최근, 고강도 콘크리트의 잔존 역학적 특성에 관한 섬유의 혼입과 고온의 영향은 실험적으로 연구되어지고 있다. 이 논문에서는 고온에 노출된 물시멘트비 55%, 42% 및 35%에 따른 콘크리트의 잔존 역학적 특성을 0.05~0.20 vol.%의 범위로 폴리프로필렌 섬유를 혼입한 콘크리트와 비교하여 평가하였고, 고려된 요인은 섬유 혼입량, 콘크리트 강도 및 재하 하중량이다. 폭렬 발생 시간, 열팽창 변형, 길이 변화 및 중량 감소의 측정과 압축강도, 탄성계수 및 에너지 흡수 능력의 평가를 실시했다. 결과로서는 고온에 노출된 50 MPa급 콘크리트의 폭렬을 방지하기 위해서 0.05 vol.% 이상의 PP섬유가 필요했다. 또한, PP섬유의 단면적은 고온에 노출된 섬유보강 콘크리트의 폭렬 경향과 잔존 역학적 특성에 관해서 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히, 외부 하중은 콘크리트의 잔존 역학적 특성 뿐만 아니라 폭렬의 위험 및 취성적 경향을 증가시켰다.
최근, 고강도 콘크리트의 잔존 역학적 특성에 관한 섬유의 혼입과 고온의 영향은 실험적으로 연구되어지고 있다. 이 논문에서는 고온에 노출된 물시멘트비 55%, 42% 및 35%에 따른 콘크리트의 잔존 역학적 특성을 0.05~0.20 vol.%의 범위로 폴리프로필렌 섬유를 혼입한 콘크리트와 비교하여 평가하였고, 고려된 요인은 섬유 혼입량, 콘크리트 강도 및 재하 하중량이다. 폭렬 발생 시간, 열팽창 변형, 길이 변화 및 중량 감소의 측정과 압축강도, 탄성계수 및 에너지 흡수 능력의 평가를 실시했다. 결과로서는 고온에 노출된 50 MPa급 콘크리트의 폭렬을 방지하기 위해서 0.05 vol.% 이상의 PP섬유가 필요했다. 또한, PP섬유의 단면적은 고온에 노출된 섬유보강 콘크리트의 폭렬 경향과 잔존 역학적 특성에 관해서 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히, 외부 하중은 콘크리트의 잔존 역학적 특성 뿐만 아니라 폭렬의 위험 및 취성적 경향을 증가시켰다.
Recently, the effects of high temperature and fiber content on the residual mechnical properties of high-strength concrete were experimentally investigated. In this paper, residual mechanical properties of concrete with water to cement (w/c) ratios of 0.55, 0.42 and 0.35 exposed to high temperature ...
Recently, the effects of high temperature and fiber content on the residual mechnical properties of high-strength concrete were experimentally investigated. In this paper, residual mechanical properties of concrete with water to cement (w/c) ratios of 0.55, 0.42 and 0.35 exposed to high temperature are compared with those obtained in fiber reinforced concrete with similar characteristics ranging from 0.05% to 0.20% polypropylene (PP) fiber volume percentage. Also, factors including pre-load levels of 20% and 40% of the maximum load at room temperature are considered. Outbreak time, thermal strain, length change, and mass loss were tested to determine compressive strength, modulus of elasticity, and energy absorption capacity. From the results, in order to prevent the explosive spalling of 50 MPa grade concretes exposed to high temperature, more than 0.05 vol. % of PP fibers is needed. Also, the cross-sectional area of PP fiber can influence the residual mechanical properties and spalling tendency of fiber reinforced concrete exposed to high temperature. Especially, the external loading increases not only the residual mechanical properties of concrete but also the risk of spalling and brittle failure tendency.
Recently, the effects of high temperature and fiber content on the residual mechnical properties of high-strength concrete were experimentally investigated. In this paper, residual mechanical properties of concrete with water to cement (w/c) ratios of 0.55, 0.42 and 0.35 exposed to high temperature are compared with those obtained in fiber reinforced concrete with similar characteristics ranging from 0.05% to 0.20% polypropylene (PP) fiber volume percentage. Also, factors including pre-load levels of 20% and 40% of the maximum load at room temperature are considered. Outbreak time, thermal strain, length change, and mass loss were tested to determine compressive strength, modulus of elasticity, and energy absorption capacity. From the results, in order to prevent the explosive spalling of 50 MPa grade concretes exposed to high temperature, more than 0.05 vol. % of PP fibers is needed. Also, the cross-sectional area of PP fiber can influence the residual mechanical properties and spalling tendency of fiber reinforced concrete exposed to high temperature. Especially, the external loading increases not only the residual mechanical properties of concrete but also the risk of spalling and brittle failure tendency.
