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ISSN : 2093-5145(Print)
ISSN : 2288-0232(Online)
Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures Vol.8 No.4 pp.49-57
DOI : https://doi.org/10.11004/kosacs.2017.8.4.049

The Evaluation of Dispersion Properties about Cellulose Nanocrystal(CNC) to Reinforce Cement Composite

Hyung-Joo Lee1, Seung-Ki Kim1, Yong-Hak Kang2, Woo-Suk Kim3
1Ph.D Student, Department of Architecture Engineering, Kumoh National Institute of Technology, Gumi, Korea
2Senior Researcher, Korea Conformity Laboratories, Seoul, Korea
3Professor, School of Architecture, Kumoh National Institute of Technology, Gumi, Korea
Corresponding author: Kim, Woo-Suk School of Architecture, Kumoh National Institute of Technology, 61 Daehak-ro, Gumi, Gyungbuk 39177, Korea +82-54-478-7591, +82-54-478-7609, kimw@kumoh.ac.kr
20171124 20171221 20171226

Abstract

The Cellulose Nanocrystal (CNC) of dispersion condition is important factor when reinforce concrete or cement composite as CNC, because it is closely related to the strength reinforcement. Before the CNC is utilized to reinforcement of concrete or cement composite, it is essential to evaluate the dispersion properties. Therefore, the objective of the present study is to evaluate the dispersion of CNC. In this experiment, the specimen was prepared to the type of CNC suspension in accordance with weight ratio of CNC and the dispersion time of sonication. The first property, the dispersion properties of CNC, was evaluated by measuring turbidity and absorbance. The second property, the dispersion stability, was measured through the sediment time.


시멘트복합체 보강용 셀룰로오스 나노크리스탈(CNC)의 분산성 평가

이 형주1, 김 승기1, 강 용학2, 김우석3
1금오공과대학교 건축공학과 박사과정
2한국건설생활환경시험연구원 선임연구원
3금오공과대학교 건축학부 교수

초록


    Ministry of Land, Infrastructure and Transport
    17CTAP-C133534-01

    1.서 론

    1.1.연구의 배경 및 목적

    셀룰로오스는 지구에서 가장 풍부한 유기중합체이다. 셀룰로오스는 나무, 바다생물, 박테리아, 미생물 등의 다양한 재료에서 얻을 수 있다. 현재까지 셀룰로오스 는 산업전반에 걸쳐 사용되어 왔으며, 일부 분야에서 는 필수적으로 사용되고 있다.

    최근에는 세계적으로 나노기술에 대한 관심이 증가하 면서, 셀룰로오스를 기반으로 한 나노셀룰로오스에 대 한 관심이 증가하고 있다. 자연에서 추출한 셀룰로오 스는 결정 영역(Crystalline domain)과 비결정 영역 (Amorphous domain)을 함께 가지고 있다. 나노셀룰 로오스는 셀룰로오스로부터 추출하는 방법에 따라 크 게 2가지로 구분할 수 있다. 두 영역의 연결을 끊어내 지 않고 기계적 처리로 생성한 것을 CNF(Cellulose Nano Fibril)라고 하며, 화학적 방법을 통해 연결을 끊어 결정영역만을 따로 분리한 것을 CNC(Cellulose Nano Crystal)라고 부른다.

    나노셀룰로오스는 산업전반에 걸쳐 연구가 진행되고 있으며, 건축산업에서도 나노셀룰로오스에 대한 연구 가 증가하고 있는 추세에 있다. 건축산업에 사용하기 위해서는 나노셀룰로오스의 특성을 정확히 파악하여 야 한다. 이때 본 연구에서 중요하게 생각하는 특성은 2가지로 첫 번째는 나노재료의 분산이다. 나노재료는 일반적으로 뭉치는 특성을 가지고 있으며, 천연섬유인 나노셀룰로오스 역시 이러한 특성을 가지고 있다. 현 재 나노재료의 분산에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이를 통해 다양한 분산방법이 도출되었다. 이 러한 나노재료의 분산방법은 크게 물리적 방법과 화학 적 방법 2가지로 나눌 수 있다. 물리적 방법은 Milling, Stirring(교반), Homogenizer(균질기), Sonication(초 음파분산)이 있다. 화학적 방법은 나노재료에 따라 적 절한 분산액를 사용하는 방법이다. 이 방법들 중 가장 많이 사용되는 방법은 Sonication이다. 이는 여러 방 법들 중 가장 효과적인 것으로 알려져 있으며, 대부분 의 나노 재료에 활용가능하기 때문이다. 본 연구에서 도 이 방법을 사용하여 CNC를 분산하였다.

