본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

셀룰로오스 나노섬유 혼합 방오코팅제가 도포된 콘크리트의 소수성능과 내구성능 평가

Evaluation of Hydrophobic Performance and Durability of Concrete Coated with Cellulose Nanofiber Mixed Antifouling Coating Agent

오홍섭|노치훈|장낙섭
한국구조물진단유지관리공학회 (The Korea Institute For Structural Maintenance and Inspection)|2023.10|한국구조물진단유지관리공학회 논문집 (Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection)|제27권 제5호|pp. 1-8

1

조회

0

다운로드

0

인용

0

참고문헌

키워드

Durability콘크리트Concrete내구성HydrophobicAntifoulingSelf-cleaning소수성방오성능자가세척
주제분류안전공학

초록

해양 및 수리구조물은 수분침투뿐만 아니라 해양의생물의 부착 등에 의해서도 내구손상이 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는해양 콘크리트 등을 위해 자가세척기능을 갖는 방오 코팅제를 개발하고자 하였다. AKD와 셀룰로오스 나노섬유 및 BADGE를 혼합한 방오코팅제를 접촉각 140°내외의 소수성과 기울임각 15°에서 충분한 방오성능 확보한 것으로 확인하였다. 표면의 내마모성 시험에서는 최대 0.015g 의 손실만이 발생하는 것으로 나타났다. 내구성 실험에서도 염소이온투과시험결과 코팅제가 도포된 변수에서는 염소이온의 투가가 거의 발생하지 않았으며, 탄산화와 동결융해 손상 또한 역시 거의 발생하지 않아 콘크리트의 내구성 확보에서도 효과가 있는 것으로 분석되었다.

Abstract

Marine and hydraulic structures are subject to durability damage not only due to the penetration of sea water but also due to the attachment of marine organisms. Therefore, in this study, we tried to develop an antifouling coating agent with self-cleaning function for marine concrete. It was confirmed that the antifouling coating agent mixed with AKD, cellulose nanofibers and BADGE had sufficient antifouling performance at a well hydrophobicity of around 140° in contact angle and an inclination angle of 15°. In the abrasion resistance test of the surface, only a maximum loss of 0.015 g occurred. In the durability test, as a result of the chloride ion permeation test, almost no chloride ion permeation occurred in the variable where the coating agent was applied, and carbonation and freeze-thaw damage also rarely occurred, so it was analyzed that it was effective in securing durability of concrete.

참고문헌 (24)