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문제 정의
이와 같은 다양한 연구 중 하중 재하에 따른 섬유 보강 콘크리트의 역학적 특성에 관한 데이터는 아직 부족하다. 따라서 이 연구는 고온에 노출된 후 섬유를 보강한 고강도 콘크리트의 역학적 거동과 폭렬 특성을 연구하기 위해 수행되었다. 특히, 콘크리트의 잔존 압축강도, 잔존 탄성 계수, 하중-변형 곡선 및 에너지 소산 능력에 대하여 하중 재하의 영향에 관해 검토하였다.
가설 설정
또한, ISO-834와 같이 빠른 가열 속도 하에서 약 20 μm의 직경이 작은 섬유는 직경이 큰 섬유(약 100~200 μm)에 비해 폭렬 억제 성능은 우수하지만, 잔존 강도는 보강 효과가 낮다는 가정을 제시한다.
시험체의 가열은 3가지 하중조건에 의해 실시되었다. 첫 번째는 가열로에 시험체를 고정하기 위해 약 1,960 N (약 200 kgf)을 가력한 상태로 이 연구에서는 상온 강도의 0% 하중을 재하한 것으로 가정하였다. 두 번째 및 세 번째 하중 조건은 상온 압축하중의 20% 및 40%를 재하하였다.
이와 같이 전체 변형에 영향을 미치는 각 요인들에 의해 가열 전·후 콘크리트 시험체의 길이 변화를 분석할 수 있다. 콘크리트의 열팽창은 동일한 시험체이기 때문에 유사하게 발생하였을 것으로 가정되며, 상온 압축강도 20% 이상의 하중을 재하할 경우 하중에 의한 탄성 변형 및 고온에 의한 과도 변형이 열팽창보다 크게 되어 가열 후 시험체 길이는 수축 상태로 잔존하게 되는 것으로 판단된다.
제안 방법
가열 시험을 하는 시험체의 내부 온도 이력을 평가하기 위해 각 배합 별 2개의 시험체를 온도 평가용으로 제작하였으며, 제작하는 동안 K타입 열전대를 표면(피복 5 mm)과 중심부(피복 50 mm)에 설치하였고, 열전대의 설치 모식도는 Fig. 1에 나타낸 바와 같다. 콘크리트 시험체의 온도 이력 예시로서 전기 가열로와 W/C 0.
각 배합별로 콘크리트를 비빈 후 KS F 2403「콘크리트의 강도 시험용 시험체 제작 방법」에 준하여 Ø100 × 200 mm 원주형 시험체를 제작한 다음 24시간 후 탈형하였다.
이 연구의 실험 계획은 Table 1에 요약하여 나타냈다. 고온을 받은 콘크리트의 폭렬 및 잔존 역학적 특성에 대하여 섬유 혼입 및 하중에 따른 영향을 평가하기 위하여 물시멘트비(W/C)는 0.55, 0.42 및 0.35로 하였으며, 각각의 W/C에 대하여 상온에서 최대 압축강도의 0%(비재하), 20% 및 40%의 하중을 실험 요인으로 적용하였다. 또한, PP 섬유 혼입량은 시리즈 I의 경우 콘크리트 부피에 대하여 0, 0.
하중은 가열 약 30분전에 적용하였으며, 축변형이 더 이상 증가되지 않을 때까지 유지하였다. 그리고 이때의 변형 상태를 시험체의 축변형에 대한 초기 상태로서 설정하였다.
내화 시험을 위한 시험체는 20 ± 2℃의 수중에서 7일간 양생을 실시한 후 상대 습도 60 ± 5%, 온도 20 ± 3℃의 항온 항습실에서 300일간 기건 양생을 실시하였다.
