting tensile strength and elastic modulous of self-healing solid type capsules mixed cement composites.

This paper investigates the effect of nanomaterials on the piezoresistive sensing capacity of cement-based composites. Carbon nanotube, graphite nanofiber filament, carbon fiber were considered along with a cement composite which is included slicafume. After deriving optimum flowability, cement composites contained carbon materials were made respectively. Then, cyclic compressive test was performed with cement composite that contained 5% of each nano material.

본 연구에서는 시멘트 복합체의 균열을 자기치유 할 수 있는 자기치유 캡슐을 제조하기 위한 일환의 기초 연구로써 자기치유 캡슐 용 코어재료에 무기계 기반 코어재료를 적용하기 위하여 액상형태의 무기 소재를 기반으로한 코어재료를 제조하였다. 제조된 무기계 기반 코 어재료는 캡슐화를 진행하기 전에 무기계 기반 코어재료를 직접 시멘트 복합체에 적용하여 균열부의 균열수복 성능뿐만 아니라 시멘트 복합 체의 성능에 미치는 영향을 검토하였다. 평가결과, 무기계 기반 코어재료는 압축 및 부착강도 향상효과가 있는 것을 확인하였으며, 부착, 내흡 수, 내투수 및 동결융해 저항 성능을 가진 것으로 판단된다. 본 논문의 결과를 통하여 자기치유 캡슐용 무기계 기반 코어재료를 적용할 경우에 얻을 수 있는 시멘트 복합체의 성능 및 차후 진보화된 자기치유 캡슐기술의 기반 자료로써 활용하고자 한다.

The thermal and mechanical properties of fiber-reinforced cement-based composite for solar thermal energy storage were investigated in this paper. The effect of the addition of different cement-based materials to Ordinary Portland cement on the thermal and mechanical characteristics of fiber-reinforced composite was investigated. Experiments were performed to measure mechanical properties including compressive strength before and after thermal cycling and split tensile strength, and to measure thermal properties including thermal conductivity and specific heat. Test results showed that the residual compressive strength of mixtures with OPC and slag was greatest among cement-based composite. Thermal conductivity of mixtures including graphite was greater than that of any other mixtures, indicating favor of graphite for improving thermal transfer in terms of charging and discharging in thermal energy storage system. The addition of CSA or zirconium increased specific heat of fiber-reinforced cement-based composite. Test results of this study could be actually used for the design of thermal energy storage system in concentrating solar power plants.

The study is aims at determining mechanical properties of pva fibers reinforced cement composite with recycled materials to overcome problems of plain concrete. The cement composites were evaluated using different ratio of recycled materials

This paper describes the influence of recycled materials on the flowability of steel fiber-reinforced cement composites. For the FRCC, fly-ash and recycled sand were used as recycled materials. The recycled materials were mixed with replacement ratios of 25% and 50%. As reinforcing fiber for the FRCC, micro steel fibers were used. Based on the test results, flowability of FRCC was improved when fly-ash was replaced. Increase of recycled sand had FRCCs exhibited lower flowability.