• 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.627-636
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• 2011

최근 고강도 콘크리트의 폭렬 방지용 보강 섬유로서 폴리프로필렌 섬유를 대신하여 나일론 섬유의 사용이 증가됨에 따라 고온에 노출된 나일론 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트의 폭렬 및 역학적 특성에 관한 실험적 연구가 수행되고 있다. 그러나, 고온을 받은 나일론 섬유 보강 고강도 콘크리트에 관한 연구는 주로 폭렬 특성, 압축강도 및 탄성계수에 대한 평가만이 수행되고 있으며, 열팽창 변형, 전체 변형, 크리프 변형 및 과도 변형과 같은 거동은 평가된 바가 없다. 따라서 이 연구에서는 W/B 0.30~0.15에 따른 나일론 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트에 대하여 열팽창 변형, 전체 변형, 크리프 및 과도 변형 등을 평가하였다. 실험 결과, 나일론 섬유는 고온을 받은 나일론 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트의 성능에 특별한 영향을 미치지 않는 것으로 보였으며, 나일론 섬유 보강 고강도 콘크리트는 섬유를 혼입하지 않은 고강도 콘크리트 또는 보통 강도 콘크리트보다 큰 과도 변형을 나타냈다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.1-6
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• 2011

고강도 콘크리트의 폭렬현상을 억제하여 내화 성능을 개선하기 위한 방법으로 고온에서 수증기가 콘크리트 표면으로 이동할 수 있도록 경로를 제공하여 주는 섬유를 혼입하는 방안이 있다. 섬유를 혼입하여 콘크리트의 폭렬을 억제하는 방법은 고온에 의해 콘크리트 내부에서 용융되는 섬유에 의해 만들어지는 통로가 서로 연결되어 고압의 수증기를 콘크리트 외부로 이동시킬 수 있을 때 효과가 있다. 수증기가 배출될 통로를 형성하는 섬유의 연결성에 대한 percolation 이론을 섬유혼입 고강도 콘크리트의 내화실험 결과에 적용하였다. 본 연구에서는 percolation 이론과 섬유혼입 고강도 콘크리트의 폭렬 발생의 연관성을 분석하였고, 섬유혼입 고강도 콘크리트 가상 시편을 이용하여 내부 섬유 입자가 서로 연결되어 있는 것을 입체적으로 구현하고 일정 부피비의 섬유가 혼입되었을 때 수증기 배출 통로가 확보되는 것을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.83-90
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• 2006

고강도 콘크리트는 구조적인 장점에도 불구하고 화재 시 폭렬과 함께 취성적인 파괴를 나타내는 단점으로 인하여 내화설계 시 주의하여 사용하여야 한다. 고강도 콘크리트의 폭렬제어를 위하여 폴리프로필렌 섬유(PP섬유)의 혼입이 가장 효율적인 것으로 여러 연구결과를 통하여 보고 되었으나, 이들은 대부분 콘크리트 공시체를 대상으로 한 내화실험의 결과로서 최적의 PP섬유 혼입량에 대한 부재수준의 연구는 매우 부족한 실정이다. 본 연구에서는 고강도 콘크리트 기둥의 내화설계를 위한 최적의 PP섬유 혼입량을 제시하기 위하여 콘크리트 강도와 PP섬유의 혼입량을 변수로 하는 기둥부재의 내화실험 및 잔존강도 실험을 수행하였으며, 실험결과 콘크리트 강도가 증가 할수록 기둥 실험체의 잔존 축강도비는 증가하였으며, PP섬유 혼입량을 0%에서 0.2%까지 증가 시킬수록 기둥의 잔존 축강도비가 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 최적의 PP섬유 혼입량으로서 0.2%가 적절할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회지
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• 제4권2호
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• pp.93-101
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• 1992

강섬유를 혼입한 고강도 콘크리트의 강도 특성에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 고성능 감수제를 이용하여 제조한 고강도 콘크리트에 강섬유를 0, 0.5, 1.0, 1.5%로 변화시키면서 실험을 실시하였고, 또한 강섬유의 길이와 휨 시험편의 크기에 따른 강도의 변화에 대하여도 연구하였다. 연구결과 강섬유 보강 고강도 콘크리트의 압축강도는 강섬유의 혼입률에 따라 크게 영향을 받지 않으나, 할열인장강도와 휨강도는 강섬유 혼입률과 길이에 따라 크게 증가하였고, 특히 최대하중을 지나서도 응력의 감소가 작아 연성이 크게 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.65-66
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• 2010

이 연구에서는 고강도 콘크리트에 강섬유를 혼입했을 경우 강섬유의 전단 보강재로서 효율성을 파악하기 위해 강섬유 혼입률이 0.5%-1.0%인 3개의 강섬유보강 고강도 콘크리트 보와 1개의 고강도 콘크리트 보를 제작하여 전단파괴를 유도한 실험을 수행하였다. 실험결과 강섬유 혼입에 의해 고강도 콘크리트 보의 전단강도가 크게 증가 되었으며 연성적으로 거동하는 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.631-637
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• 2007