첫 번째는 가열로에 시험체를 고정하기 위해 약 1,960 N (약 200 kgf)을 가력한 상태로 이 연구에서는 상온 강도의 0% 하중을 재하한 것으로 가정하였다. 두 번째 및 세 번째 하중 조건은 상온 압축하중의 20% 및 40%를 재하하였다. 하중은 가열 약 30분전에 적용하였으며, 축변형이 더 이상 증가되지 않을 때까지 유지하였다.
35로 하였으며, 각각의 W/C에 대하여 상온에서 최대 압축강도의 0%(비재하), 20% 및 40%의 하중을 실험 요인으로 적용하였다. 또한, PP 섬유 혼입량은 시리즈 I의 경우 콘크리트 부피에 대하여 0, 0.05% 및 0.1%를, 시리즈 II 및 III는 0, 0.05%, 0.1%, 0.15%, 0.2%를 각각 사용하였다. 온도 조건은 폭렬 평가를 위해 가열 속도가 빠른 ISO-834 표준 가열 곡선을 선정하였으며, 하중 조건 및 섬유 혼입에 따른 잔존 역학적 특성을 비교·평가하기 위해 콘크리트의 성능 저하를 고려하여 1시간 가열하는 것으로 하였다.
시험체는 ISO-834 표준화재곡선에 의해 전기 가열로에서 1시간 동안 가열되었다. 모든 시험체는 가열이 완료된 후 24시간 동안 상온에서 자연적으로 냉각되었으며, 이후 잔존 역학적 특성을 위한 평가가 수행되었다.
35에 대한 콘크리트 배합은 시리즈 I, II 및 III로 각각 설정하였다. 시리즈 I은 PP 섬유 혼입량을 0, 0.45 및 0.9 kg/m3으로 하여 총 3배합을 계획하였으며, 시리즈 II 및 III의 경우는 1.35 kg/m3 및 1.8 kg/m3의 PP 섬유의 혼입량을 추가하여 총 5배합을 계획하였다.
내화 시험을 위한 시험체는 20 ± 2℃의 수중에서 7일간 양생을 실시한 후 상대 습도 60 ± 5%, 온도 20 ± 3℃의 항온 항습실에서 300일간 기건 양생을 실시하였다. 시험체는 양생 후 상온 및 고온에서 각각 평가하였으며, 결과는 상온에서 평가된 결과값과 비교하여 나타내었다.
온도 조건은 폭렬 평가를 위해 가열 속도가 빠른 ISO-834 표준 가열 곡선을 선정하였으며, 하중 조건 및 섬유 혼입에 따른 잔존 역학적 특성을 비교·평가하기 위해 콘크리트의 성능 저하를 고려하여 1시간 가열하는 것으로 하였다.
이 연구에서는 가열 중 하중을 유지하기 위해서 Fig. 3과 같이 전기 가열로와 자동적으로 변형 제어가 가능한 2,000 kN급 UTM을 연결시킨 재하·가열 시험 장치를 사용하였다.
따라서 이 연구는 고온에 노출된 후 섬유를 보강한 고강도 콘크리트의 역학적 거동과 폭렬 특성을 연구하기 위해 수행되었다. 특히, 콘크리트의 잔존 압축강도, 잔존 탄성 계수, 하중-변형 곡선 및 에너지 소산 능력에 대하여 하중 재하의 영향에 관해 검토하였다.
대상 데이터
05의 세척사를 사용하였다. PP 섬유는 길이 13 mm 및 세장비(aspect ratio) 650이며, 콘크리트 배합의 워커빌리티를 위한 혼화제는 폴리카르본산계 고성능 감수제를 혼입하였다. 사용된 재료의 물리적 특성은 Table 2에 나타냈다.
사용 재료는 KS L 5201의 1종 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였다. 굵은골재는 최대 크기 20 mm, 비중 2.65 g/cm3의 화강암계 쇄석을 사용하고, 잔골재는 비중 2.61 g/cm3, 조립률 3.05의 세척사를 사용하였다. PP 섬유는 길이 13 mm 및 세장비(aspect ratio) 650이며, 콘크리트 배합의 워커빌리티를 위한 혼화제는 폴리카르본산계 고성능 감수제를 혼입하였다.
사용 재료는 KS L 5201의 1종 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였다. 굵은골재는 최대 크기 20 mm, 비중 2.
시험체는 28일 표준 압축강도와 내화 시험을 위한 시험체로 각각 분리하여 제작하였다. 각 배합별로 콘크리트를 비빈 후 KS F 2403「콘크리트의 강도 시험용 시험체 제작 방법」에 준하여 Ø100 × 200 mm 원주형 시험체를 제작한 다음 24시간 후 탈형하였다.
