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혼화재 종류에 따른 고강도 콘크리트의 내화성능 평가
Fire Resistance Performance Test of High Strength Concrete by Type of Mineral Admixture 원문보기

한국건축시공학회지 = Journal of the Korea Institute of Building Construction, v.15 no.6, 2015년, pp.597 - 605  

권기석 (Architectural Engineering, Hanyang University) ,  류동우 (Department of Architectural Engineering, Daejin University)

초록
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본 연구에서는 동일 설계기준 강도를 목표로 혼화재의 종류 및 치환율을 달리하여 콘크리트 배합설계를 실시하였으며, 이에 따른 혼화재의 종류가 고강도 콘크리트의 내화성능에 미치는 영향을 검토하고자 ASTM E119의 표준가열온도 곡선에 따른 내화시험을 실시하였다. 그 결과, 고로슬래그를 치환하는 경우 폭렬량이 현저히 저감되는 것으로 나타났으며, 실리카흄을 추가하여 치환하는 경우 폭렬량이 가장 많은 것으로 나타났다. 특히 실리카흄을 단독으로 치환하는 경우 비교적 양호한 폭렬량을 나타냈으나, 고로슬래그와 함께 치환한 시험체의 경우 분말도가 높은 실리카흄이 공극을 밀실하게 함으로써 수증기압의 증가로 인해 폭렬량이 증가한 것으로 판단된다. 또한, 실리카흄을 5% 치환한 시험체의 경우, 고로슬래그 치환율이 증가함에 따라 상대적으로 큰 공극량은 감소하고 미세공극량이 증가함으로써 폭렬량 또한 증가하는 결과를 나타냈다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The method of concrete mix design used in this study aims to achieve the identical specified design strength, applying different types and replacement ratio of mineral admixtures and afterwards, fire tests were conducted using the standard time-temperature curve specified in the ASTM E119 to identif...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서, 본 연구에서는 해외에서 건설예정 중인 원자로 구조물을 모사하여 각 혼화재별 단독 및 복합 치환율 변화가 고강도 콘크리트의 내화성능에 미치는 영향을 검토하고자 ASTM E119[5]에 따른 내화시험을 통하여 내화성능 평가를 진행하였다.
  • 본 연구에서는 고강도 콘크리트의 폭렬현상에 영향을 미치는 주요 인자로써 압축강도 및 함수율, 공극구조(MIP)를 분석하여, 고강도 콘크리트 시험체의 내화성능 평가에 관한 기초자료로 활용하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 혼화재의 종류 및 치환율이 고강도 콘크리트의 내화성능에 미치는 영향을 검토하고자 ASTM E119에 따른 내화시험을 진행하였으며, 그 결과를 다음과 같이 정리 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
폭렬현상로 인한 문제점을 해결하기 위한 방안을 위한 연구는 어떤것들이 진행되었는가? 폭렬현상은 부재 단면에 심각한 단면결손을 초래하게 되고, 철근이 노출되는 등 구조물의 내력저하에 치명적인 문제점을 유발하게 된다[1]. 이에 따라 선행 연구자들은 고강도 콘크리트의 내화성능 확보를 위해 콘크리트 배합 시 폴리프로필렌섬유 또는 강섬유 등을 혼입한 섬유 혼입공법이나, 내화보드 및 판넬, 뿜칠 등을 적용한 내화피복 공법에 관한 다수의 연구[2,3,4]를 진행하였다.
콘크리트의 폭렬현상이 일어나는 원인은 무엇인가? 일반적으로 콘크리트는 압축강도가 증가할수록 조직구조가 밀실해지기 때문에 화재 시 수증기압 증가로 인한 폭렬현상이 발생하기 쉽다. 폭렬현상은 부재 단면에 심각한 단면결손을 초래하게 되고, 철근이 노출되는 등 구조물의 내력저하에 치명적인 문제점을 유발하게 된다[1].
폭렬현상이 미치는 영향은 무엇인가? 일반적으로 콘크리트는 압축강도가 증가할수록 조직구조가 밀실해지기 때문에 화재 시 수증기압 증가로 인한 폭렬현상이 발생하기 쉽다. 폭렬현상은 부재 단면에 심각한 단면결손을 초래하게 되고, 철근이 노출되는 등 구조물의 내력저하에 치명적인 문제점을 유발하게 된다[1]. 이에 따라 선행 연구자들은 고강도 콘크리트의 내화성능 확보를 위해 콘크리트 배합 시 폴리프로필렌섬유 또는 강섬유 등을 혼입한 섬유 혼입공법이나, 내화보드 및 판넬, 뿜칠 등을 적용한 내화피복 공법에 관한 다수의 연구[2,3,4]를 진행하였다.
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참고문헌 (11)

  1. Song H, Ko JW, Shinichi S. Thermal properties and explosive spalling for high strength concrete. Magazine of the Korea Concrete Institute. 2008 Sep;20(5):26-32 

  2. Han CG, Pei CC, Lee JS, Lee CY. Fire resistant properties of the RC columns applying various spalling prevention methods. Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection. 2009 May;13(3):119-26 

  3. Youm KS, Jeon HK, Kim HY. Fire Test of Fiber Cocktail Reinforced High Strength Concrete Columns without Loading. Magazine of the Korea Concrete Institute. 2009 Jul;21(4):465-71 

  4. Park KH, Kim HY, Kim HJ, Kwon KH. Experimental Study for Fire Resistance and Heat Transfer Properties on the Compressive Strength of High-Strength Concrete Column. Journal of Korea Society of Hazard Mitigation. 2012 Dec;12(6);53-9 

  5. ASTM international. Standard Test Methods for Fire Tests of Building Construction and Materials. ASTM E119-14. 2014. 

  6. National Fire Protection Association. Standard Methods of Tests of Fire Resistance of Building Construction and Materials. from ASTM E119-14. 2006:4-299 

  7. Chan YN, Luo X, Sun W. Compressive strength and pore structure of high-performance concrete after exposure to high temperature up to $800^{\circ}C$ . Cement and Concrete Research. 2000 Feb;30(2):247-51 

  8. Kalifa P, Menneteau FD, Quenard D. Spalling and pore pressure in HPC at high temperatures. Cement and concrete research. 2000 Dec;30(12):1915-27 

  9. Poon CS, Azhar S, Anson M, Wong YL. Comparison of the strength and durability performance of normal- and high-strength pozzolanic concretes at elevated temperatures. Cement and Concrete Reasearch. 2001 Sep;31(9):1291-300 

  10. Han CG, Hwang YS, Yang SH, Gowripalan N. Performance of spalling resistance of high performance concrete with polypropylene fiber contents and lateral confinement. Cement and Concrete Research. 2005 Sep;35(9):1747-53 

  11. Ghan YN, Peng GF, Anson M. Residual strength and pore structure of high-strength concrete and normal strength concrete after exposure to high temperatures. Cement and Concrete Composites. 1999;21(1):23-7 

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