• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.128-137
• /
• 2014

내화뿜칠재는 주로 철골구조물 위에 시공하여 내화구조기준을 만족하기 위한 것이다. 국내에서는 원자력발전소를 비롯하여 철골구조물에 내화뿜칠재를 시공하여 왔지만, 재료특성 중 중요한 요건인 부착강도기준이 제정되어있지 않았다. 다만, 원자력발전소는 원전의 기준에 따라 부착강도 기준이 있었다. 본 논문에서는 변전소에 시공되는 내화뿜칠재의 부착강도 기준을 정하고자 하였다. 기준설정 방법은 현재 사용되는 제품으로 실험체를 제작하고, 변전소 환경에 따라 열화시키며 부착강도를 측정하고 구조물 내구연한 기간 동안 열화시킨 후 변전소에서 발생하는 충격하중 실험을 통하여 탈락여부를 평가하여 부착강도기준을 설정하였다. 본 논문에서의 부착강도는 시중에서 사용되는 제품을 기준으로 실험한 것으로 최소한의 값이라고 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제18권5호
• /
• pp.51-58
• /
• 2014

본 연구에서는 철근콘크리트 구조의 FRP를 이용한 보강에서 낮은 내화성능을 개선하기 위한 방안을 찾기 위하여, 보강된 FRP의 외부를 내화보강하는 방법에 대한 내화실험을 실시하였다. 특히 철근콘크리트 부재의 피복에 홈을 형성하여 FRP를 매입하는 보강 즉, NSM 보강을 대상으로 하였다. 실험에서의 주요 변수는 보강방법과 사용 내화재료로서, Perlite계 재료를 표면에 분사하여 보강하는 방법, Calcium silicate계 보드로 표면에 부착하는 방법, 그리고 추가로 홈내부에 Polymer mortar 또는 Calcium silicate조각을 삽입하여 보강하는 방법으로 보강한 뒤 가열로 내부의 온도변화에 따른 열전달을 관찰하였다. 실험결과, Perlite계 내화뿜칠로 표면을 보강하는 경우보다 Calcium Silicate계 내화보드로 표면을 보강하는 방법이 효과적인 것으로 나타났다. 홈 내부의 에폭시가 유리전이온도에 도달할 때의 외부 표면온도 $820^{\circ}C$까지 내화단열성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제21권1호
• /
• pp.27-35
• /
• 2009

주요 철골구조체는 일정한 시간동안 내화성능을 발휘하기 위한 내화조치를 필요로 한다. 본 연구는 철골기둥의 내화피복 국내인정 제품의 내화성능을 분석 평가함을 목적으로 한다. 대상제품은 보드피복과 뿜칠피복 두 종류의 제품을 대상으로 하여 샘플연구를 하였다. 국내기준과 유럽기준에 기초하여 제품의 내화성능을 분석하였다. 또한 국내기준을 유럽기준의 성능설계관점에서 분석 고찰하였다. 온도적 측면에서 국내기준의 내화성능은 일반적으로 안전하다고 사료되지만, 재료의 물성치 자료확충, 강재온도 산정방법, 프로필계수, 화재시 내력검증 등의 특성을 반영할 필요가 있다고 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제18권4호
• /
• pp.559-568
• /
• 2006

본 연구의 목적은 화재에 의하여 붕괴 위험성이 있는 터널콘크리트 구조물을 보호하기 위해서 사용하는 습식 고강도 폴리머 스프레이 모르타르의 역학적 특성과 화재저항성을 평가하는 것이다. 본 연구의 주요 목적은 낮은 강도를 가지고 있어 내화재료로서 충분하지 않은 현재 사용되고 있는 재료의 단점을 극복하기 위하여 강도와 화재저항성을 동시에 증가시키는 것이다. 또한 습식 고강도 폴리머 스프레이 모르타르의 피복두께에 따른 내부온도분포를 평가하였으며 화재가 발생하였을 경우 터널콘크리트 구조물을 보호할 수 있는 습식 고강도 폴리머 스프레이 모르타르의 최적두께를 결정하였다. 본 연구의 결과 습식 고강도 폴리머 스프레이 모르타르는 현재 상용화되어 있는 내화용 재료와 비교하여 강도가 높았으며, 우수한 내화성능을 확보하였다. 무엇보다도 화재로부터 기존 구조물을 보호하기 위한 고강도 폴리머 모르타르의 최적 피복두께는 4cm이상 이었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권4C호
• /
• pp.283-290
• /
• 2006

콘크리트는 열전도열이 작은 불연성의 재료이다. 그렇지만 콘크리트는 화재에 저항하도록 설계되지 않으면 열을 받을시 공극압과 내부인장응력이 발생하여 폭렬이 발생한다. 본 연구에서는 터널 내화용 습식 고강도 스프레이 폴리머 모르타르의 성능을 실험적 및 수치해석적으로 평가하였다. 이를 위하여 화재시험을 수행하였다. 시험은 RABT 온도가열곡선을 이용하여 내화로에서 수행하였으며, 터널 내화용 습식 스프레이 모르타르의 피복두께에 따른 온도분포를 평가하였다. 실험 및 수치해석적 분석 결과를 기본으로 하여 터널 내화용 습식 고강도 스프레이 폴리머 모르타르의 적정 피복두께는 4cm이상으로 결정하였다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.41-46
• /
• 2010