이론/모형
11의 A부분과 같이 하중-변형 곡선의 하부 면적을 일정한 변형값까지 계산하여 결정한다. 산출 방법은 Nataraja23)의 연구에서 사용된 방법을 인용하였으며, 이 연구에서는 1%의 변형값까지 면적을 수치 적분 방법에 의해 계산하였다. 또한, 인성비(relative toughness)의 경우는 압축강도와 1% 변형률을 범위로 하는 Fig.
압축강도와 정탄성계수는 가열 시험에 사용된 재하·가열 시험 장치에 의해 평가되었으며, 시험 방법은 RILEM TC 129 「test methods for mechanical properties of concrete at high temperatures」에 준하였다.
성능/효과
2 Vol.% 범위의 PP 섬유는 콘크리트의 역학적 특성에 특별한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며, 고온을 받은 콘크리트는 평가한 모든 역학적 특성 항목(압축강도, 탄성 계수 및 최대 하중에서의 변형)에서 상온에 비해 뚜렷하게 감소하는 것으로 나타났다.
05 Vol.%이상의 PP 섬유를 혼입한 시험체는 모두 폭렬이 방지된 것으로 나타났다(II-2-40% 시험체 제외). 이 결과는 PP 섬유가 콘크리트의 폭렬 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 것을 재확인 시켜준 결과이다.
2) 고온을 받은 섬유 혼입 콘크리트의 압축강도, 탄성 계수 및 최대 하중에서의 변형 성능은 가열전 재하한 하중이 증가할수록 향상되는 것으로 나타났다. 그러나, 이 연구에서는 상온 압축강도의 40%를 재하한 시험체의 경우 대부분 고온에 의한 성능 저하로 가열중 압축파괴 되는 것으로 나타났다.
3) 고온에 의한 콘크리트의 잔존 역학적 특성의 성능 저하는 골재와 시멘트페이스트의 열팽창 차이에 의해 발생되는 균열에 의해 유발되며, 가열전 받은 일정 하중은 이때 발생하는 균열을 억제함으로서 잔존 역학적 특성의 감소율을 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 또한, ISO-834와 같이 빠른 가열 속도 하에서 약 20 μm의 직경이 작은 섬유는 직경이 큰 섬유(약 100~200 μm)에 비해 폭렬 억제 성능은 우수하지만, 잔존 강도는 보강 효과가 낮다는 가정을 제시한다.
4) 고온을 받은 후 콘크리트의 에너지 소산 능력은 하중을 재하한 시험체가 비재하 시험체에 비해 우수한 것으로 나타났으며, 변형에 따른 누적 에너지 소산 면적은 콘크리트의 압축강도가 증가할수록 하중 재하에 따른 차이는 감소하는 것으로 나타났다.
시험체는 ISO-834 표준 가열 곡선에 의해 1시간 가열된 후 잔존 압축강도는 약 25% 이상 유지되었다. PP 섬유의 사용은 상온 압축강도 결과와 같이 고온에 노출된 콘크리트의 잔존 압축강도에 특별한 영향이 없는 것으로 나타났다. Kalifa8)에 의한 연구에서는 PP 섬유가 고온에 노출된 콘크리트의 잔존 강도에 유용한 결과를 보였다.
하중을 받은 시험체의 경우 이와 비교해보면 압축 구속에 의해 팽창이 현저하게 감소하거나 수축하는 형태를 나타내고 있다. 결과적으로 시험체의 팽창을 구속하여 내부에 발생되는 균열을 억제함으로서 압축강도의 저하를 감소시킨 것으로 판단된다.
최대 하중에서의 변형 결과값은 Tables 3 및 4에 나타냈다. 고온을 받은 시험체의 최대 하중에서의 변형은 상온 최대 하중에서의 변형에 비해 크게 증가하는 경향을 나타냈다. 비재하 시험에서 고온에 의한 최대 하중에서의 변형 증가량은 상온 변형에 비해 시리즈Ⅰ의 경우 약 4.
