• Computers and Concrete
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• 제12권3호
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• pp.337-349
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• 2013

Traditional concrete is effectively an insulator in the dry state. However, conductive concrete can attain relatively high conductivity by adding a certain amount of electronically conductive components in the regular concrete matrix. The main purpose of this study is to investigate the electrical and thermal properties of conductive concrete with various graphite contents, specimen dimensions and applied voltages. For this purpose, six different mixtures (the control mixtures and five conductive mixtures with steel fibers of 2% by weight of coarse aggregate and graphite as fine aggregate replacement at the levels of 0%, 5%, 10%, 15% and 20% by weight) were prepared and concrete blocks with two types of dimensions were fabricated. Four test voltage levels, 48 V, 60 V, 110 V, and 220 V, were applied for the electrical and thermal tests. Test results show that the compressive strength of specimens decreases as the amount of graphite increases in concrete. The rising applied voltage decreases electrical resistivity and increases heat of concrete. Meanwhile, higher electrical current and temperature have been obtained in small size specimens than the comparable large size specimens. From the results, it can be concluded that the graphite contents, applied voltage levels, and the specimen dimensions play important roles in electrical and thermal properties of concrete. In addition, the superior electrical and thermal properties have been obtained in the mixture adding 2% steel fibers and 10% graphite.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.11-18
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• 2015

PURPOSES : The purpose of this study is to develop a deicing pavement system using carbon fiber or graphite with high electrical conductivity and thermal conductivity. METHODS: Based on literature reviews, in general, conventional concrete does not exhibit electrical and thermal conductivity. In order to achieve a new physical property, experiments were conducted by adding graphite and carbon fiber to a mortar specimen. RESULTS: The result of the laboratory experiment indicates that the addition of graphite can significantly reduce the compressive strength and improve the thermal conductivity of concrete. In the case of carbon fiber, however, the compressive strength of the concrete is slightly increased, whereas, the thermal conductivity is slightly decreased against the plain mortar irrespective of the length of the carbon fiber. In addition, a mixture of the graphite and carbon fiber can greatly improve the degree of heating test. CONCLUSIONS : Various properties of cement mortar change with the use of carbon fiber or graphite. To enhance the conductivity of concrete for deicing during winter, both carbon fiber and graphite are required to be used simultaneously.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.315-321
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• 2014

콘크리트는 경제적이면서 내구적인 건설재료로서 고단열성능을 가지고 있으므로 RC 구조물 뿐 아니라 내외장재에 많이 사용되고 있다. 또한 우수한 방사선 차폐 성능을 가지고 있으므로 원전구조물 및 플랜트 구조에 사용되고 있다. 그러나 이러한 고단열 성능으로 인해 내부에 원전구조물 내부에 화재나 멜트다운(melt-down)과 같은 문제가 발생하면 외부에서 인공적으로 온도를 낮출 방법이 매우 제한적이다. 이 연구는 자철광 골재와 철분말을 이용하여 고열전도 콘크리트를 제조하고 이에 대한 역학적 성능과 열전도 특성을 평가하였다. 자철광 골재를 체적비 최대 42.9%, 철분말을 1.5% 혼입하여 열전도 특성을 분석하였다. 자철광골재의 체적비가 30% 수준까지는 큰 열전도가 평가되지 않았으나, 이후 선형적으로 증가하여 체적비 42%가 되었을 때, 열전도는 2.5배 수준으로 증가하였다. 또한 철분말을 포함한 경우는 포함하지 않은 경우에 비해 열전도가 106~113% 증가하였다. 기존의 열전도 모델(ACI, DEMM, MEM)의 결과들이 실험 결과와 비교되었으며, 이러한 모델들은 자철광 및 철분말이 함유된 고열전도 콘크리트에 대해서도 합리적으로 적용될 수 있음을 검증하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.169-176
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• 2023

이 연구는, 프리팩트 콘크리트 공법을 적용하여, 상대적으로 높은 열전도도를 가진 굵은 골재를 먼저 채우고 이 사이를 고유동성 그라우트로 충전하는 개념의 열전도도성 되메움재를 개발하는 것을 목표로 한다. 열전도도가 개선된 되메움재는 지중열 교환기 혹은 지중 송전설비의 열교환 효율을 높일 수 있다. 부순 콘크리트를 골재로, 그라우트는 플라이애시 기반으로 설정하였으며, 소량의 시멘트를 사용하여 고화하였다. 연구 결과, ASTM D 6103 기준 플로우 450 mm 이상의 유동성을 갖는 플라이애시-시멘트-가는 모래 기반 그라우트를 사용하여 최대 25 mm 크기의 자갈을 충전할 수 있음을 확인하였다. 또한 자갈로 충전된 되메움재의 열전도도는 1.7 W/m·K 이상으로, 자갈 없이 유동화된 그라우트로는 달성할 수 없는 높은 열전도도를 보였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권3호
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• pp.209-217
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• 2019

EMP(Electromagnetic Pulse)는 통상적으로 고출력 전자기파 (High Power Electromagnetic: HPEM)를 의미한다. EMP를 차폐하기 위한 차폐 판의 경우, 현장 적용 시, 용접 및 볼트의 연결부(접합부)에서 시공자의 숙련도 및 불량시공, 차폐판의 변형 등으로 인한 전자파 차폐성능 저하의 가능성을 유발하고 있으며, 또한 벽체로부터 이격거리로 인한 비효율적인 공간 활용이 문제점으로 지적 되고 있다. 따라서, 본 연구는 콘크리트 벽체를 대상으로 반사손실에 대한 전자파 차폐성능을 확보하기 위한 일환으로서, 콘크리트에 금속용사 공법을 적용하여 최적의 전자파 차폐 조건을 도출하고자 한다. 실험변수로는 콘크리트 벽체 두께, Zn-Al 금속용사 적용 유무이다. 콘크리트 벽체의 경우, 일반적으로 적용되어지고 있는 벽체 두께인 100~300mm이며, 또한 전자파 차폐성능에 관한 Zn-Al 금속용사 공법의 실효성을 평가하기 위해 적용 유무로 구분하여 실험변수를 설정하였다. 실험 결과 두께가 증가할수록 흡수 손실의 증가로 인해 전자파 차폐성능이 증가하였다. 또한 Zn-Al 금속용사 적용 후 모든 시험체에서 평균 56.68 dB의 상당한 차폐성능 증가를 보였으며, 이는 금속용사 피막의 반사손실에 의하여 증가된 것으로 판단된다. 또한, 전도성 혼입재료와 금속 용사 피막을 동시에 적용할 경우 보다 우수한 차폐성능을 나타낼 것으로 판단된다.