KR20140134909A

KR20140134909A - 전자파 흡수성능을 갖는 시멘트계 다공성 건설재료

Info

Publication number: KR20140134909A
Application number: KR20130054942A
Authority: KR
Inventors: 이행기; 남일우; 김형기
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2013-05-15
Publication date: 2014-11-25

Abstract

본 발명은 전자파 흡수 성능을 갖는 유전성 재료 또는 자성 재료를 함유하는 시멘트 메트릭스의 비표면적을 증대시킴으로써 전자파 흡수 성능을 극대화시킬 수 있도록 한 시멘트계 다공성 건설재료에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전자파 흡수성능을 갖는 시멘트계 다공성 건설재료는, 알갱이 형태를 갖는 절연성의 골재 사이에 시멘트와, 유전성 재료 또는 자성 재료를 혼합하여 만들어진 시멘트 메트릭스가 채워진 것을 특징으로 한다.

Description

전자파 흡수성능을 갖는 시멘트계 다공성 건설재료{Cement-based Porous Construction Material Having Electro Magnetic Wave Absorption}

본 발명은 시멘트계 건설재료에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자파 흡수 성능을 갖는 유전성 재료 또는 자성재료를 함유하는 시멘트 메트릭스의 비표면적을 증대시킴으로써 전자파 흡수 성능을 향상시킨 전자파 흡수성능을 갖는 시멘트계 다공성 건설재료에 관한 것이다.

정보통신 기술의 눈부신 발달에 따라 이용도 및 디지털 기기의 사용이 계속 확산되어 왔으며 이에 따라 전자파 환경이 현저하게 악화되어 이른바 전파공해에 사회적 관심을 끌고 있다. 더욱이 다양화, 고도화되고 있는 정보화 시대에 부응하고 증가 일로에 있는 전자기기의 정밀한 동작을 위하여 전파를 이용할 경우 신뢰성을 보장하기 위하여 불요 전자파의 반사방지 등과 같은 대책이 요구되고 있다.

또한 현대사회에서 특히 중요시되고 있는 것이 유해전자파 환경에서 인체의 보호 기능의 강화이다. 그 중의 하나가 일반 건축물 및 아파트 등의 지하 수맥에서 발생하는 저주파의 수맥파가 인체에 심각한 영향을 불러일으킨다.

따라서 각종 전자기기의 정밀도를 높이는 것뿐만 아니라, 유해 전자파로부터 우리의 건강을 보호하기 위해서도 광대역의 전자파 흡수체의 개발은 중요하다.

국내 공개특허 제2003-0028859호(2003년 4월 11일 공개)에는 시멘트계 접착재와 입자상 도전성 부가물질(예를 들어 코크스, 자철광, 동슬래그, 소성 페라이트 입자) 및 탄소섬유를 함유하는 전자파 흡수용 시멘트 조성물이 개시되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 전자파 흡수용 시멘트 조성물은 시멘트 메트릭스의 비표면적이 작기 때문에 전자파 흡수 효과를 향상시키는데 한계가 있다.

대한민국 공개특허 제2003-0028859호(공개일자 : 2003년 4월 11일) : 전자파 흡수용 시멘트 조성물

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 전자파 흡수 성능을 갖는 유전성 재료 또는 자성재료를 함유하는 시멘트 메트릭스의 비표면적을 증대시킴으로써 전자파 흡수 성능을 향상시킬 수 있는 시멘트계 다공성 건설재료를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따른 전자파 흡수성능을 갖는 시멘트계 다공성 건설재료는, 알갱이 형태를 갖는 절연성의 골재 사이에 시멘트와, 유전성 재료 또는 자성 재료를 혼합하여 만들어진 시멘트 메트릭스가 채워진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 한 형태에 따른 전자파 흡수성능을 갖는 시멘트계 다공성 건설재료는, 시멘트와, 유전성 재료 또는 자성 재료와, 발포제를 혼입하여 만들어져, 내부에 상기 발포제에 의한 공기층이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 유전성 재료 또는 자성 재료에 의해 전자파 흡수 성능을 갖게 된 시멘트 메트릭스의 비표면적이 증가하게 되므로 전자파 흡수 성능을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트계 다공성 건설재료를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시멘트계 다공성 건설재료를 개략적으로 나타낸 정면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전자파 흡수성능을 갖는 시멘트계 다공성 건설재료의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시멘트계 다공성 건설재료를 개략적으로 나타낸 것으로, 알갱이 형태의 절연성 골재(2) 사이에 시멘트 메트릭스(1)가 채워진 구조로 이루어진다. 상기 시멘트 메트릭스(1)는 시멘트와, 유전성 재료 또는 자성 재료를 혼합하여 만들어진다. 상기 시멘트 메트릭스(1)는 시멘트와, 유전성 재료 또는 자성 재료가 혼합될 때 분산성을 향상시키기 위하여 실리카퓸이 함께 혼합되어 만들어지는 것이 바람직하다.

상기 시멘트 메트릭스(1)를 구성하는 유전성 재료는 카본블랙, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그래핀(graphene)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.