    두 번째는 나노재료의 분산유지성이다. 앞서 서술 한 분산방법으로 나노재료를 분산하여 현탁액형태로 제작할 경우, 시간이 경과함에 따라 다시 뭉치려는 성 질이 있기 때문에 분산유지성은 매우 중요한 특성이 된다. CNC의 분산특성을 유지하기 위해 표면개질 방 법이 많이 사용되는데, 크게 물리적 처리와 화학적 처 리로 나눌 수 있다. 물리적 처리는 접근이 쉬운 장점 이 있으나, 흡착여부를 확인하기 어려운 단점이 있다. 대표적인 방법은 계면활성제를 CNC표면에 흡착하는 방법이다. 화학적 처리는 물리적 처리보다 효과적이나 사용에 주의가 필요하며 접근이 어려운 단점이 있다.

    나노재료의 분산성을 평가하는 방법은 여러 방법 이 연구되고 있으나, 대부분 재료에 따라 사용가능한 방법이 제한되어 있으며, 분산 이후 분산성을 정량적 으로 나타내기 어려운 단점이 있다. 따라서 본 연구에 서는 기존 나노재료의 분산방법을 비교⋅분석하고, 나 노셀룰로오스의 분산성과 분산유지성을 평가하고자 하였다.

    2.선행연구 고찰

    2.1.국내연구

    Yoon et al.(2007)은 스펙트럼 분석법을 통해 단일벽 탄소나노튜브의 분산정도를 정량적으로 평가하였다. 분산정도가 다른 현탁액 샘플을 제작하여 라만, 형광, 흡광 스펙트럼을 이용하여 분산도를 측정하였다. 라만 스펙트럼은 분산방법에 상관없이 평가가 가능하나 상 대적인 평가방법으로, 절대적인 평가방법 개발이 필요 하다고 밝혔다.

    Park et al.(2010)은 나노입자의 분산상태에 대해 분석하고 분산에 관한 문제들을 논의하였는데 우선 SAXS(Small Angle X-ray Scattering)를 통해 세라 믹, 금속 나노입자들의 분산성 및 뭉침성을 파악하고 자 하였다. SAXS의 packing structure 및 SEM, TEM의 calibration을 통해 분산 상태와 뭉침을 파악 할 수 있었다. 그러나 나노 파우더의 경우 SAXS를 이용한 보다 정밀한 조사가 필요하다고 하였다.

    Lee et al.(2011)은 탄소나노튜브 첨가 고분자 복 합재의 분산상태를 정량적으로 평가할 수 있는 방법 을 제시하였다. 투과도 실험을 위한 CNT-에폭시수지 혼합물을 제조하였으며, 자외선-가시광선 분광광도법 을 이용하여 분산상태에 따른 투과도를 측정하였다. 기존 Beer-Lambert 투과도 법칙을 보완하여 분산도 평가방법의 유효성을 확인하였다.

    Lee et al.(2012)은 POE 오일 나노유체의 열전도 도, 동점성계수를 측정하고 유체의 분산성을 평가하는 단순한 방법을 제시하고자 하였다. 분산의 경우 나노 유체의 사진을 촬영하여 RGB값을 분석하여 정량적으 로 제시하였으나 명확한 값을 파악하기 위해서는 추 가적인 연구가 필요하다고 하였다.

