• 방재기술
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• 통권43호
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• pp.34-45
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• 2007

고강도 콘크리트 기둥의 내화성능을 향상시키기 위한 설계지침을 개발하기 위한 연구프로그램의 전체적 결과가 도출되었다. 고강도 콘크리트 기둥과 보통강도 콘크리트 기둥의 내화성능을 비교하였다. 화재상태에서 고강도 콘크리트 기둥의 구조적 거동에 영향을 미친는 다양한 요소에 대하여 토론하였다. 설계 가이드라인은 고강도 콘크리트 기둥의 폭렬을 줄이고 내화성능을 향상시키기 위하여 준비하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.957-960
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• 2008

최근 초고층 건축물 등에 적용되는 고강도콘크리트의 내화성능에 대한 문제점이 제기됨에 따라 국토해양부에서는 고강도콘크리트 내화성능 관리 기준을 고시한 바 있으며, 건설업계에서도 이에 대응하기 위해 다양한 기술 검토가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 고강도콘크리트의 취약점으로 제기되고 있는 화재시의 폭렬문제에 대한 대응방안으로서 기존 연구를 통해 내화성능이 우수한 것으로 보고되고 있는 ECC 를 영구거푸집으로 활용한 고강도콘크리트의 내화성능을 검토하였다.ECC 영구거푸집을 활용한 고강도콘크리트 기둥부재의 내화성능 검토 결과, 영구거푸집과 고강도콘크리트 계면으로의 열 침투를 제어할 수 있도록 부재 생산 및 구축 방안을 검토하고, ECC의 적정 배합 및 두께를 확보한다면 고강도콘크리트의 내화성능 확보기술로서의 활용이 가능할 것으로 판단된다. 또한, 내화성 영구거푸집으로서의 단순 활용 방안 이외에 ECC의 우수한 물리적 성능을 활용하여구조성능을 분담할 수 있는 방안으로의 지속적 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2009년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.61-66
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• 2009

최근 초고층 건축물 등에 적용되는 고강도콘크리트의 내화성능에 대한 문제점이 제기됨에 따라 국토해양부에서는 고강도콘크리트 내화성능 관리 기준을 고시한 바 있으며, 건설업계에서도 이에 대응하기 위해 다양한 기술 검토가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 고강도콘크리트의 취약점으로 제기되고 있는 화재시의 폭렬문제에 대한 대응방안으로서 기존 연구를 통해 내화성능이 우수한 것으로 보고되고 있는 ECC 를 영구거푸집으로 활용한 고강도콘크리트의 내화성능을 검토하였다. ECC 영구거푸집을 활용한 고강도콘크리트 기둥부재의 내화성능 검토 결과, 영구거푸집과 고강도콘크리트 계면으로의 열 침투를 제어할 수 있도록 부재 생산 및 구축 방안을 검토하고, ECC의 적정 배합 및 두께를 확보한다면 고강도콘크리트의 내화성능 확보기술로서의 활용이 가능할 것으로 판단된다. 또한, 내화성 영구거푸집으로서의 단순 활용 방안 이외에 ECC의 우수한 물리적 성능을 활용하여 구조성능을 분담할 수 있는 방안으로의 지속적 검토가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.133-140
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• 2011

대형 구조물에 주로 사용되는 고강도 콘크리트는 화재 시 폭렬이 발생하여 구조물의 심각한 손상을 초래한다. 최근 고강도 콘크리트의 폭렬현상을 감소시켜 구조물의 내화성능을 확보하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 본 논문에서는 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트에 대한 내화해석 모델을 제시하였다. 섬유의 거동 및 고온에서의 콘크리트 내부의 물리적인 현상을 고려하여 수정한 고강도 콘크리트의 재료모델을 섬유혼입 고강도 콘크리트의 재료모델로 선택하였다. 수정된 재료모델을 이용하여 얻은 섬유혼입 고강도 콘크리트의 내화해석 결과를 실험결과와 비교하였고, 섬유혼입 고강도 콘크리트 재료모델을 제안하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.170-175
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• 2011

