셀룰로오스 나노섬유/나노결정 기반 시멘트 복합체의 미세구조 제어 및 환경 저감 성능 연구

Microstructure-Controlled Cement Composites with Cellulose Nanofibers/Nanocrystals for Environmental Mitigation

연구 내용

셀룰로오스 나노소재와 폴리머/바이오차를 결합해 분산 안정성과 수화 거동을 조절하고, 시멘트 복합체의 미세구조·강도 특성을 규명하며, 식생콘크리트 적용을 통해 미세먼지 저감 성능을 도출하는 연구

셀룰로오스 나노소재를 시멘트 매트릭스에 도입할 때 분산 안정성, 계면 상호작용, 수화 과정 변화가 미세구조와 역학 성능에 미치는 영향을 규명합니다. 폴리카프로락톤(PCL) 첨가 시 내부 수화와 압축·휨 강도 발현 메커니즘을 비교하고, 셀룰로오스 나노섬유의 아미노화 처리를 통해 복합체의 미세구조 및 기계적 특성을 평가합니다. 또한 폐 합성수지원을 열원으로 활용하는 시멘트 클링커 및 복합재 제조 접근을 검토하여 원료·공정 측면의 탄소 저감 가능성을 함께 다룹니다. 연구 결과는 CNF-바이오차 기반 식생콘크리트 개발로 연결해 환경 저감 기능을 설계 변수로 전환합니다.

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2건

연구 흐름

셀룰로오스 나노결정 및 나노섬유를 시멘트 복합체에 적용하여 분산 및 계면 반응이 성능으로 이어지는 경로를 먼저 규명했습니다. 이후 PCL을 조성 변수로 추가해 수화 거동 변화와 강도 향상 메커니즘을 비교하고, 아미노화 셀룰로오스 나노섬유의 미세구조 형성 효과를 측정하는 방향으로 확장했습니다. 동시에 시멘트 클링커·복합재 제조 과정에서 폐 합성수지 열원을 적용하는 공정 연구를 수행해 재료 개발과 생산 공정 검토를 병행했습니다. 최근에는 CNF-바이오차 복합신소재 기반 식생콘크리트를 대상으로 미세먼지 저감형 그린인프라 성능을 목표로 연구를 수행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

CNF/Cellulose Nanocrystal 분산 제어
수화 거동 기반 배합 설계
PCL-시멘트 복합체 강도 최적화
아미노화 셀룰로오스 계면 강화
바이오차 기반 다공구조 설계
미세구조-역학 상관모델
폐기물 열원 시멘트 공정 검토
식생콘크리트 환경 저감 기능
그린인프라 적용 배합안
환경 친화 시멘트 복합재 개발