• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2014년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.131-132
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• 2014

In this study, an experiment was carried out using graphite, conductive nickel powder, copper bar, carbon fiber for evaluate the exothermic properties and heating reproducibility of the cement mortar containing conductive material. As a result, the conductive materials that interfere with heating reproducibility are present, and the optimal conductive materials exist in each input voltage.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집(II)
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• pp.933-938
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• 2000

Concrete has been used for many years as a composite material that has excellent mechanical properties and durability for construction. However, concrete is a poor electrical conductor, especially under dry conditions. Concrete that is excellent in both mechanical and electrical conductivity properties may have important applications in the electrical, electronic, military and construction industry(e.g. for de-icing road from snow). The purpose of this investigation is to improve the electrical conductive of cement mortar preparared with coke dust, graphite, carbon black and carbon fiber as filler. From the test result, as the content of electrically conductive material increased, fluidity and strength decreased but resistivity decreased. The resistivity of electrical conductive cement mortar is effect by water/cement, and aggregate. Cement mortar containing carbon fiber has the best electrical properties considering strength. From this study, it is enough to assure the use of carbon fiber, carbon black and graphite as a conductive filler for electrical conductive cement mortar.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.136-141
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• 2000

Concrete has been used for many years as a composite material that has excellent mechanical properties and durability for construction. However, concrete ia a poor electrical conductor, especially under dry conditions. Concrete that is excellent in both mechanical and electrical conductivity properties may have important applications in the electrical, electronic, military and construction industry (e.g for de-icing road from snow). The purpose of this investigation is to improve the electrical conductive of cement mortar preparared with graphite as filler. From the test result, as the ratio of graphite/cement increased, fluidity, fluidity and strength decreased but resistivity decreased. The resistivity of electrical conductive cement mortar is effect by water/cement ratio and water content of specimen. From this study, it is enough to assure the use of graphite as a conductive filler for electrical conducive cement mortar.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.72-83
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• 2022

본 논문에서는 전도성 재료인 탄소섬유(carbon fiber, CF)와 강섬유(steel fiber, SF)를 함유한 시멘트 모르타르의 미세구조 및 전기적 특성, 압축강도에 미치는 영향을 연구하였다. 전도성 섬유보강 시멘트 모르타르(fiber-reinforced cement mortar, FRCM)의 비저항은 4-probe 방법을 이용하여 측정하였고, 압축강도는 압축시험을 기반으로 측정하였다. 이들의 성능은 플레인 모르타르(plain mortar, PM)와 비교, 검토하였다. 게다가 전도성 FRCM 파단면의 표면형상과 구성성분은 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)과 에너지 분산형 X-ray 분광분석기(energy disperse X-ray spectrometer, EDS)를 이용하여 분석하였다. 그 결과 모든 시편에서 양생재령이 경과됨에 따라 비저항이 점차 증가하는 반면, 섬유혼입률이 증가할수록 비저항은 상당히 감소하였다. 강섬유를 1.25%까지 추가하여도 시멘트 모르타르의 비저항에는 크게 영향을 미치지 않았다. 대조적으로, 탄소섬유는 낮은 함량(즉, 0.1~0.3%)에서도 비저항이 다소 감소하였고, 그 이후에는 현저히 저하되었다. 본 실험에 사용된 CF가 함유된 전도성 CFRCM의 침투 임계점은 0.4%이었고, 압축강도 성능을 유지하면서 전도성 효과를 극대화하는 최적의 탄소섬유 혼입량이라고 판단된다. 전도성 FRCM의 표면형상 및 구성성분 분석을 위해 SEM/EDS를 통해 파단면을 관찰하였다. 이러한 결과는 시멘트 모르타르 내에서 보강섬유의 미세구조 메커니즘을 확립하는 데 매우 유용할 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.369-374
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• 2008

두 가지 형식의 전도성 재료를 선정하고, 이들 재료를 모르타르, 무근콘크리트 및 철근콘크리트 시험체에 각각 배합 혼입한 후, 이들 구조체에 대해 파괴예측 자기진단 재료로서의 적용 특성을 검토하였다. 본 연구에서는 자기진단 (스마트) 성능을 부여하기 위해 코크스와 미분쇄 (微粉碎) 탄소섬유분말을 전도성 재료로 선정하였다. 각 휨 하중 재하단계에서 이들 시험체에 대한 균열발생 전후의 전기저항값과의 변화 특성 시험을 통해, 이들 각 측정 인자 (전기저항, 균열, 휨 하중)의 상호 연관성을 검토하였다. 그 결과, 코크스와 미분쇄 탄소섬유분말의 전도성 재료는 복합모르타르, 무근콘크리트, 철근콘크리트 시험체의 휨 파괴 예측 자기진단에 사용이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.47-58
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• 2024

