본 논문에서는 시멘트에 탄소나노튜브를 혼입하여 전기 전도성을 향상시킨 복합재료의 압저항 특성을 딥러닝 기반 트랜스포머 알 고리즘을 적용하여 분석하였다. 훈련 데이터 확보를 위한 실험수행을 병행하였으며, 기존 연구문헌을 참조하여 배합설정, 시편제작, 화학조성 분석, 압저항 성능측정 실험을 수행하였다. 특히 본 연구에서는 탄소나노튜브 혼입 시편뿐 아니라 플라이애시를 바인더 대 비 50% 대체한 시편에 대한 제작 및 성능평가를 함께 수행하여, 전도성 시멘트 복합재료의 압저항 특성 향상 가능성을 탐구하였다. 실 험결과, 플라이애시 대체 바인더의 경우 보다 안정적인 압저항 특성결과가 관찰되었으며, 측정된 데이터의 80%를 이용하여 트랜스 포머 모델을 훈련시키고 나머지 20%를 통해 검증하였다. 해석 결과는 실험적 측정과 대체로 부합하였으며, 평균 절대 오차 및 평균 제 곱근 오차는 각각 0.069~0.074와 0.124~0.132을 나타내었다.

탄소나노튜브를 첨가한 시멘트계 재료는 압축하중이 가해짐에 따라 저항이 변화되는 특성을 지니고 있다. 이러한 특성을 이용한다면 콘크리트 포장 도로에 가해지는 하중을 실시간으로 감지 할 수 있다. 기존에 사 용되어 왔던 센서들은 포장 재료 겉 표면에 붙이거나, 타설과 동시에 내부에 심어 사용을 한다. 이러한 센서 들은 시간이 지남에 따라서 포장 재료와 이질적인 거동을 하게 되면서 장기거동을 계측하는데 있어 문제점 이 있다. 그러나 탄소나노튜브를 첨가한 시멘트계 합성물은 자체적으로 포장 재료로서 사용되며 동시에 센 서로서도 활용 할 수 있는 첨단 포장 재료가 될 수 있다. 선행 연구 결과 시편의 내부 수분량이 압저항 효과 에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다. 이러한 실험 결과를 바탕으로 시편의 수분량을 정량적으로 평가 할 수 있는 내부 상대습도를 측정하고 이에 따른 압저항 효과를 분석하는 것이 본 연구의 목표다.

This paper investigated the influence of moisture level on the piezoresistivity of carbon nano-tube/cement composites. Test results indicate that the piezoresistivity sensitivities of carbon nano-tube/cement composites decreased as moisture contents in the composites increased.