Estimation of Optimum PP Fiber Content for the Spalling Control of High Strength Reinforced Concrete Columns

High Strength Concrete (HSC) has weakness that in a fire, it is spalled and brittles. The phenomenon of spalling is made by water vapor's (resulting from evaporation in the material at over $100{^{\circ}C}$)' being confined in watertight concrete. As the concrete strength increases, the degree of damage caused by the spalling becomes more serious because of the permeability. It is reported that the polypropylene(PP) fiber has an important role in protecting concrete from spalling and the optimum dosage of PP fiber is 0.2%. This study was conducted on the nonreinforced concrete specimens. The high-temperature behavior of high-strength reinforced concrete columns with various concrete strength and various dosage of PP fibers was investigated in this study. The results show that the ratio of unstressed residual strength of columns increases as the concrete strength increases and the ratio of unstressed residual strength of columns increases as the dosage of PP fiber increases from 0% to 0.2%, however, the effect of fiber dosage on residual strength of column barely changes above 0.2%.

고강도 철근콘크리트 기둥의 폭열제어를 위한 최적의 PP섬유함유량 산정

고강도 콘크리트(HSC)는 화재 시 폭렬현상과 함께 부재가 취성적인 거동을 하게 되는 단점을 지니고 있다. 폭렬현상은 화재 시 $100{^{\circ}C}$이상에서 부재내부의 수분 증발로 인하여 발생한 수증기가 수밀한 콘크리트에 갇혀 발생한다. 따라서 콘크리트 강도가 증가 할수록 수밀성이 높아져 폭렬의 정도가 심해진다. 콘크리트의 폭렬을 제어할 수 있는 방안으로는 폴리프로필렌 섬유(PP섬유)를 혼입하는 방법이 가장 효율적인 것으로 보고 되었다. 본 연구에서는 콘크리트 강도와 PP섬유 함유량을 변수로 하는 기둥 실험체에 대한 내화실험과 잔존강도실험을 수행하여 폭렬현상을 관찰하고 잔존강도를 측정하였다. 그 결과 콘크리트 강도가 60MPa에서 85MPa로 증가할 때 기둥 실험체의 잔존 축 강도는 10%증가하였다. 또한, PP섬유 함유량이 0%에서 0.2%까지 증가 할수록 잔존 축강도비는 68%에서 85%까지 증가하였으나, PP섬유 함유량이 0.2%이상에서는 잔존강도의 증가가 거의 나타나지 않았다.