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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 한중근
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 중앙대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수46
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본 연구에서는 기계적, 전기적 특성을 개선시키기 위해 산화그래핀(Graphene Oxide, GO)와 기능화된 산화그래핀을 3차 증류수에 분산 시켜 배합수로 사용한 시멘트 복합체를 제작하여 실험하였다. GO는 Modified Hummer Method를 통해 제작하였으며, 제작한 GO를 구리 이온으로 기능화된 산화그래핀(Cu-GO)과 황산알루미늄으로 기능화된 산화그래핀(Al-GO)을 제작하였다. 배합수로 사용하기 위해 초음파 파쇄기로 실험을 통해 도출한 적정 시간과 분산 강도를 적용하였으며, 배합비는 W/C 48.5% 이다. 본 연구에서 목표는 GO, Cu-GO, Al-GO를 적용한 시멘트 복합체의 강도 개선율을 측정하여 콘크리트 표준시방서의 설계기준강도의 유지와 전기 저항값을 개선하고자 하였다.
GO의 합성 여부와 기능화된 GO의 기능화 유무를 확인하기 위해 XRD, FT-IR, TGA 등 분석 진행하였으며, 그 결과, GO의 특정 회절값 구간인 2ɵ=8-12.02°, 결합된 피크 값, 열처리에 따른 열 손실률, 박리처리와 기능화에 따른 변화된 양상을 확인하였다.
GO, Cu-GO, Al-GO를 시멘트 중량대비 0.01% 첨가하여 수중 양생한 뒤 압축강도를 측정한 결과 모든 양생 구간(3, 7, 28일)에서 개선되었으며, Al-GO를 첨가한 Case 4가 28일 양생 구간에서 첨가하지 않은 Case 1대비 약 8.3%로 가장 크게 개선되었음을 확인하였다. 전기 저항 측정결과 모든 양생 구간에서 개선되었으며, Cu-GO를 첨가한 Case 2가 3일 양생 구간에서 Case 1대비 약 36.5%로 가장 크게 감소하였으며, 28일 양생 깐에서도 약 22.0% 감소함을 확인하였다. 압축강도와 전기전도도의 개선 특성을 확인하기 위해 SEM을 통한 미시적 분석을 통해 결과를 도출하였다.
이는 수화반응시 발생되는 미세공극 사이에 GO가 브릿징 역할을 하여 기계적 특성에 기여한 것으로 확인되며, 전기적 특성 또한 공극이 메워지며, 전류의 흐름이 원활하게 작용한 것으로 확인하였다.
GO의 합성 여부와 기능화된 GO의 기능화 유무를 확인하기 위해 XRD, FT-IR, TGA 등 분석 진행하였으며, 그 결과, GO의 특정 회절값 구간인 2ɵ=8-12.02°, 결합된 피크 값, 열처리에 따른 열 손실률, 박리처리와 기능화에 따른 변화된 양상을 확인하였다.
GO, Cu-GO, Al-GO를 시멘트 중량대비 0.01% 첨가하여 수중 양생한 뒤 압축강도를 측정한 결과 모든 양생 구간(3, 7, 28일)에서 개선되었으며, Al-GO를 첨가한 Case 4가 28일 양생 구간에서 첨가하지 않은 Case 1대비 약 8.3%로 가장 크게 개선되었음을 확인하였다. 전기 저항 측정결과 모든 양생 구간에서 개선되었으며, Cu-GO를 첨가한 Case 2가 3일 양생 구간에서 Case 1대비 약 36.5%로 가장 크게 감소하였으며, 28일 양생 깐에서도 약 22.0% 감소함을 확인하였다. 압축강도와 전기전도도의 개선 특성을 확인하기 위해 SEM을 통한 미시적 분석을 통해 결과를 도출하였다.
이는 수화반응시 발생되는 미세공극 사이에 GO가 브릿징 역할을 하여 기계적 특성에 기여한 것으로 확인되며, 전기적 특성 또한 공극이 메워지며, 전류의 흐름이 원활하게 작용한 것으로 확인하였다.
목차
제1장 서 론 11.1 연구배경 및 목적 11.2 연구동향 31.3 논문의 구성 9제2장 이론적 배경 112.1 그래핀 특성 112.2 그래핀 제작방법 122.2.1 기계적 박리법 132.2.2 화학적 박리법 132.2.3 화학기상 증착법 132.2.4 에피택셜 성장법 142.2.5 자가조립 단층막 15제3장 산화그래핀 제작 및 기능화 173.1 산화그래핀 173.1.1 산화그래핀 제작 193.1.2 산화그래핀 기능화(Cu) 213.1.3 산화그래핀 기능화(Al2(SO4)3) 223.2 산화그래핀 및 기능화 분석 및 결과 253.2.1 TGA 결과 253.2.2 XRD 결과 273.2.3 FT-IR 결과 30제4장 산화그래핀 시멘트 복합체 제작 및 실험 334.1 시멘트 복합체의 구성 재료 334.2 배합설계 364.3 공시체 제작 및 실험방법 374.3.1 전기전도도 394.3.2 압축강도 39제5장 시멘트 복합체 실험결과 및 분석 415.1 전기전도도 실험결과 415.2 압축강도 실험결과 435.3 결과 분석 45제6장 결론 및 제언 49참고문헌 51국문초록 57ABSTRACT 59
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