고온을 받은 콘크리트의 중량 감소율은 PP 섬유 혼입률이 증가할수록 미소하게 증가하였으며, 재하 수준에 따라서는 특이점을 확인할 수 없었다. 또한, 길이 변화는 PP 섬유 혼입률에 따라 특별한 경향이 나타나지 않고 있으나 하중수준 0%의 시험체는 가열후 0.
5 mm이상의 큰 균열과 그 밖의 작은 균열이 방사형으로 발생되었다(II-1-0%의 사진은 폭렬면). 그러나 PP 섬유 혼입률이 증가할수록 큰 균열의 수는 감소하였으며, 작은 균열 또한 미미하지만 감소되는 것이 관찰되었다. 상온 압축강도의 20%가 재하된 상태에서 고온을 받은 시험체는 비재하 시험체에 비해 표면에 균열의 수 및 크기가 감소하는 것으로 나타났다.
따라서, 이 연구에서 사용한 PP 섬유의 단면적은 314 μm2으로 Kalifa의 연구에서 사용한 PP 섬유의 단면적인 7,500 μm2와 비교하여 약 20배 이상 작아 섬유의 수는 20배 이상 많아지게 된다.
78 mm 수축하는 결과를 보였다. 또한, 일부 시험체에서만 평가할 수 있었으나, 40% 하중을 받은 시험체는 가열후 1.12~2.32 mm가 수축한 것으로 나타났으며, 변형률로 환산시 약 0.0056~0.0116으로 산출된다. 이에 평가가 불가능했던 40% 하중을 받은 시험체가 고온 및 하중에 의해 압축파괴된 원인을 수치적으로 일부 확인할 수 있었다.
3배 증가하는 것으로 나타났다. 반면 상온 압축강도의 20% 하중이 재하될 경우 최대 하중에서의 변형 증가량은 동일한 조건 시험체에 대하여 약 3.1배(I) 및 2.5배(II, III)로 각각 나타났다. 한편, 최대 하중에서의 변형 또한 PP 섬유의 혼입량에 따라서는 특별한 차이를 나타내지 않았다.
고온을 받은 시험체의 최대 하중에서의 변형은 상온 최대 하중에서의 변형에 비해 크게 증가하는 경향을 나타냈다. 비재하 시험에서 고온에 의한 최대 하중에서의 변형 증가량은 상온 변형에 비해 시리즈Ⅰ의 경우 약 4.4배, 시리즈II 및 III의 경우 약 3.3배 증가하는 것으로 나타났다. 반면 상온 압축강도의 20% 하중이 재하될 경우 최대 하중에서의 변형 증가량은 동일한 조건 시험체에 대하여 약 3.
그러나 PP 섬유 혼입률이 증가할수록 큰 균열의 수는 감소하였으며, 작은 균열 또한 미미하지만 감소되는 것이 관찰되었다. 상온 압축강도의 20%가 재하된 상태에서 고온을 받은 시험체는 비재하 시험체에 비해 표면에 균열의 수 및 크기가 감소하는 것으로 나타났다.
그러나, 하중 조건에 따른 잔존 탄성 계수값은 뚜렷한 차이를 나타냈다. 상온 압축강도의 20%하중을 재하한 시험체는 비재하 시험체에 비해 약 2~5% 잔존 탄성계수가 높게 나타났다. 이는 압축강도에서 언급한 이유와 같이 하중에 의한 콘크리트의 구속은 압축강도를 향상시키고 최대 하중에서의 변형값은 감소(Fig.
고온에 노출된 콘크리트의 압축강도는 Table 4에 나타낸 바와 같다. 시험체는 ISO-834 표준 가열 곡선에 의해 1시간 가열된 후 잔존 압축강도는 약 25% 이상 유지되었다. PP 섬유의 사용은 상온 압축강도 결과와 같이 고온에 노출된 콘크리트의 잔존 압축강도에 특별한 영향이 없는 것으로 나타났다.
그러나, 초기 변형시부터 소산된 에너지의 누적 면적은 비재하 시험체에 비해 상온 압축강도의 20% 하중을 받은 시험체가 크게 나타났다. 에너지 소산 능력은 변형률 0.006에서 비재하에 시험체에 비해 20%를 재하한 시험체가 약 2배이상의 누적 면적을 나타내고 있으나, 이후 변형이 증가할수록 누적 면적의 차이는 감소되는 것으로 나타났다.