최근 고강도 콘크리트의 내화성능이 사회적 이슈로 부각되고 국토해양부에서 고강도 콘크리트의 내화성능 관리기준(안)이 고시되면서 국내에서도 고강도 콘크리트의 내화성능을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 유기질 섬유인 폴리프로필렌섬유(PP섬유)와 강섬유를 하이브리드한 Fiber Cocktail를 혼입한 고강도 내화콘크리트 개발을 위한 연구를 수행하였다. PP섬유는 $160^{\circ}C$의 온도에서 용융되어 콘크리트 내부에 미세한 통로를 형성하여 고강도 콘크리트 부재 내의 수증기압 및 공극압을 효과적으로 배출하여 고강도 콘크리트의 폭렬발생을 억제시키는 데 효과적이며, 강섬유는 PP섬유가 용융된 후의 고강도 콘크리트 부재의 균열 발생을 억제하며 외부로부터 침투하는 열기를 차단할 수 있다. 100MPa 고강도 콘크리트의 내화실험을 실시하여 최적단면 조건을 도출하기 위해 철근온도를 분석한 결과, 단면이 커질수록 철근온도는 점차 낮아지는 경향이 나타났으며 $600{\times}600mm$, $800{\times}800mm$ 단면에서 내화성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났으며, 이중 경제성을 고려할 경우 $600{\times}600mm$ 단면이 최적단면으로 도출되었다. 또한 도출된 $600{\times}600mm$ 단면에 대해서 철근의 온도를 분석한 결과 PP섬유 $1.5kg/m^3$와 강섬유 $40kg/m^3$를 배합한 Fiber Cocktail이 최적배합비로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.949-952
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• 2008

화재안전 신뢰성이 확보된 고강도 콘크리트 구조물의 시장 공급을 위하여 GS건설에서는 2005년 부터 고강도 콘크리트 구조물의 강도 영역별 폭렬 저감 및 거동 안전성 평가와 수치해석 방법을 통한 경제적인 설계방법를 최종 연구목표로 하여 현재까지 콘크리트 재료의 열적 특성 확보와 구조부재 화재 특성 연구를 수행해 왔다. 강도발현, 시공성, 내화성능과 경제성에 대한 분석을 해외연구 기관에 의뢰하여 섬유혼입공법을 선정한 후 이에 대한 재료의 물리적 특성과 역학적 특성 실험결과를 바탕으로 고강도 콘크리트 구조부재의 내화성능을 예측 분석할 수 있도록 비열 모델, 열전도율모델, 압축강도 모델, 탄성계수 모델을 구축하였다. 또한 기둥과 보에 대한 내화실험을 실시하여 내화성능을 평가하였으며, 이에 대한 열적 해석을 병행하여 진행하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.935-940
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• 2008

지금까지 콘크리트는 내화재료로서 일정한 두께만 확보하면 내화구조로 인정됨으로서, 콘크리트는 화재에 대하여 매우 우수한 소재로 알려져 왔다. 그러나 콘크리트가 고강도화 됨에 따라 부재의 내부 조직이 치밀화되어 화재 시에 발생되는 열응력 및 수증기압 등의 이유로 인하여 일정 이상의 고온에서 피복콘크리트가 심한 폭음과 함께 박리 박락되는 폭렬(Explosive Spalling) 현상이 발생되며, 이러한 폭렬현상은 철근콘크리트 부재 파편의 비산되는 1차 폭렬현상으로 인하여 피난자들의 인명안전성을 위협 할 뿐만 아니라 철근의 노출 및 부재단면의 감소되는 2차 폭렬현상이 발생됨에 따라 구조물의 붕괴로 이어질 수 있다는 것이 2005년 스페인 마드리드시의 윈저타워화재사례에서 경험한바있다. 이러한 사실은 2004년${\sim}$2008년도의 각종 매스컴 및 중앙일간지 등의 보도자료로 이슈화됨으로써 고강도, 초고강도 및 고성능 콘크리트의 내화성능에 대한 근본적인 재확인 작업이 요구되었으며, 2008년 5월에는 "고강도콘크리트 기둥 보의 내화성능 관리기준"이 국토해양부의 "건축물의 피난 방화구조 등의 기준에 관한 규칙"으로 고강도콘크리트에 대한 내화 성능확보 방안으로 개정되었고, 이에 따라 국내의 각 주요 건설사에서는 고강도콘크리트의 폭렬을 고려한 내화공법의 개발에 박차를 가하고 있다. 한편, 본 관리규정의 적절성에 대한 검증과 이미 축조된 구조물에 대한 대책 및 현재 선진 각국에서 시행되고있는 성능적 구조내화설계기법에 대한 대책 등이 향후 본 학회의 주요 과제로 됨으로써, 본 위원회에서는 폭렬메커니즘을 중심으로 한 제1차 전문위원회 연구발표를 2006년도에 시행하였고, 그 후 2년간의 각 건설업체의 내화공법개발현황에 대한 발표회를 통하여 현재의 국내 기술수준 및 현황을 파악하고 향후 진전방향등에 대한 토론을통하여 구체적인 추진방향을 모색하고자 한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.945-948
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• 2008