    Lee et al.(2015)은 분산방법에 따른 CNT 시편의 전기적 특성과 분산성평가 척도를 제시하고자 하였다. 4가지 공정을 통해 CNT를 제조하였으며, 실험결과 에탄올 첨가, 초음파 분산, 3-Roll-Mill 공정이 가장 우수한 분산성을 보였다. 전기적 물리량을 분석하여 Impedance(Z)와 분산성능의 관계를 파악하여 이를 통 해 분산성을 평가하였다.

    2.2.국외연구

    Li et al.(2007)은 pH, 분산방법, 분산제에 따른 Cu 나노입자의 분산거동을 분석하였다. 분산제의 농도를 달리하여 초음파 분산기를 통해 분산하였으며, 분광 광도계를 통해 현탁액의 흡광도를 측정하여 분산을 측정하였다. 흡광도는 zeta potential이 증가할수록 증 가하는 모습을 보였으며 안정적인 값을 나타내었다.

    Kim et al.(2009)은 셀룰로오스 나노입자의 분산 을 혼탁도를 통해 평가하였다. 계면활성제 사용량과 CN의 농도에 따라 혼탁도를 측정하였으며, 혼탁도가 높을수록 분산이 잘 된 것으로 평가하였다. 계면활성 제 사용량이 클수록 혼탁도도 증가하였으며, polymer matrix의 기계적 특성 또한 증가하였다.

    Jayita et al.(2010)은 polymer matrix 내부의 clay 입자의 분산을 종량적으로 측정하는 새로운 방법을 제시하고자 하였다. clay 입자의 분산은 SAXS(Small angle X-ray scattering)를 이용하여 평가하였다.

    Cao et al.(2016)은 CNC를 혼입한 시멘트페이스 트의 강도 특성과 CNC의 특성을 분석하였다. 기계적 방법(초음파 분산기)과 화학적 방법(WRA 사용)을 통 해 CNC를 분산시켰으며, 분산정도를 육안으로 관찰 하였다. 분산된 CNC는 시멘트페이스트의 휨강도를 최대 50% 향상시켰으며, 분산되지 않은 CNC는 휨강 도를 20∼30% 향상시키는 결과를 보였다.

    Peng et al.(2017)은 CNC가 분산된 에폭시 레진 을 기존 에폭시 시스템과 비교⋅분석하여 표면처리 방법에 따른 나노복합체의 특성을 분석하였다. CNC 는 동결건조 후 초음파 분산기를 통해 분산하였으며, 이후 화학적 처리를 하였다. CNC의 분산은 육안으로 관찰하였다. CNC_h (hexanoyl)과 CNC_a(acetyl)이 우수한 분산능력을 보였으며, CNC_a를 혼입한 에폭 시 matrix가 탄성계수, 인장강도가 모두 증가하였다.

    Table 1은 국내외 문헌조사 결과를 실험재료, 분 산방법, 분산성 측정방법에 따라 정리한 것이다. 국내 의 경우는 CNT에 관한 연구가 대부분이며, CNC에 관한 연구는 거의 전무한 수준이다. 그러나 국외의 경 우 여러 재료에 관한 연구가 다양하게 진행되고 있으 며, CNC에 관한 연구도 활발히 진행되고 있다. 분산 방법의 경우 국내외 모두 초음파 분산기를 활용한 sonication 방법이 가장 많이 사용되는 것을 볼 수 있 으며, 다음으로 표면개질 등의 방법이 많이 나타났는 데, 이는 표면개질 등의 화학적 처리방법의 경우 나노 재료에 따라 적합한 화합물이 있으나, sonication의 경우 대부분의 경우에 활용가능하기 때문인 것으로 판단된다.

    현재까지는 분산성 측정방법에 대한 다양한 방법 이 연구되고 있으나 대부분의 경우 해당 실험장치의 전문적인 지식이 필요한 방법이 대부분이며, 정량적으 로 표현하기 쉽지 않은 실정이다. 나노재료를 건설재 료의 강도보강에 활용하기 위해서는 분산성 평가에 대한 연구가 필요한 시점이다.

