Because carbon nanotubes (CNT) have high thermal conductivity, many studies were conducted for composites containing CNT. The thermal properties have become importance in civil engineering. Then, a micromechanical model for predicting thermal conductivity of composites containing CNT was derived in this study. The waviness effect of CNT and randomly oriented distribution of inclusions were considered for the present model. For proving the present model, cementitious composites containing CNT were fabricated with 0.0 wt.%, 0.1 wt.%, 0.3 wt.% 0.5 wt.% by weight of CNT and the thermal conductivities of the specimens were measured for the comparison with experimental results and calculated results by the present model. Lastly, numerical analysis was also conducted for investigating effects of variables like waviness of inclusions, thermal conductivity of each phase, randomly oriented distribution, volume fraction of phase 2, and shapes of inclusions.
탄소나노튜브는 높은 열전도성으로 인하여 복합체의 열전도 보강제로써 많은 연구가 이루어져 왔으며, 건설 분야에서도 점차 재료의 열 특성이 중요해지고 있다. 따라서 이 연구에서는 CNT가 혼입된 시멘트 복합체의 열전도도를 예측하기 위한 미세 모델이 유도되었다. 이 때, 탄소나노튜브가 갖는 웨이브 효과를 고려하였으며, 모체 내 삽입물의 임의 분산도 고려되었다. 모델을 검증하기 위해 CNT를 혼입한 시멘트 복합체를 CNT의 무게비를 0.0 wt.%, 0.1 wt.%, 0.3 wt.% 0.5 wt.%로 제작하고 열전도도를 측정하였으며, 그 결과를 제시된 모델의 계산 결과와 비교하였다. 마지막으로 삽입물의 웨이브, 각 물질의 열전도도, 임의분산의 여부, 페이즈 2의 부피비, 삽입물의 형상을 변수로한 수치해석을 통한 변수 영향에 대한 연구도 수행되었다.
