한국건설순환자원학회논문집 (Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute)

한국건설순환자원학회 (Korean Recycled Construction Resources Institute)
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콘크리트 구조물 보수를 위한 초속경 나노-시멘트 복합체의 발열성능

Heat Performance of Rapid Hardening Nano-Cementitious Composite for Repairing of Concrete Structures

  • 조상현 (경희대학교 사회기반시스템공학과) ;
  • 이희영 (조선대학교 토목공학과) ;
  • 유원준 (경희대학교 사회기반시스템공학과) ;
  • 김동휘 (경희대학교 사회기반시스템공학과) ;
  • 정원석 (경희대학교 사회기반시스템공학과)
  • Cho, Sanghyeon (Department of Civil Engineering, Kyung Hee University) ;
  • Lee, Heeyoung (Department of Civil Engineering, Cho Sun University) ;
  • Yu, Wonjun (Department of Civil Engineering, Kyung Hee University) ;
  • Kim, Donghwi (Department of Civil Engineering, Kyung Hee University) ;
  • Chung, Wonseok (Department of Civil Engineering, Kyung Hee University)
  • 투고 : 2020.09.28
  • 심사 : 2020.11.17
  • 발행 : 2020.12.30
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초록

겨울철 도로는 내부 수분의 빙결현상으로 인한 블랙아이스가 발생하여 많은 피해를 유발한다. 최근에는 다양한 기능을 가진 Multi-walled carbon nanotube(MWCNT)와 콘크리트를 복합하여 열적 및 전기적 성능이 우수한 건설 재료에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 나노-콘크리트 복합재료를 활용하여 시공한 구조물은 표면에 결함이 발생하여 일반적인 보강재를 사용할 경우 열적 및 전기적 성능이 현저하게 저하된다. 본 연구는 표면에 결함이 발생한 콘크리트 구조물을 단시간 내에 보강할 수 있는 초속경 나노-시멘트 복합체의 발열성능과 소비전력을 분석하고자 한다. 실험은 초속경 시멘트계 재료, 양생일, 공급전압을 매개변수로 설정한 뒤 수행하였다. 초속경 시멘트계 재료는 시멘트 페이스트, 모르타르, 콘크리트로 구분하였다. 실험결과, 양생일이 1일인 경우에는 전압을 20V 공급할 시 모든 초속경 나노-시멘트 복합체에서 10℃ 이상의 발열성능이 확인되었다. 양생일이 28일인 경우에는 1일에 비하여 동일 전압에서의 발열성능이 소폭 감소하였으나, 전압을 30V까지 공급하여도 안정적으로 발열성능이 유지되는 것으로 분석되었다. 결과적으로 초속경 나노-시멘트 복합체는 콘크리트 구조물 표면 결함을 보강한 후 단시간 내에 발열성능을 발현할 수 있고, 일정시간이 지나도 발열성능이 유지되는 것으로 판단된다.

Recently, excellent thermal and electrical performance of cementitious composites by mixing nano materials are being studied. The purpose of this study is to research the heat generation and power consumption of rapid hardening nano-cementitious composites. The experiment was carried out after setting the rapid hardening cementitious material, curing day, and supply voltage as parameters. Rapid hardening nano-cementitious materials were classified into cement paste, mortar, and concrete The heat performance of all rapid hardening nano-cementitious composites in curing 1 day has increased over 10℃. The rapid hardening nano-cementitious composites can exhibit heat performance within 1 day. The heat performance of the rapid hardening nano-cementitious composites is maintained after 28 days.

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