Evaluation of Required Electromagnetic Force for Steel Fiber Alignment Based on Rheological Properties

본 연구에서는 전자기장 하에서 일반 몰탈과 강섬유 보강 몰탈의 레올로지 거동을 실험 분석하고, 이를 근거로 몰탈 내 강섬유 정렬에 필요한 소요 전자기력을 평가하였다. 일반 몰탈은 전자기장 인가 여부와 관계없이 Bingham 유체 거동을 유지한 반면, 강섬유 보강 몰탈은 전자기장 인가 시 stick–flow에 기인한 비선형 유동 거동을 나타내었다. 이러한 거동은 전자기장에 의해 유도된 강섬유가 유동을 차단하여 점성 저항을 증가시키기 때문으로 해석된다. 본 연구에서는 전자기장 하에서 측정된 점도 분포의 중앙값을 유효점도로 정의하고, 이를 기반으로 강섬유 정렬에 요구되는 자기 플럭스 밀도를 산정하였다. 그 결과, 강섬유 정렬에 필요한 자기플럭스 밀도는 자기장 미인가 상태를 기준으로 약 1.6~1.9배 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 전자기장을 활용한 강섬유 배향 제어 기술의 설계 시 레올로지 거동 변화가 중요한 고려 요소임을 의미한다.