    3.실 험

    3.1.셀룰로오스 나노크리스탈(CNC)

    실험에 사용한 셀룰로오스 나노크리스탈(CNC)은 캐 나다 CelluForce사의 CelluForce NCC™(Nano Crystalline Cellulose)를 사용하였다. CelluForce NCC™의 특성은 아래 Table 2에 나타내었으며 이후부터는 CNC로 표 현하였다.

    제품의 형태는 Figs. 12와 같이 powder 형태로 밀도는 0.7 g/cm3이며 비표면적은 400m2/g, powder 상태에서는 1∼50 ㎛의 직경을 가진 원형의 입자상태 이다. 그러나 극성용매에 풀어줄 경우 직경이 2.3∼4.5 ㎚, 길이가 44∼108 ㎚ 의 침상형태로 변화하여, Neto et al.(2013)에서 확인된 셀룰로오스 나노크리스탈의 입자형태와 유사한 형태를 확인할 수 있었다.

    3.2.CNC 분산특성 평가

    현탁액 제조에는 Figs. 3의 순수⋅초순수제조장치 (ROUP 15)를 사용하여 제조한 순수(pure water)를 사 용하였으며, 현탁액의 제조는 물의 양은 200 ml로 고 정하고 CNC의 양을 변수로 하여 실험을 진행하였다.

    제조한 CNC 현탁액을 초음파분산하기 위해 Figs. 4의 SONIC사의 VC 750 Ultrasonic Processor을 사 용하였으며, 초음파 분산기의 성능은 Table 3에 나타 내었다. 초음파 분산기의 세기는 일정하게 유지하고 분산시간을 달리하여 실험을 진행하였다. 초음파 분산 기의 세기는 전체용량의 50%로 설정하여 사용하였으 며, 분산시간은 50초 분산, 10초 정지의 사이클로 setting하였으며, 실험의 분산시간은 10초의 정지시간 을 뺀 분산시간만을 나타낸 것이다.

    Figs. 6은 초음파 분산기를 사용하는 실험 set-up 을 나타낸 것이며, Figs. 7은 초음파 분산후의 샘플 예시를 나타낸 것이다. 초음파 분산으로 인해 샘플의 온도가 증가하는 것을 방지하기 위해 얼음을 넣은 아 크릴수조 안에 비이커를 위치시켜 실험을 진행하였으 며, 초음파분산기에 무리가 가는 온도에 도달하지 않 도록 관리하며 실험을 진행하였다.Fig. 5

    CNC 현탁액의 분산성과 분산안정성은 혼탁도와 초음파 분산에너지를 평가를 통해 측정하였다. 혼탁도 는 Figs. 5에 나타낸 혼탁도측정장치를 통해 측정하였 으며, 혼탁도측정장치의 특성은 Table 4와 같다. 실험 의 탁도 단위는 NTU(Nepthelometric Turbidity Unit)로 이 방법은 시료를 중심각으로 광원과 검출기 가 직각으로 배열되어 있으며, 시료에 의해 산란되는 빛들 중에서 90도로 산란되는 빛의 양만을 측정하는 방식이다. 분산특성 평가방법은 분산 종료 후 혼탁도 를 9회씩 측정하였으며, 분산안정성 평가방법은 분산 종료 후 경과시간에 따라 혼탁도를 각각 3회씩 측정 하는 것으로 정하였다.

    실험사항을 Table 5에 정리하여 나타내었으며 CNC 혼입량은 0.2, 0.4g 2가지로 선정하였는데 이 값 은 선행논문(Cao, 2014; 2016)에서 밝힌 시멘트 모르 타르에 CNC를 혼입할 때 최적 혼입률로 0.2%를 제 시하였는데 이 값은 근거로 하여 선정한 양이다.