두 연구에서 800℃까지 가열하는데 Kalifa의 연구에서는 20분, Poon의 연구에서는 320분이 소요되었다. 이 연구에서 사용한 ISO-834 표준 가열 곡선은 Kalifa의 연구에서 사용된 일본 표준 가열 곡선과 매우 유사하지만 잔존 압축강도에 대한 PP 섬유 혼입의 영향은 나타나지 않았다.
Momose15)의 연구에 의하면 콘크리트에 혼입한 동일한 양의 PP 섬유는 섬유의 직경이 작을수록 고온에서 폭렬 방지 성능이 우수한 것으로 나타났다. 이는 직경이 다른 섬유를 단일 부피당 동일한 섬유 혼입률(부피에 의한 비율)을 적용할 경우 직경이 작은 섬유는 직경이 큰 섬유에 비해 혼입된 섬유의 수가 증가하여 고온에 노출된 콘크리트 내부에서 발생되는 수증기의 배출 통로 수가 증가하기 때문에 콘크리트의 손상도가 감소한다는 결과를 제시했다. 이와 유사한 연구 결과는 허영선의 연구20)에서도 제시되고 있다.
고온을 받은 콘크리트의 에너지 소산 능력의 누적값에 의한 상대적 인성값과 인성비는 Table 5에 나타낸 바와 같다. 잔존 상대 인성값과 인성비 또한 PP 섬유의 혼입률에 따라서는 특별한 차이가 없었으나, 하중 조건이 0%에서 20%로 증가될 때 상대적 인성값은 증가된 반면 인성비는 감소하는 것으로 나타났다. 이는 하중 재하에 의해 콘크리트 시험체가 에너지를 소산시키는 능력은 증가하였으나, 취성적 성질이 강해진 것을 의미한다.
그러나 동일한 조건의 시험체가 20%의 하중을 받을 경우 잔존 압축강도는 45%, 52% 및 53%로 각각 나타났다. 즉 20%의 하중이 재하된 시험체는 비재하 시험체에 비해 잔존 압축강도가 평균적으로 약 13~17% 높게 나타났다. 이는 가열시 콘크리트의 열팽창 변형이 하중에 의해 구속되었기 때문에 압축강도 평가시 강도 향상에 영향을 미친 것으로 판단된다.
7은 고온을 받은 콘크리트의 잔존 압축강도를 나타낸 것이다. 하중을 받지 않은 시리즈 I, II 및 III 시험체의 잔존 압축강도는 평균적으로 상온 압축강도의 29%, 35% 및 40%로 각각 나타났다. 그러나 동일한 조건의 시험체가 20%의 하중을 받을 경우 잔존 압축강도는 45%, 52% 및 53%로 각각 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
고강도 콘크리트의 높은 강도는 어떻게 얻을 수 있는가?
고강도 콘크리트의 높은 강도는 물시멘트비의 감소와 혼화제 사용에 따른 워커빌리티의 향상에 의해 얻어진다. 그러나 이와 같은 과정은 콘크리트의 공극을 감소시켜 고강도 콘크리트가 보통 강도 콘크리트에 비해 취성적이고 상승되는 온도하에서 균열 및 폭렬 등과 같은 현상을 발생하기 쉽게 만들어 내화 성능을 빠르게 저하시키게 된다.
고강도 콘크리트의 폭렬 발생을 억제하기 위해 어떤 물질을 가장 많이 사용하는가?
폭렬 발생을 억제하기 위해 가장 많이 사용되는 폴리프로필렌(polypropylene, PP)섬유의 적용은 한천구,4) 염광수,5) 원종필,6) Bilodeau,7) Kalifa,8) Peng9) 등과 같은 다수의 연구자들에 의해 연구되어 왔다.
물시멘트비의 감소와 혼화제 사용으로 워커빌리티를 향상시키는 과정은 고강도 콘크리트에 어떠한 악영향을 미치는가?
고강도 콘크리트의 높은 강도는 물시멘트비의 감소와 혼화제 사용에 따른 워커빌리티의 향상에 의해 얻어진다. 그러나 이와 같은 과정은 콘크리트의 공극을 감소시켜 고강도 콘크리트가 보통 강도 콘크리트에 비해 취성적이고 상승되는 온도하에서 균열 및 폭렬 등과 같은 현상을 발생하기 쉽게 만들어 내화 성능을 빠르게 저하시키게 된다.3-7)
참고문헌 (23)
김규용, 김영선, 이태규, 박찬규, 이승훈, "설계하중 사전 재하 및 비재하방식에 의한 고강도 콘크리트의 고온 특성 평가," 콘크리트학회 논문집, 20권, 5호, 2008, pp. 583-592.
