The Properties of Cement Paste Using Single Wall Carbon Nanotube Solution Dispersed by Sodium Deoxycholate

Abstract

탄소나노튜브 (CNT)는 뛰어난 역학적 특성으로 인해 고성능 시멘트 복합체를 구성할 수 있는 대표적인 후보 물질로 고려되고 있다. 그러나 CNT는 다발사이에 존재하는 강한 반데르발스 힘으로 인해 물 속에 균질하게 분산하는 데에 많은 어려움이 존재한다. 그에 따라, CNT를 시멘트 복합체로 잘 활용하기 위해서 적절한 분산제와 분산방법을 통해 물 속에 고르게 분산시키는 기술이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 시멘트 페이스트 시험체를 제작하는데 있어 DOC와 초음파 분산방법을 통해 단일벽 탄소나노튜브 수용액을 제작하였다. 물-시멘트비 (w/c)는 0.4로 하여 제작된 시험체의 유변학적 특성, 수화반응 특성, 역학적 성능, 미세구조를 확인하였다. 실험결과에 따르면, DOC, DOC에 의해 분산된 SWCNT 용액 (DOC-SWCNT), 원심분리된 DOC-SWCNT 용액이 혼입된 시험체 모두 정적 항복응력, 소성점도는 상승했지만 동적항복응력은 감소했다. 그리고 DOC와 원심분리된 DOC-SWCNT 용액은 수화반응을 지연시킨 반면에 DOC-SWCNT 용액은 수화반응을 가속화 시키는 것으로 확인되었다. 압축강도와 휨강도는 세 용액이 혼입된 시험체 모두 상승하였다. 본 연구에서 실험한 결과, DOC-SWCNT 용액이 혼입된 시멘트 페이스트 시험체가 가장 뛰어난 역학적 특성을 가지는 것으로 측정되었으며, 이는 DOC를 이용하여 분산된 SWCNT 수용액이 고성능 시멘트 복합체를 구성하는데 활용될 수 있을 것으로 사료된다.