    4.실험결과

    4.1.분산성 평가

    CNC 현탁액의 분산성 평가는 분산시간과 혼입량에 따른 혼탁도를 측정하여 평가하였다. Figs. 8에 나타 낸 Plain 시험체의 혼탁도 값은 CNC 현탁액 제조에 사용한 순수의 혼탁도를 측정한 것이다. 평균적으로 1.7정도의 혼탁도 값을 보였으며, 이를 기준으로 CNC 혼입 시험체의 혼탁도 값을 비교하였다. CNC 혼입량 에 따라 총 4가지 배합의 혼탁도를 측정하였다.

    CNC-0.1 배합의 경우 Figs. 9에서 나타나듯이 분 산시간에 따른 평균 혼탁도 값은 5분에서 10.7 NTU, 10분에서 13.3 NTU, 15분에서 17.7 NTU, 20분에서 24 NTU, 25분에서 24.4 NTU, 30분에서 31.5 NTU 값을 나타냈다. 초음파분산시간이 증가할수록 혼탁도 값 역시 상승하는 결과를 나타냈다. 구간별 증가량을 보면, 15∼20분, 25∼30분이 가장 크게 나타났으며, 20∼ 25분 구간에서는 거의 증가하지 않았다. 따라서 충분 한 분산을 확보하기 위해서는 30분이상의 분산이 필 요할 것으로 판단된다.

    다음으로, CNC-0.2 배합의 평균 혼탁도 값을 살 펴보면, Figs. 10에서 보이듯 5분에서 18.4 NTU, 10 분에서 17.4 NTU, 15분에서 19.7 NTU, 20분에서 24.9 NTU, 25분에서 31.8 NTU, 30분에서 47.9 NTU 값을 나타냈다. 구간별 증가량을 보면, 5∼10분과 10∼ 15분 구간에서는 혼탁도가 거의 증가하지 않는 결과 를 보였다. 그러나 15분 이후부터 혼탁도가 증가하기 시작하여 25∼30분 구간에서는 CNC.01보다 증가폭이 크게 나타났다.

    CNC-0.3 배합의 경우 Figs. 11에서 나타나듯이 분산시간에 따른 평균 혼탁도 값은 5분에서 14.0 NTU, 10분에서 17.5 NTU, 15분에서 23.1 NTU, 20 분에서 27.2 NTU, 25분에서 30.3 NTU, 30분에서 33.2 NTU 값을 나타냈다. 구간별 증가량을 살펴보면, 시간경과에 따라 혼탁도 값이 계속 증가하는 양상을 보였다. CNC-0.2와 비교해 보면 강도폭이 작게 나타 났으며, 30분에서의 혼탁도 역시 작게 나타난 것을 확 인할 수 있었다.

    CNC-0.4 배합의 경우 Figs. 12와 같이 분산시간 에 따른 평균 혼탁도 값은 5분에서 16.9 NTU, 10분 에서 19.4 NTU, 15분에서 22.9 NTU, 20분에서 25.7 NTU, 25분에서 31.6 NTU, 30분에서 43.3 NTU 값을 나타냈다. 구간별 증가량을 보면, 분산시간이 증가할 수록 혼탁도가 증가하는 결과를 나타냈다. CNC-0.1, CNC- 0.2, CNC-0.3, CNC-0.4 배합 모두 분산시간이 증가할 때, 혼탁도가 증가하는 양상을 보였다. 이를 통해, CNC를 물과 혼합할 경우 CNC간의 뭉침현상이 발생하며, 이러한 뭉침현상을 초음파분산으로 저감시 킬 수 있다는 것으로 판단할 수 있다.

    그러나 분산시간 30분까지도 꾸준히 혼탁도가 증 가하는 것으로 볼 때, 분산시간을 보다 증가시킬 경우 혼탁도가 더 증가할 가능성이 있으므로, 충분한 분산 을 확보했다고 판단하기는 어렵다.

