레올로지 정수를 활용한 3D Printing 공법 적용이 가능한 모르타르의 적층 성능 평가

Abstract

본 연구에서는 3D 프린팅 공법 적용이 가능한 모르타르의 적층 성능을 레올로지 특성을 기반으로 평가하고 모르타르의 안정적인 적층이 가능할 때의 레올로지 정수 범위를 분석하고자 하였다. 이에 따라 Flow Curve, Amplitude Sweep, Thixotropy 등 다양한 레올로지 정수를 활용하여 모르타르의 적층성과의 상관관계를 분석하였다. 연구 결과 기존 연구에서 3D 프린팅용 시멘트 계열 재료의 물성 및 성능 평가에 주로 사용하던 Bingham Model 식 기반의 항복응력과 소성점도는 압 출과 적층이 가능하더라도 배합에 따라 매우 유동성이 낮은 경우 측정이 불가능하여 재료의 성능 평가에 한계가 있음을 알 수 있었다. 3D 프린팅용 시멘트 계열 재료의 성능을 레올로지 관점에서 평가하고자 할 때 재료의 점탄성 거동을 평가할 수 있는 Amplitude Sweep Test를 활용하는 것이 가장 적합할 것으로 판단된다. 특히 재료가 점탄성 균형적 상태일 때 가장 우수 한 적층 성능을 확보하는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 3D 프린팅 적용이 가능한 시멘트 계열 재료의 성능 평가에 다양 한 레올로지 정수를 고려하면 정확하고 정량적인 평가가 가능할 것으로 판단된다.