Poon, C. S., Shui, Z. H., and Lam, L., "Compressive Behavior of Fiber Reinforced High-Performance Concrete Subjected to Elevated Temperatures," Cement and Concrete Research, Vol. 34, 2004, pp. 2215-2222.
A. Bilodeau, V. K. R. and Kodur, G. C. Hoff, Optimization of the Type and Amount of Polypropylene Fibres for Preventing the Spalling of Lightweight Concrete Subjected to Hydrocarbon Fire, Cement & Concrete Composites, Vol. 26, 2004, pp. 163-174.
Kalifa, P., Chene, G., and Galle, C., "High-Temperature Behaviour of HPC with Polypropylene Fibres from Spalling to Microstructure," Cement and Concrete Research, Vol. 31, 2001, pp. 1487-1499.
Peng, G. F., Yang, W., Zhao, J., Liu, Y. F., Bian, S. H., and Zhao, L. H., "Explosive Spalling and Residual Mechanical Properties of Fiber-Toughened High-Performance Concrete Subjected to High Temperatures," Cement and Concrete Research, Vol. 36, 2006, pp. 723-727.
Castillo, C. and Durrani, A. J., "Effect of Transient High Temperature on High-Strength Concrete," ACI Materials Journal, Vol. 87, No. 1, 1990, pp. 47-53.
Diederichs, U., Jumppanen, U. M., and Penttala, V., "Material Properties of High Strength Concrete at Elevated Temperatures," LABSE 13th Congress, Helsinki, 1988.
Abrams, M. S., "Compressive Strength of Concrete at Temperature to 1600F," American Concrete Institute (ACI) SP25, Temperature and Concrete, Detroit, Michigan, 1971, 10 pp.
Chan, Y. N., Luo, X., and Sun, W., "Compressive Strength and Pore Structure of High-Performance Concrete after Exposure to High Temperature up to $800{^{\circ}C}$ ," Cement Concrete Research, Vol. 30, 2000, pp. 247-251.
Alhozaimy, A. M., Soroushian, P., and Mirza, F., "Mechainical Properties of Polypropylene Fiber Reinforced Concrete and the Effects of Pozzolanic Materials," Cement Concrete Composites, Vol. 18, 1996, pp. 85-92.
Momose, H., "An Eexperimental Study on the Fire Resistance Properties of Polypropylene Fiber Reinforced Ultra High-Strength Concrete of 150 $N/mm^{2}$ ," Japan Concrete Institute Annual Convention, Japan, 2003, pp. 995-1000.
한천구, 지석원, 김경민, 허영선, 김성환, "PP 및 PVA 섬 유를 혼입한 고성능 콘크리트의 내화 성능 분석," 대한건축학회 논문집(구조계), 22권, 10호, 2006, pp. 77-84.
Schneider, U., "Behaviour of Concrete at High Temperatures," Wilhelm Ernst & Sohn Verlag, Berin, 1982, 130 pp.
Hirashima, T., Toyoda, K., Yamashita, H., Tokoyoda, M., and Uesugi, H., "Compression Tests of High-Strength Concrete Cylinders at Elevated Temperature," International Workshop fib 2007, Fire Design of Concrete Structure, University of Coimbra, Portugal, 2007, 12 pp.
Heo, Y. S., Sanhayan, J. G., Han, C. G., and Han, M. C., "Synergistic Effect of Combined Fibers for Spalling Protection of Concrete in Fire," Cement and Concrete Research, Vol. 40, 2010, pp. 1547-1554.
Kodur, V. K. R. and Sultan, M. A., "Effect of Temperature on Thermal Properties of High-Strength Concrete," Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 15, No. 2, 2003, pp. 101-107.
Blackman, S. James, "Method for Estimating Water Content of Concrete at the Time of Hardening," ACI Journal, Proceedings, Vol. 50, No. 7, 1954, pp. 533-544.
Nataraja, M. C., Dhang, N., and Gupta, A. P., "Stress-Strain Curves for Steel-Fibre Reinforced Concrete under Compression," Cement Concrete Composite, Vol. 21, 1999, pp. 383-390.
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