    Figs. 13과 Table 6은 4가지 시험체의 초음파분산 시간에 따른 혼탁도 평균값을 함께 나타낸 것이다. CNC-0.1이 모든 시간에서 가장 낮은 혼탁도 값을 보 였고, CNC-0.2, CNC-0.3, CNC-0.4는 25분 이전까지 는 분산시간에 따른 혼탁도 값이 유사한 결과를 보였 으며, 25분에서-는 거의 동일한 값을 나타내었다. 그 러나 30분에서는 CNC-0.2와 CNC0-4가 10 NTU이 상 높은 결과를 보였으며, CNC-0.3은 오히려 CNC-0.1과 유사한 혼탁도 값을 나타내었다.

    4.2.분산안정성 평가

    CNC 현탁액의 분산시간과 분산 후 경과시간에 따른 혼탁도를 측정하여 분산안정성을 평가하였다. CNC 혼입량은 0.2, 0.4g 2가지로 실험을 진행하였고, 측정 시간은 분산 후 30분까지는 5분 간격, 60분까지는 10 분 간격으로 측정하고 마지막으로 120분 경과 후 분 산안정성을 측정하였다. 먼저, CNC-0.2 시험체의 혼 탁도를 Figs. 14, 15, 16에 나타내었는데, 분산을 5분 진행한 Figs. 14를 보면, 초기 혼탁도는 18 NTU 정 도의 값을 나타내었으나, 시간의 경과에도 큰 감소가 나타나지 않았으며, 120분에 이르러서도 1NTU 정도 의 차이만 나타냈다. 이는 초음파 분산시간이 충분하 지 않아 CNC가 충분히 분산되지 않은 것에 기인한 것으로 판단된다. 다음으로 분산을 10분 진행한 Figs. 15를 보면, 초기 혼탁도는 16.5 NTU정도의 값을 보 였으며, 시간이 경과할수록 계속해서 혼탁도 값이 감 소하는 결과를 나타내었고 5분에서 감소폭이 가장 크 게 나타났다. 이 결과로 볼 때, 10분 분산의 경우 CNC간의 뭉침이 충분히 제거되지 못하였으며, 이 유 지시간 또한 다소 짧다는 것을 확인할 수 있었다. 마 지막으로 분산을 30분 진행한 Figs. 16을 보면, 초기 혼탁도는 32 NTU 값을 보였고, 시간의 경과에 따라 천천히 감소하였으며, 이는 10분 분산한 시험체가 5분 에서 혼탁도가 급격히 감소한 것과는 대조되는 결과 를 나타낸 것이다. 이후 120분까지도 계속해서 감소하 였으나, 120분에서 분산 5분, 10분 결과보다 큰 혼탁 도 값을 나타냈다.

    두 번째는 CNC-0.4 시험체의 결과로 분산을 5분 진행한 Figs. 17을 보면, 초기 혼탁도는 17 NTU를 나타냈으나, 이후 시간이 경과함에 따라 혼탁도는 크 게 변하지 않는 모습을 확인할 수 있었다. 이는 CNC-0.2의 분산 5분 시험체와 동일하게 CNC가 충분 히 분산되지 않은 것이 원인인 것으로 판단된다.

    다음으로, 분산을 10분 진행한 Figs. 18을 보면, 초기 혼탁도는 21 NTU를 나타냈으며, 120분까지 시 간의 경과에 따라 혼탁도가 지속적으로 감소하는 경 향을 보였고, 120분에서는 5분 분산 시험체의 혼탁도 와 비슷한 값을 나타냈다.

    마지막으로 분산을 30분 진행한 Figs. 19를 보면, 초기 혼탁도는 40 NTU를 나타냈으며, 시간의 경과에 따라 혼탁도가 지속적으로 감소하는 경향을 보였다. 감소폭은 초기 0∼10분에서 가장 크게 나타났으며, 시 간 경과에 따라 감소폭이 줄어드는 경향을 보였다.