그리고 상기 자성 재료는 Mn-Zn, Ni-Zn, Ni로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.

상기 골재(2)는 구형상 알갱이 형태의 플라스틱 비드(bead) 등을 이용하여 구성할 수 있다.

본 발명의 시멘트계 다공성 건설재료는 시멘트 20 ~ 25 중량%, 유전성 재료 또는 자성 재료 0.07 ~ 4.0 중량%, 골재(2)는 35 ~ 70 중량% , 그리고 잔여분의 물을 혼합하여 제조된다.

상기 시멘트는 제시된 범위보다 적을 경우 물을 포함한 전체 혼합물의 비빔이 용이하지 않으며 기계적 물성이 저감되고, 시멘트가 25%를 초과하여 과다 혼입될 경우 전자파 흡수성능의 향상을 저해하며 유전성 또는 자성재료의 혼입량을 증가시켜 과다한 비용이 소요된다.

그리고, 유전성 재료 또는 자성 재료가 0.07 중량% 보다 적게 혼입될 경우 전자파 흡수성능을 확보할 수 없으며, 4.0 중량% 를 초고하여 과다 혼입될 경우 비용이 지나치게 증가하고 전체혼합물의 비빔이 어려워 제품 생산이 어려워진다.

또한 상기 골재(2)는 경량골재의 경우 35 ~ 50 중량% 로 혼합되고, 일반골재일 경우 55 ~ 70 중량%로 혼합되는 것이 바람직하다. 골재(2)가 상기한 범위보다 과소 또는 과다 혼입될 경우에는 원하는 전자파 흡수성능을 확보하기 어렵다.　

이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 시멘트계 다공성 건설재료는 골재(2)의 표면을 시멘트 메트릭스(1)가 둘러싸게 되므로 시멘트 메트릭스(1)의 비표면적이 증가하게 되고, 이에 따라 전자파 흡수 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 이점을 제공한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시멘트계 다공성 건설재료를 개략적으로 나타낸 것으로, 이 실시예에서는 시멘트와 유전성 재료 또는 자성 재료를 혼합한 시멘트 메트릭스(1) 내에 발포제를 첨가하여 발포제의 발포에 의해 시멘트 메트릭스(1) 내에 무수히 많은 공기층(3)을 형성함으로써 시멘트 메트릭스(1)의 비표면적을 증대시키고 있다.

상기 발포제는 시멘트와 유전성 재료 또는 자성 재료와 함께 물에 혼합될 수도 있지만, 시멘트가 혼합될 물에 발포제가 혼합되어 시멘트에 혼합될 수도 있다. 상기 발포제로는 알루미늄이나 아연 분말, 카세인 등을 사용할 수 있다.

이와 같이 발포제를 혼합하여 시멘트 메트릭스를 만들고자 할 경우, 발포제는 0.05 ~ 1.2 중량% 가 혼합됨이 바람직하다. 발포제가 상기한 범위를 벗어나서 과소 또는 과다 혼입될 경우 전자파 흡수성능이 저감되므로 상기한 범위를 지키는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 유전성 재료 또는 자성 재료에 의해 전자파 흡수 성능을 갖게 된 시멘트 메트릭스(1)의 비표면적이 증가하게 되므로 전자파 흡수 성능을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

1 : 시멘트 메트릭스 2 : 골재
3 : 공기층

Claims

알갱이 형태를 갖는 절연성의 골재(2) 사이에 시멘트와, 유전성 재료 또는 자성 재료를 혼합하여 만들어진 시멘트 메트릭스(1)가 채워진 것을 특징으로 하는 전자파 흡수성능을 갖는 시멘트계 다공성 건설재료.
시멘트와, 유전성 재료 또는 자성 재료와, 발포제를 혼합하여 만들어져, 내부에 상기 발포제에 의한 공기층(3)이 형성된 것을 특징으로 하는 전자파 흡수성능을 갖는 시멘트계 다공성 건설재료.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유전성 재료는 카본블랙, 탄소섬유, 탄소나노튜브, 그래핀(graphene)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수성능을 갖는 시멘트계 다공성 건설재료.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자성 재료는 Mn-Zn, Ni-Zn, Ni로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전자파 흡수성능을 갖는 시멘트계 다공성 건설재료.
제1항 또는 제2항에 있어서, 시멘트와, 유전성 재료 또는 자성 재료가 혼합될 때 실리카퓸이 함께 혼합되어 만들어진 것을 특징으로 하는 전자파 흡수성능을 갖는 시멘트계 다공성 건설재료.
제1항에 있어서, 시멘트 20 ~ 25 중량%, 유전성 재료 또는 자성 재료 0.07 ~ 4.0 중량%, 골재(2)는 35 ~ 70 중량%, 그리고 잔여분의 물을 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 전자파 흡수성능을 갖는 시멘트계 다공성 건설재료.
제2항에 있어서, 시멘트 20 ~ 25 중량%, 유전성 재료 또는 자성 재료 0.07 ~ 4.0 중량%, 발포제 0.05 ~ 1.2 중량%, 그리고 잔여분의 물을 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 전자파 흡수성능을 갖는 시멘트계 다공성 건설재료.