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문제 정의
- 터널화재용 구조물의 내화성능 확보의 목적은 화재시 구조물의 손실을 최소화함으로써 재공사 비용을 감소시키고 터널 폐쇄로 인한 간접 손실을 최소화하는 것이지만 내화피복 시 시공비용에 따른 경제성 평가 또한 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 실험에서는 내화재료의 적정두께를 3가지 범위로 콘크리트 패널에 시공하여 터널 구조물의 내화성능 확보를 위한 적정두께를 평가하였다. 두께 범위는 각 내화재료의 상용화 범위를 기준으로 하였으며 터널 구조체의 대부분을 차지하고 있는 콘크리트의 성능확보를 위하여 화재 시 터널내 콘크리트 라이닝의 폭렬저감과 구조체에 고온이 전달되지 않도록 하기 위한 터널 내화용 재료를 이용한 내화성상 실험을 실시하였다.
- 국내 터널이 점점 대형화되어 가고 침매터널이나 지하 대심도 터널등의 건설이 증가될수록 터널 화재의 대형화를 고려한 터널내화용 구조물의 내화성능은 터널 구조 설계에 중요한 요소이다. 본 실험에서는 이러한 터널내화용 구조물의 내화성능을 확보하기 위하여 ITA의 권장사항을 고려한 RWS 2시간의 내화성능을 확보하기 위한 콘크리트의 내화시험을 실시하였다. RWS 2시간 내화시험 후 최대 380℃ 이하의 콘크리트 내부온도를 기준으로 내화성능을 평가한 결과 무피복 콘크리트의 경우 내화성능은 9분, 내화피복을 한 경우 120분의 내화성능을 확보하였다.
- 본 연구에서는 터널 콘크리트 라이닝의 내화시험 평가는 EFNARC에서 작성된 내화시험 지침 규격서를 기초로 하여 실시하였다. 내화성능 평가시 사용되는 화재하중곡선은 화재시나리오 및 화재 이후 구조물의 안전성・ 경제성 등을 고려하여 최악의 화재가 발생할 경우로 가정하여 최대 화재온도가 1350℃에 달하는 RWS 화재곡선을 120분간 적용하여 평가하였다.
- <그림 1>은 본 연구에 사용된 가열로로써, 콘크리트 실험시료의 고온성상을 분석하기 위하여 가열로의 온도 오차범위를 KS기준에 적합하게 성능을 향상시켜 화재강도 조정이 가능하며, 시편의 효율적인 장착을 목적으로 하였으며 노내의 열전대를 R-TYPE으로 설치하였다. 열전대의 구조는 연속 실험으로 인한 열전대의 오차범위 증가로 인한 문제 해결을 위해 열전대를 피복하고 보호 파이프와의 이격을 통한 신뢰성 및 내구성 확보 방안을 검토할 수 있도록 하였다.
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