본 연구에서는 마이크로 강섬유와 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube, MWCNT)를 혼입한 전도성 모르타르의 발열성능, 휨강도 및 미세구조를 분석하기 위해 실험적으로 수행하였다. 전도성 모르타르 발열성능 및 휨강도 시험에서 MWCNT의 혼입 농도는 시멘트 중량 대비 0.0wt%, 0.5wt% 및 1.0wt%로 선정하였으며, 마이크로 강섬유는 부피 대비 2.0vol%로 혼입하였다. 발열성능 실험은 다양한 인가전압 (DC 10V, 30V, 60V) 및 상이한 전극간격 (40 mm, 120 mm)을 매개변수로 수행하였으며, 양생 재령 28일에서 휨강도를 측정하여 일반 모르타르와 비교, 분석하였다. 더 나아가, 전계방사 주사전자현미경(field emission scanning electron microscope, FE-SEM)을 이용하여 전도성 모르타르의 표면 형상과 미세구조를 분석하였다. 그 결과 MWCNT의 혼입 농도와 인가전압이 증가할수록 발열성능이 향상되었으며, 전극간격이 좁을수록 발열성능이 더욱 향상되는 것으로 나타났다. 하지만 MWCNT의 혼입 농도를 1.0wt%까지 추가하더라도 발열성능은 크게 향상되지 못하였다. 휨강도 시험결과, PM 시편과 MWCNT를 혼입한 시편을 제외한 모든 시편의 평균 휨강도가 4.5 MPa 이상으로 나타나 마이크로 강섬유 혼입에 따른 높은 휨강도를 보였다. FE-SEM 이미지 분석을 통해 시멘트 매트릭스 내 마이크로 강섬유와 MWCNT 입자 사이에 전도성 네트워크가 형성되는 것을 확인하였다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제6권3호
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• pp.201-205
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• 2000

Fiber reinforced plastic (FRP) composites and ceramic matrix composites (CMC) which contain electrically conductive phases have been designed and fabricated to introduce the detection capability of damage/fracture detection into these materials. The composites were made electrically conductive by adding carbon and TiN particles into FRP and CMC, respectively. The resistance of the conductive FRP containing carbon particles showed almost linear response to strain and high sensitivity over a wide range of strains. After each load-unload cycle the FRP retained a residual resistance, which increased with applied maximum stress or strain. The FRP with carbon particles embedded in cement (mortar) specimens enabled micro-crack formation and propagation in the mortar to be detected in situ. The CMC materials exhibited not only sensitive response to the applied strain but also an increase in resistance with increasing number of load-unload cycles during cyclic load testing. These results show that it is possible to use these composites to detect and/or fracture in structural materials, which are required to monitor the healthiness or safety in industrial applications and public constructions.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.113-120
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• 2007

새로운 재료의 적용 실험을 통하여, 탄소섬유 분말 혼입 모르타르 복합 구조체의 파괴예측 자가진단 적용 특성에 대해 검토하였다. 본 연구에서는 자가진단 성능을 부여하기 위해 코크스와 탄소섬유분말(미분쇄 탄소섬유)이 혼입된 전도성 모르타르의 개발 및 자가진단 재료로서의 사용이 제안되었다. 각 하중재하단계에서의 균열발생 전후의 전기저항값과 AE특성치의 변화특성 시험을 통해, 이들 각 인자의 상호 연관성을 검토하였다. 그 결과, 코크스와 탄소섬유분말(미분쇄 탄소섬유)을 사용하여 새롭게 제안된 복합재료는 모르타르 시험체의 파괴 자가진단에 사용이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.195-196
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• 2021

The pore distribution of the cement mortar mixed with carbon nanotubes was found to have a large number of pores at (370~80)㎛, and the distribution ratio was larger as the carbon nanotubes were mixed. However, the pores with a fine particle diameter of (10-0.5) ㎛ were found to be larger as the carbon nanotubes were incorporated. However, the distribution of pores of the test specimens of conductive cement mortar with deterioration damage was found to be distributed in a number of particle diameters of (500 to 100) ㎛ and (10 to 0.5) ㎛. It is judged that the particle diameter of the internal pores increased due to the damage. However, as the mixing ratio of the test specimen with carbon nanotubes increased, the distribution of voids was relatively lower than that of plain, and it was judged to have excellent resistance to deterioration damage.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.11-18
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• 2015

PURPOSES : The purpose of this study is to develop a deicing pavement system using carbon fiber or graphite with high electrical conductivity and thermal conductivity. METHODS: Based on literature reviews, in general, conventional concrete does not exhibit electrical and thermal conductivity. In order to achieve a new physical property, experiments were conducted by adding graphite and carbon fiber to a mortar specimen. RESULTS: The result of the laboratory experiment indicates that the addition of graphite can significantly reduce the compressive strength and improve the thermal conductivity of concrete. In the case of carbon fiber, however, the compressive strength of the concrete is slightly increased, whereas, the thermal conductivity is slightly decreased against the plain mortar irrespective of the length of the carbon fiber. In addition, a mixture of the graphite and carbon fiber can greatly improve the degree of heating test. CONCLUSIONS : Various properties of cement mortar change with the use of carbon fiber or graphite. To enhance the conductivity of concrete for deicing during winter, both carbon fiber and graphite are required to be used simultaneously.