  1. Almeida, E., "Marine paints: the particular case of antifouling paints", Progress in Organic Coating, 59(1), pp.2~20 (2007)
  2. Atta, A. M., "Hybrid ZrO2", Cr2O3 epoxy nanocomposites as organic coatings for steel, 2020, pp.10(10), 997~
  3. 배진우, "주파수 변동에 따른 초음파방오장비의 파울링제거효과", 해양환경안전학회지, 25(5), pp.609~616 (2019), 해양환경안전학회[DOI]
  4. Chen, H., "Effects of AKD sizing on the morphology and pore distribution properties of OCC fibers", Journal of Nanomaterials, 2019, pp.1~6 (2019)
  5. Chindaprasirt, P., "Fabrication of self-cleaning fly ash", polytetrafluoroethylene material for cement mortar spray-coating, 2020, pp.264, 121748~
  6. 조승현, "소수성 표면의 해수 방오성능", 한국해양환경•에너지학회지, 16(2), pp.82~87 (2013), 한국해양환경·에너지학회
  7. Cho, S. W., "Nanocellulose and nanochitin-based all-organic biopolymer composites", Polymer Science and Technology, 32(1), pp.15~20 (2021)
  8. Esmaeili, A. R., "A facile, fast, and low-cost method for fabrication of micro", nano-textured superhydrophobic surfaces, 2020, pp.573, 317~327
  9. Flores-Vivian, I., "Self-assembling particle-siloxane coatings for superhydrophobic concrete", ACS Applied materials &Interfaces, 5(24), pp.13284~13294 (2013)
  10. 구수임, "AKD를 이용한 고강도 소수성 셀룰로오스 나노피브릴 필름 제조", 펄프종이기술, 50(6), pp.34~41 (2018), 한국펄프·종이공학회[DOI]
  11. 홍순국, "군용 수중 운동물체의 성능강화를 위한 초소수성 나노 패터닝 기술", 한국해양공학회지, 27(2), pp.114~120 (2013), 한국해양공학회
  12. Isogai, A., "Wood nanocelluloses: fundamentals and applications as new bio-based nanomaterials", Journal of Wood Science, 59(6), pp.449~459 (2013)
  13. 장낙섭, "셀룰로오스 나노섬유를 활용한 해양 방오 코팅제에 관한 기초 연구", 한국건설순환자원학회 논문집, 9(4), pp.469~477 (2021), 한국건설순환자원학회[DOI]
  14. Khalil, H. A., "Green composites from sustainable cellulose nanofibrils: a review", Carbohydrate Polymers, 87(2), pp.963~979 (2012)
  15. 김수호, "셀룰로오스 나노피브릴과 내첨사이즈제를 이용한 다층 배리어 코팅 기술에 대한 연구", 펄프종이기술, 52(6), pp.47~55 (2020), 한국펄프·종이공학회
  16. 김영환, "소수성 증진을 위한 PMHS 유액 혼입 시멘트 복합체의 미세구조 분석", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 25(1), pp.25~32 (2021), 한국구조물진단유지관리공학회
  17. 김영환, "실란계 혼화제가 혼입된 소수성 시멘트 모르타르의 미세구조 및 강도특성", 한국건설순환자원학회 논문집, 9(2), pp.127~134 (2021), 한국건설순환자원학회[DOI]
  18. Kumar, S., "Separation and analysis techniques for bound and unbound alkyl ketene dimer(AKD) in paper: a review", Arabian Journal of Chemistry, 9, pp.S1636~S1642 (2016)
  19. Lee, M. S., "Self-cleaning and Super water repellent processing", Fiber Technology and Industry, 13(3), pp.159~165 (2009)
  20. Nishimoto, S., "Bioinspired self-cleaning surfaces with superhydrophobicity, superoleophobicity, and superhydrophilicity", Rsc Advances, 3(3), pp.671~690 (2013)
  21. 오홍섭, "실란계 혼화제를 활용한 소수성 시멘트 모르타르의 기초물성 연구", 한국건설순환자원학회 논문집, 6(2), pp.79~86 (2018), 한국건설순환자원학회[DOI]
  22. Wang, S., "Preparation of a durable superhydrophobic membrane by electrospinning poly (vinylidene fluoride)(PVDF)mixed with epoxy–siloxane modified SiO2 nanoparticles: A possible route to superhydrophobic surfaces with low water sliding angle and high water contact angle", Journal of Colloid and Interface Science, 359(2), pp.380~388 (2011)
  23. Wahby, M. H., "Curing of functionalized superhydrophobic inorganic", epoxy nanocomposite and application as coatings for steel, 2021, pp.11(1), 83~
  24. 홍기남, "수용성 유황 첨가 콘크리트의 역학 특성 및 탄산화 저항성", 한국안전학회지, 29(4), pp.103~109 (2014), 한국안전학회

관련 논문AI추천

콘크리트의 내구성 증진을 위한 코팅재의 성능평가김성수, 남용혁, 최춘식한국구조물진단유지관리공학회 · 한국구조물진단유지관리공학회 논문집2003 · 제7권 제4호콘크리트 구조물 표면 보호재의 성능에 대한 실험적 평가남용혁, 안영기, 장석환, 정영준한국구조물진단유지관리공학회 · 한국구조물진단유지관리공학회 논문집2006 · 제10권 제5호나노합성 무기질 폴리머계 표면처리제가 콘크리트의 내구성에 미치는 영향박용걸, 백종명한국구조물진단유지관리공학회 · 한국구조물진단유지관리공학회 논문집2016 · 제20권 제1호표면침투제를 이용한 콘크리트의 내구성 향상에 대한 연구권성준, 김정훈, 박상순, 이상민한국구조물진단유지관리공학회 · 한국구조물진단유지관리공학회 논문집2007 · 제11권 제4호표면강화형흡수방지재 적용 콘크리트의 기공률 및 내마모성 특성노재호, 박명주, 이병재한국구조물진단유지관리공학회 · 한국구조물진단유지관리공학회 논문집2019 · 제23권 제4호콘크리트의 소수성 표면처리를 통한 철강 보강재의 내식성 향상서은혜, 신동민, 이욱진, 이정훈, 조현빈한국표면공학회 · 한국표면공학회지2020 · 제53권 제6호

이 간행물의 다른 논문 (17건)

적층시험체 제작 방식에 따른 시멘트계 복합재료의 적층성능 및 강도 특성 분석서은아, 이호재pp. 9-15플라이애시를 혼입한 콘크리트의 전위차 적정법과 XRF를 이용한 염화물 침투 분석김지현, 이호재, 서은아pp. 16-22섬유가 혼입된 혼합시멘트 콘크리트의 초고온에서의 폭렬특성 및 내화성능 평가오준환, 이만수, 유성원, 천주현pp. 23-29드론 Photogrammetry 기반 댐 시설물 안전점검 적용성 연구유진일, 유호준, 박동순pp. 30-39케이슨 안벽의 장기 거동 모니터링 시스템 구축 연구이태민, 김성태, 김영택, 민지영pp. 40-48
원문 보기