내화 성능은 화재에 견디는 부재의 능력을 나타내는 하나의 척도이다. 콘크리트 기둥에서 내화성능은 많은 요인에 영향을 받는데, 주요 인자로는 강도, 밀도, 수분 상태, 화재 강도, 기둥의 크기 및 형상, 철근 상세, 하중 상태 및 골재 형태 등이 있다. 그런데, 고강도 콘크리트는 보통강도 콘크리트에 비하여 폭렬이 쉽게 발생하는 것으로 알려져 있다. 그리고 화재 시 고강도 콘크리트 기둥의거동은 이러한 폭렬에 큰 영향을 받는다. 따라서 폭렬제어를 위하여 PP섬유를 혼입하는 방법이 연구되고 있고 건설현장에서 성공적으로 적용되고 있다. 그런데 이러한 고강도 콘크리트의 내화 특성 향상뿐만 아니라 고강도 콘크리트 기둥의 내화 성능 평가 방법의 정립 또한 중요한 문제라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 폭렬이 제어된 고강도 콘크리트 기둥에 대하여 내화 성능 평가 방법에 따라 그 성능의 변화 양상에 대하여 연구를 수행하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.393-396
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• 2008

본 논문에서는 띠철근 간격에 따른 고강도 콘크리트 기둥의 내화 성능에 대한 실험결과를 제시하고 있다. 단면 크기 305${\times}$305mm이 고강도 콘크리트 기둥을 3개 제작하였으며, 띠철근 간격은 150, 210, 300mm 이었다. 시험시의 압축강도는 69MPa이었다. 시험 결과로서, 고강도 콘크리트 기둥의 내화 성능은 띠철근 간격에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 띠철근 간격이 줄어들수록 내화 성능이 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2008년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.804-807
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• 2008

최근 건축 구조물의 초고층화 대형화로 인해 고강도화 되는 콘크리트는 치밀한 조직으로 인해 화재시 폭렬에 취약하고, 내화성이 저하되는 문제점을 지니고 있다. 이로 인해 국내에서도 내화의 문제점을 인식하고 방안제도를 마련하고 있으며, 많은 연구진에 의해 고강도 콘크리트의 내화공법이 소개되고 있다. 이에 본 연구에서는 고강도 콘크리트의 내화공법 선정시 중요도를 관련 전문가의 설문조사를 기반으로 AHP 기법을 이용하여 분석하였다. 설문조사를 통한 분석 결과 상위 평가항목의 화재성능과 상시성능 중 내화공법 선정시에는 화재성능이 가장 중요시되는 것으로 나타났다. 화재성능에 대한 하위 항목에서는 인명보호가 중요한 요소로 산정되었고, 인명보호에 대한 하위 항목에서의 설문분석 결과 유해가스 발생억제가 중요한 요소로 산정되었다.