연구의 촛점은 강섬유 보강 고강도콘크리트와 고장력 철근 사이의 부착 특성을 평가하였다. 강섬유 혼입률에 따른 2가지 종류의 고강도콘크리트에서 고장력 철근의 부착 성능을 평가하기 위하여 직접 부착 실험을 실시하였다. 또한 콘크리트의 압축강도의 영향을 최소로 고려하여 강섬유 혼입률에 따른 부착강도의 영향을 결정하기 위하여 상대 부착강도를 정의하였다. 부착 성능 실험 결과 강섬유의 혼입률이 증가할수록 증가하였으며 강도가 높은 콘크리트 배합에서 더 우수한 결과를 나타내었다. 콘크리트의 강도에 대한 영향을 최소로하여 강섬유 혼입률에 따른 영향을 분석하기 위한 상대부착강도 평가 결과 섬유의 사용량이 증가할수록 상대부착강도가 증가하여 섬유의 혼입률은 고강도콘크리트의 강도에 관계없이 부착강도가 증가하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제20권3호
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• pp.235-243
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• 2020

최근 국내·외 건축물들의 초고층화·대형화에 따라 고강도 콘크리트의 사용이 날로 증가하고 있으나 이러한 고강도 콘크리트는 일반강도 콘크리트에 비해 화재에 의한 콘크리트 단면의 폭렬현상이 가장 심각한 문제점으로 지적되고 있다. 이에 따라 내화성능 향상대책으로 폴리프로필렌 섬유, 나일론 섬유 등을 혼합한 섬유혼입공법이 주로 사용되고 있다. 그러나 섬유혼입공법이 적용된 고강도 콘크리트에 대한 대다수의 연구는 주로 폭렬저감 효과에 집중되어 있으며, 화재 후 PP섬유가 용융되어 생성된 미세공극이 고강도 콘크리트의 장기내구성에 미치는 영향을 조사·분석한 연구는 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 화재피해가 발생한 섬유혼입공법이 적용된 고강도 콘크리트를 가정하여 중성화시험 및 미세구조분석을 통하여 미세공극이 중성화 깊이에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, 300℃에서 1시간만 노출되어도 콘크리트 내부의 PP섬유가 중심부까지 전부 용융되어 중성화 촉진이 원활히 진행된 것으로 나타났다. 화재 후 PP섬유가 혼입된 고강도 콘크리트는 PP섬유가 용융되어 생성된 모세관 공극의 연결성 증가 및 미세균열증가로 인해 장기내구성에 대한 심각한 피해가 우려되며, 섬유혼입공법이 적용된 고강도 콘크리트의 장기내구성에 대한 더욱 정밀한 조사 및 분석이 요구된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.827-832
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• 2008

본 연구에서는 고강도콘크리트의 내화성능 향상을 위해 사용하고 있는 폴리프로필렌섬유와 강섬유 혼입에 따른 설계 강도 60 MPa급 고강도콘크리트 기둥의 내화특성을 평가하였다. 고강도 기둥 콘크리트 공시체의 내화특성 평가를 위하여 ISO-834 가열 곡선을 적용하여 내화실험을 실시하였다. 실험결과 섬유보강재를 혼입하지 않은 경우 폭렬이 심하게 발생하였으며 내부온도도 높게 나타났다. 폴리프로필렌 섬유를 혼입한 고강도콘크리트 기둥 부재의 경우 폭렬이 발생하지 않았으며 내부온도도 섬유보강재를 혼입하지 않은 경우보다 낮게 나타났으나 내부온도 증가에 있어서는 편차가 심해 내부온도 저하에는 큰 효과가 없는 것으로 나타났다. 폴리프로필렌섬유와 강섬유를 혼입한 기둥 공시체의 경우 폭렬이 발생하지 않았으며 가장 낮은 내부온도를 나타내 우수한 내화성능을 나타냈다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.45-52
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• 2011

고강도 콘크리트의 폭렬현상을 억제하여 내화 성능을 개선하기 위한 방법으로 고온에서 수증기가 콘크리트 표면으로 이동할 수 있도록 경로를 제공하여 주는 섬유를 혼입하는 방안이 있다. 본 연구에서는 섬유혼입 고강도 콘크리트 기둥에 대한 재하 내화 실험을 수행하였고, 내부 철근의 온도분포 예측을 위한 열전달 모델과 고온에서 콘크리트 기둥의 역학적 거동에 대한 재료모델을 제시하였다. 화재 시 콘크리트 내부의 물리적인 현상과 콘크리트의 열적 특성을 고려하여 선행 연구의 재료모델을 수정하였다. 수정한 모델을 이용한 섬유혼입 고강도 콘크리트의 유한요소 해석을 실행하였고, 재하 내화실험과의 비교를 통하여 재료모델을 제안하였다.