Fe에 의해 활성화된 목질계 바이오차를 혼입한 모르타르의 전도성능 = Conductive Performance of Mortar Containing Fe-Activated Biochar

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 시멘트 복합체 기반 변형감지 센서 제조를 위한 전도성 충진재로 Fe 활성화된 목질계 바이오차를 사용하는 타당성을 조사하기 위해 진행되었다. Fe에 의해 활성화된 바이오차를 3% 혼입한 시멘트 복합체의 압축강도 및 전기적 특성을 평가하기 위해50×50×50mm³ 크기의 입방체 시험체 3개와 40×40×80mm³ 크기의 각기둥의 시멘트 복합체 기반 센서 3개를 각각 준비하였다. 시멘트 복합체기반 센서에는 전기저항 측정의 4탐침 방식이 사용되었다. Fe 활성화된 바이오차를 혼입한 시멘트 복합체 기반 센서의 경우 다양한 함수율 및반복압축하에서 임피던스와 같은 전기저항과 전도성을 조사하였다. 그 결과 시멘트 복합체 기반 센서의 직류 회로에서의 전기저항률이 시간이 지남에 따라 증가하였고, 저항률의 최대 부분 변화가 900초 동안 함수율이 증가함에 따라 감소하였다. 함수율 7.5% 구간에서 전도성 충진재로 Fe에 의해 활성화된 바이오차를 3% 혼입한 시멘트 복합체의 전도성이 가장 안정적이지만, 시멘트 복합체 기반 변형감지 센서의 압축변형과 비저항의 변화비(FCR)에서 반복압축응력이 증가함에 따라 변형감지능력에 있어서 다소 떨어지는 경향을 나타냈다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was conducted to examine the feasibility of using Fe-activated wood-derived biochar as a conductive filler for manufacturing cement-based strain sensor. To evaluate the compressive and electrical properties of cement composite with 3% Fe-activated biochar, three cubic specimens of size 50 x 50 x 50mm³ and three prismatic cement-based sensors of size 40 x 40 x 80mm³ were prepared respectively. The four-probe method of electrical resistance measurement was used for cement-based sensors. For cement-based sensors with FE-activated biochar, the conductive performance such as electrical resistance and impedance under different water content and repeated compression was investigated. Results showed that the fractional changes in the DC electrical resistivity of cement-based sensors increase with increasing time and the maximum fractional changes in the resistivity decrease with increasing the moisture contents during 900s. At moisture content of 7.5% range, the conductive performance of cement composite including 3% Fe-activated biochar as a conductive filler showed the most stable, while the strain detection ability tended to decrease somewhat as the repeated compressive stress increased between repeated compressive strain and fractional change in resistivity (FCR).