고성능 시멘트 복합체의 전기전도도 및 전자파 특성 시험 평가 = A study on the electrical conductivity and electromagnetic shielding of high performance fiber reinforced cementitious composites (HPFRCC)

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study investigated electrical conductivity, electromagnetic shielding effectiveness, and mechanical property to improve electromagnetic shielding performance of high performance fiber reinforced cementitious composites (HPFRCC). Steel fiber, steel slag and carbon black as a conductive material were incorporated into the HPFRCC mixes. In addition, 2% CNT solution which was produced by dispersing multi-wall carbon nanotube (MWCNT) into water was used as a conductive material. In the test results, electrical conductivity of HPFRCC specimens was very low except for the specimen incorporating 1% carbon black. Micro structure of cement matrix was changed as the curing time increased, which negatively affected the conductive network of HPFRCC. In case of HC1 specimen showing a conductive network (0.083 S/cm), the electrical conductivity of the specimen after being dried at 60 °C for 72 hours to exclude the effect of water on electrical conductivity was significantly reduced to 0.0003 S/cm. The most important parameter of electromagnetic shielding effect was found to be a steel fiber while the effect of carbon black and steel slag was very few. The correlation between electrical conductivity and electromagnetic shielding effect does not seem to be clear.

국문 초록 (Abstract)

이 연구는 고성능 섬유보강 복합체(HPFRCC)의 전자파 차폐성능을 향상시키기 위한 목적으로 전기전도도, 전자파 차폐능, 역학적 강도를 조사하였다. 강섬유, 제강슬래그 미분말, 카본블랙이 전도성재료소 HPFRCC 배합에 첨가되었다. 또한, MWCNT를 수 분산 시켜 제조된 2% wt. CNT 용액을 사용하였다. 실험 결과, HPFRCC의 전기전도도는 1% 카본블랙이 첨가된 시편을 제외하고는 매우 낮은 특성을 보였다. 시멘트 매트릭스의 미세구조는 시간에 따라 변하였고, 그로 인해 HPFRCC의 전기전도성 네트워크에 부정적인 영향을 끼쳤다. 0.083 S/cm의 전도도를 갖는 HC1 시편의 경우, 수분에 의한 효과를 배제하기 위하여 72시간 60도에서 건조 양생한 후에 측정한 전기전도도가 0.0003 S/cm로 상당히 감소하였다. 전자파 차폐 성능에 가장 중요한 인자는 강섬유인 것으로 나타났으며, 반면 카본블랙과 제강슬래그 미분말의 효과는 미미하였다. 전기전도도와 전자파 차폐능의 상관관계는 이 연구에서는 뚜렸한 경향성을 나타내지는 않았다.

참고문헌 (Reference)

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2 Song, H. K., "Policy forum to establish effective EMP protection measures"

3 "MIL-STD-188-125-1, High-altitude electromagnetic pulse (HEMP) protection for ground-based C41 facilities performing critical, time-urgent missions part 1 fixed facilities"

4 Richard, P., "Composition of reactive powder concrete" 25 (25): 1501-1511, 1995