고강도 콘크리트는 대형 사회기반 구조물로서 많이 활용되고 있다. 고강도 콘크리트는 우수한 재료적 성능과 내구성을 확보하고 있지만 반면에 화재에 대한 급작스러운 폭렬현상으로 인하여 구조적인 문제를 야기시키기도 한다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 피복두께에 추가하여 내화피복재를 사용함으로써 내화피복두께에 따른 콘크리트의 내화성능을 평가하고 최적의 내화피복두께를 산정하는 실험적 연구를 수행하였다. 내화피복재를 10mm 간격으로 증가시키면서 실험을 수행한 결과 콘크리트의 내화성능이 크게 향상됨을 볼 수 있었으며, 최적의 내화피복두께는 약 1~3mm로 산정되었다. 또한 폭렬에 의하여 급작스러운 콘크리트 내부의 온도상승 이후 기화열에 의한 열손실로 완만하게 온도가 상승되는 현상이 실험적으로 관측되었다. PP 섬유는 약 $200^{\circ}C$ 부근에서 용해되어 고온에서는 빈 채널만 남게 되므로 내부 증기압을 저감시켜주는 역할도 관측되었다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.72-77
• /
• 2012

콘크리트-강재 합성보가 고온에 노출된 경우 콘크리트는 강재를 피복하여 온도상승을 지연시키거나 보 내부의 수열용량을 높이는 역할을 한다. 한편 재료 간 일체화로 부재의 강도가 보완되기 때문에 일반적으로 단순 강재 보 보다 합성보의 내화성능이 유리하게 나타난다. 합성보에서 외부에 노출된 강재의 온도상승은 부재 단면의 형상 및 강재의 노출정도와 직접 관련하게 된다. 본 연구에서는 합성보와 일반철골보에 내화인정을 받은 내화뿜칠재를 동일 두께로 피복하여 표준화재조건의 내화실험을 실시하고, 그 결과로 나타난 강재의 온도이력과 단면형상계수와의 관계를 비교 분석하였다. 강재 온도 측정결과와 부재별 단면형상계수의 상관관계를 살펴본 결과 상관성이 매우 높은 것으로 나타났다. 이 결과는 부재의 내화성능에 영향을 미치는 명확한 조건에 의해 비교우위의 성능예측이 가능한 경우 부재별 개별 인정 없이 표준구조 인정을 통한 보편적인 사용이 가능할 수 있음을 시사한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제13권6호통권58호
• /
• pp.88-96
• /
• 2009

본 연구에서는 RC구조물의 내구 및 내화성능을 동시에 향상시킬 수 있는 고인성 모르타르 (FR-ECC) 를 개발하여, 이를 RC구조물의 보수재료로서 사용하기 위한 실험적 연구를 실시하였다. 즉, FR-ECC를 이용하여 제조한 콘크리트 시험체의 강도, 열적특성, 모의부재의 철근부식특성, 내화성능 등에 대하여 검토하였으며, FR-ECC의 현장적용 가능성에 대해서도 평가하였다. 그 결과, FR-ECC는 기존 보수 모르타르에 비해 우수한 강도 및 내구성능을 보유하고, 휨균열 발생 후에도 외부열화 인자의 침입을 억제하여 철근부식을 방지하는 것으로 나타났다. 또한 FR-ECC를 적용한 부재는 ISO 834 가열조건에서도 우수한 내화성능을 갖는 것으로 나타났으며, 뿜칠성능 등의 현장시공 성능에서도 우수한 특성을 나타냈다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.189-197
• /
• 2007

터널 라이닝은 대형 화재 등과 같은 고온에 노출될 경우, 폭렬이 발생하고 이로 인해 급격한 온도 전달 및 내력 저하로 구조체 붕괴의 원인이 될 수 있다는 것이 여러 사례를 통해 보고되고 있다. 본 연구는 터널라이닝의 내화뿜칠 재료로 매우 적합할 것으로 판단되는 고인성 고내화성 시멘트 복합체(FR-ECC)를 개발하고 이의 역학적 특성 및 내화 성능을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 FR-ECC에 있어서의 배합 요인을 실험 변수로 내화 시험을 실시하였으며 비정상 온도 분포 해석 기법(nonlinear transient heat flow analysis)을 이용하여 이를 해석적으로 묘사 검증되었다. 또한, 실험 결과를 통해 검증된 해석 기법을 이용하여 터널라이닝에 대한 열전달 해석을 수행하여 FR-ECC를 내화 2차 라이닝재로 이용하는 경우의 거동 특성을 분석하였다. 실험 결과 내화 성능을 향상시키기 위한 FR-ECC의 최적 배합은 PVA 섬유 또는 PP 섬유 혼입률 $V_f=2.0%$, 다공성 세라믹재 혼입률 $V_C=3.6%$, 공기량 $V_A=15%$로 나타났으며, 검증된 비정상 온도 분포 해석 기법을 이용하여 기존 터널에 40mm FR-ECC를 추가 라이닝 한 경우에 대한 해석 결과, 콘크리트 및 철근의 온도 분포가 모두 $350^{\circ}C$ 이내에서 제어되어 터널 내 콘크리트 및 철근에 대한 화재 피해를 방지할 수 있을 것으로 판단되었다.