시멘트 페이스트를 메트릭스로 한 시멘트계 나노복？재료(Cement-matrix structural nanocomposites)

전문가 제언

□ Chung은 최근 관심을 끌고 있는 건설용 복합재료 중에서 시멘트 페이스트를 매트릭스로 하고, 실리카 흄과 나노급 탄소섬유를 보강재로한 시멘트계 복합재료에 관하여 연구하였다. 이 보고서는 우리나라 KIST에서 2003년 10월 개최된 제1회 나노구조재료에 관한 국제 심포지엄에서 발표된 것이다.

□ 섬유보강형 시멘트계 복합재료의 시초는 오래전부터 건물 지붕재 등으로 사용되어 온 슬레이트 제품이라고 할 수 있다. 그리고 1950년대 영국에서 개발된 GRC(Glass fiber Reinforced Cement)는 슬레이트의 천연 석면을 인공 유리섬유로 대체한 구조용 소재로서 고강도를 발현하여 많은 관심을 불러 일으켰으나, 내구성 결함으로 출현한지 채 10년이 못가서 시장에서 퇴출되었다. 이는 유리섬유와 시멘트 페이스트간의 계면반응성이 장기적으로 진행되어 이들 간의 결합력에 치명적인 손상을 가져오기 때문인 것으로 밝혀졌다.

□ 이후 시멘트계 복합재료에 관한 연구개발은 시멘트 페이스트와 계면반응이 거의 없는 유기계 섬유 등을 보강재로 하고 실리카 흄을 사용하여 시멘트 페이스트의 성능을 개선하는 방향으로 전환되었다. 프랑스 Lafarge시멘트사는 이 분야의 선두 주자이다. 최근에 이 회사는 상품명 “Ductal"이라고 하는 고연성 고강도 구조재를 개발하여 세계 각지에서 시험 시공을 실시하고 있다. 우리나라에서도 이 재료를 사용하여 성산대교 남단의 선유도 인도교를 2001년에 시험적으로 시공하였다.

□ 그러나 이런 재료들이 나타내고 있는 구조적 성능은 이 분야의 전문가들이 기대하고 있는 본격적인 구조용 시멘트계 복합재료의 성능에는 미진한 것이다. 왜냐하면 시멘트계 복합재료는 기존의 폴리머계 복합재료의 고 비강도 등의 장점을 가지면서 동시에 단점인 내열성과 경제성을 획기적으로 개선할 수 있는 잠재력이 내재되어 있기 때문이다. 이러한 시멘트계의 잠재력을 극대화하는 기초연구가 국내에서도 몇몇 연구자들에 의하여 수행된 바가 있었음을 첨언하면서, 이런 연구가 차세대 과제의 하나로 선정, 지원되어야 한다고 제언한다.

저자

Chung, DDL

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2004

권(호)

10(1)

잡지명

METALS AND MATERIALS INTERNATIONAL

과학기술
표준분류

재료

페이지

55~67

분석자

최*

분석물

• 시멘트 메트릭스 구조용 나노복합재료.pdf [176,897 byte]

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