연구 내용 > 연구 수행 현황

1) 나노 보강재료 별 특징에 따른 분산도 분석 – 초음파 분산 시 나노소재 거동 분석

- UV-Visible spectrometer와 Zeta potential, Dynamic Light scatter를 이용하여 분산에 대한 다양한 분석을 진행

- Carbon nanotube (CNT)의 기능기에 따른 분산도 변화 파악

- Graphene Oxide (GO)의 입도 변화를 통해 초음파 분쇄기에 의한 파단 유무 파악

2) 이중 혼입 시 나노 보강재료 별 특징에 따른 분산도 분석

- GO와 Nano silica (NS)가 다양한 기능기의 CNT 분산에 미치는 영향 분석

- 다양한 농도의 GO와 CNT의 시간에 따른 분산 변화 분석

- 수돗물 내 GO의 구겨짐에 대한 NS가 미치는 영향 분석

- 각 나노 보강재료가 다른 나노 보강재료에 미치는 영향 가시화

3) 나노 보강재료 삼중 혼입 시 거동 분석

- CNT-NS에서 발생한 분산 저감 효과에 대한 GO의 농도별 영향 분석

- GO 농도에 따른 UV-Vis, zeta potential 변화 분석

- GO 농도에 따른 삼중 혼입에 대한 SEM 및 EDS 분석

- 나노 보강재료 삼중 혼입에 대한 분산도 가시화

4) CNT 혼입이 시멘트 경화체 Nano & Micro scale 공극 구조에 미치는 영향 분석

- 나노물질 혼입 시 내구성 및 내화성 증진 메커니즘 규명 위한 기초연구 진행

- 포항가속기 7C X-ray Nanoimaging기기를 활용하여 수화물 및 공극 구조 촬영

- In-situ heating을 통해 동일한 부피 내의 수화물 및 공극 구조 변화 분석

- CNT, GO 등의 나노물질들이 Nucleation site 역할을 할 시 변화되는 수화물 및 공극 구조가 내화성능에 직접적으로 영향을 미칠 것으로 분석됨

4차년도 : 나노 보강재료 다중 합성을 통한 성능개선 방안 제시

5차년도 : 나노 재료 특성을 고려한 성능기반 배합설계 방법론 구축

6차년도 : 나노 보강재료 실용화 및 현장적용 방안 제시

1) CNT와 NS 이중 혼입 시멘트 경화체의 내화성능 분석 및 향상 원인 규명

- 나노실리카 혼입 시 내화성능 증진 효과 및 가열 후 강도 회복 효과 분석

- 나노실리카 혼입 시멘트 경화체의 가열 후 재수화 시 균열 회복 성능 분석

- 이중소재 혼입 시멘트 경화체의 내구성능 및 활용가능성 분석

2) 분산도 기준 최적비율 삼중나노소재 보강 시멘트 경화체의 내화성능 규명

- 삼중나노 소재 혼입 시멘트 경화체의 가열 후 압축강도 분석

- 나노소재 비율 변화 및 가열온도 변화에 따른 압축강도 분석

3) 삼중 소재 최적 배합비 기반 배합비 수정에 따른 기초물성 변화 측정

- 삼중소재 배합비 기반 시멘트 경화체의 기본 물성 평가 분석

- 수화도, 강도 등에 직접적 영향을 미치는 인자 도출

- 수용액 분산도를 이용한 나노보강재료의 최적 비율 도출

4) 분산도 기준 최적비율 삼중나노소재 보강 시멘트 경화체의 전기전도적 특성 규명

- 삼중나노소재 중 전기전도성이 높은 f-CNT 혼입에 의해 변화될 전기전도성에 대한 평가 진행

- 전기저항성 측정을 이용하여 삼중나노소재 시멘트 경화체의 수화도에 미치는 영향 분석

5) 삼중나노소재(GCS) 복합체 혼입 시 시멘트 경화체의 내구성능 향상 메커니즘 규명

- 삼중 나노소재 복합체의 TEM 이미지 분석 및 최적비 혼입에 따른 분산 메커니즘 규명

- 삼중 나노소재 복합체의 분산도 개선에 영향을 미치는 인자 분석

1) GO 혼입 모르타르의 골재 표면으로부터 거리에 따른 Ca/Si 비율 및 ITZ 탄성계수 변화

- GO혼입에 따른 Ca/Si 비율 변화 분석

- GO혼입에 따른 ITZ 탄성계수 변화 분석

- W/B Ratio에 따른 시멘트 복합체 및 일반골재 ITZ 탄성계수의 변화 분석

2) 나노 보강재료가 모르타르의 압축 및 인장강도 증진에 미치는 영향 평가

- 분산도와 시멘트 경화체 단위에서의 연구결과를 참고하여 모르타르 나노 보강재료 배합비 설정

- KS L 5105에 따라 나노 보강재료를 혼입한 모르타르의 테이블 플로, 압축 및 인장강도 측정

3) 스케일에 따른 나노 보강재료 혼입 시멘트 복합체의 연속성 평가

- 나노 보강재료 혼입비에 따른 시멘트 경화체-모르타르 압축강도 비교

- 콘크리트 단위에서의 나노 보강재료 혼입비 도출

4) 나노 보강재료 대용량 분산 방법의 가능성 확인

- 400% 농축 수용액 소니케이션 후 분산도 평가 및 배합 진행

- 대용량 배합을 위한 소니케이션 방식으로 리터당 소니케이션 시간 감소

- 나노 보강재료의 대용량 배합을 위한 소니케이션 방식과 일반 소니케이션 방식을 사용하여 모르타르의 기계적 특성 비교

5) 나노 보강재료를 혼입한 콘크리트의 기계적 특성 측정

- KS F 2594에 따른 슬럼프 플로 테스트, KS F 2405에 따른 압축강도 평가, KS F 2423에 따른 쪼갬인장강도 평가 수행

- 재료시험을 통한 콘크리트의 나노 보강재료 영향성 평가

1) 철근-콘크리트 상호작용 분석을 위한 변수 도출

- 현행 설계기준에서 OPC로 제조된 콘크리트에 대하여 의 값을 8.4 MPa 이하로 규정하고 있으며 이는 일반콘크리트 인장강도가 70MPa 이후 거의 증가하지 않는 현상을 반영함

- 나노 보강재료가 혼입된 콘크리트는 인장강도가 증가되기 때문에 해당 설계기준의 한계를 넘어 정착설계 시 정착길이를 감소시켜 더 경제적인 설계를 가능하게 할 것으로 기대됨

- Pull out test를 이용하여 나노 보강재료 혼입 콘크리트의 Bond stress-slip behavior를 도출할 수 있음

- 기존연구 분석을 통한 부착강도에 영향을 미치는 변수 도출 및 실험체 계획

2) 부착응력 시험체의 유한요소해석을 위한 재료모델 구축

- 다기능 콘크리트의 유한요소해석 적용 범위 검토

- 다기능 콘크리트 물성치 설정을 위한 일반콘크리트 기반 물성치 분석