    Table 7은 분산시간과 경과시간에 따른 혼탁도를 측정하여 분산유지성을 평가한 결과를 나타낸 것으로 혼탁도는 모든 시험체에서 시간경과에 따라 지속적으 로 감소하는 경향을 보였으며, 이는 분산 5분을 진행 한 시험체의 혼탁도와 유사한 값이 나타날 때까지 감 소하는 것으로 판단된다. 또한, 이러한 혼탁도 감소는 분산 후 초기에 크게 나타났으며 시간이 지날수록 그 감소량은 줄어드는 것으로 나타났다.

    5.결 론

    본 논문은 초음파분산에 따른 CNC 현탁액의 분산특 성과 분산유지성을 평가한 것으로 실험의 결론은 아 래와 같다.

    • 1) 분산시간과 CNC 혼입량에 따른 분산특성 분석 결과, 분산시간이 증가할수록 혼탁도가 증가하는 결과 를 나타내었다. 혼탁도와 CNC의 분산이 완전히 비례 한다고 평가할 수 없으나, 혼탁도를 통해 CNC의 분 산특성을 간접적으로 파악할 수 있었다. 이를 통해, 분산시간이 증가할수록 CNC의 분산특성이 향상됨을 확인할 수 있었으며, 추후 실험을 통해 좀 더 다양한 분산시간과 혼입량에 대한 혼탁도를 측정한다면 CNC 의 분산특성을 혼탁도를 통해 보다 정확히 판단할 수 있을 것으로 판단된다.

    • 2) 분산시간과 경과시간에 따른 CNC 현탁액의 분 산유지성을 분석한 결과 분산시간 5분인 경우 CNC가 충분히 분산되지 않아, 경과시간에 따른 혼탁도의 감 소가 거의 나타나지 않았으나, 분산시간 10분, 30분의 경우 경과시간에 따라 혼탁도가 지속적으로 감소하는 경향을 보였다. 혼탁도의 감소는 5∼10분의 초기에서 크게 나타나는 경향을 나타내었는데, 이는 초음파분산 을 통해 CNC의 뭉침현상을 저감시켰으나 초음파분산 을 종료할 경우 다시 뭉치는 현상이 반복적으로 발생 하는 것으로 판단된다. 따라서 초음파 분산 후 CNC 의 분산을 유지하기 위해서는 표면개질 등의 처리가 필요할 것으로 판단되며, 그렇지 않을 경우 추후 시멘 트 복합체에 CNC를 적용하는 실험을 진행할 때 초음 파 분산 후 5∼10분 이내에 혼합을 진행해야 할 것으 로 판단된다.

    ACKNOWLEDGMENT

    본 연구는 국토교통부 국토교통기술촉진사업의 연구 비 지원(17CTAP-C133534-01)으로 수행되었으며 이 에 감사드립니다.

    Figure

    KOSACS-8-49_F1.gif
    CNC-1
    KOSACS-8-49_F2.gif
    CNC-2
    KOSACS-8-49_F3.gif
    Water purification
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    Sonicator
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    Turbidity meter
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    Set-up
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    Sample
    KOSACS-8-49_F8.gif
    Plain specimen
    KOSACS-8-49_F9.gif
    CNC 0.1g
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    CNC 0.2g
    KOSACS-8-49_F11.gif
    CNC 0.3g
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    CNC 0.4g
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    Dispersion of CNC
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    CNC-0.2 - Sonication 5 min.
    KOSACS-8-49_F15.gif
    CNC-0.2 - Sonication 10 min.
    KOSACS-8-49_F16.gif
    CNC-0.2 - Sonication 30 min.
    KOSACS-8-49_F17.gif
    CNC-0.4 - Sonication 5 min.
    KOSACS-8-49_F18.gif
    CNC-0.4 - Sonication 10 min.
    KOSACS-8-49_F19.gif
    CNC-0.4 - Sonication 30 min.

    Table

    Literature review of dispersion and evaluation methods
    Properties of CelluForce NCC™
    Properties of Sonicator
    Properties of Turbidity meter
    Experiment parameter
    Turbidity of dispersion specimen (Unit : NTU)
    Turbidity of stability specimen (Unit : NTU)

    Reference

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