• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.173-183
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• 2012

최근 고강도 콘크리트의 폭렬현상에 관한 메커니즘의 연구와 더불어 폭렬을 방지하는 방법으로써 섬유혼입에 의한 콘크리트의 수증기압을 낮추는 방법이 선호되고 있는 실정이다. 주로 단일 형태의 폴리프로필렌 섬유를 혼입하여 폭렬을 저감하는 방법들이 사용하고 있으나 초고강도 콘크리트 영역에서는 실제로 급격하게 온도가 상승하는 경우에 있어서 폭렬 및 급격한 수증기 팽창압을 고려할 수 없다는 점을 들 수 있다. 따라서 이 연구에서는 콘크리트 내부온도상승조건에 따라 섬유의 용융점에 따른 공극의 형성 및 폭렬의 상관성을 분석하고자 하였으며, W/B 12.5%의 초고강도 콘크리트를 대상으로 용융점이 다른 PE섬유, PP섬유, 나일론섬유를 각각 0.15vol%, 0.25vol% 혼입하여 폭렬 성상, 수증기압, 시차열 중량 분석, 해석적 검토를 행하였다. 실험 결과, 동일 섬유 혼입률 조건에서 섬유의 용융점이 낮더라도 초고강도 콘크리트에서는 섬유의 기화에 의한 섬유의 중량손실이 발생하지 않으면 초기 폭렬의 방지가 어렵고, 가열시간 10분 전후의 빠른 공극을 형성하는 섬유가 폭렬의 방지에 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.63-71
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• 2015

본 연구는 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트의 온도 변화에 따른 내화특성 분석에 관한 연구로 고강도 콘크리트에 고온이 가해질 경우 발생되는 폭렬현상에 대하여 방지효과가 있는 것으로 알려져 있는 하이브리드섬유와 강섬유를 함께 혼입하여 만든 복합섬유를 사용하여 온도 변화($100{\sim}800^{\circ}C$)에 따른 고강도 콘크리트의 내화특성 및 역학적 메커니즘을 분석하였다. 또한 본 논문에서는 고강도 콘크리트 구조물에서 가장 문제가 되는 폭렬현상을 막는 대책 중의 하나인 섬유 혼입을 통한 방법을 사용하여 SEM 및 XRD 분석 등의 방법으로 고온을 받은 고강도 콘크리트의 열적 특성 및 역학적 특성을 규명하고자 하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.481-482
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• 2009

본 연구는 양생방법 및 PP섬유 혼입율 변화에 따른 고강도 콘크리트의 내화특성에 대하여 분석하였는데 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 먼저, 폭렬성상으로 표준양생의 경우는 PP섬유 혼입률 0.05%이상에서 폭렬이 방지되는 것으로 나타났고, 오토클레이브 및 증기양생의 경우는 혼입률 0.1 %이상에서 폭렬이 방지 되는 것으로 나타났다. 잔존압축강도 특성으로는 Plain의 경우 폭렬현상으로 인하여 측정이 불가하였고 PP섬유 혼입율 증가에 따라서는 30 MPa 전후의 잔존압축강도를 나타내었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.9-15
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• 2010

최근 사용이 늘어나고 있는 고강도 콘크리트는 화재에 취약하여 고열에 의해 내부 수증기압의 상승으로 폭렬 현상이 발생하게 된다. 이러한 폭렬 현상의 방지 방안으로 유기질 섬유를 이용한 방법이 가장 많이 연구되고 있지만 이 방법은 결국 화재 후 콘크리트의 강도 저하를 초래하게 된다. 따라서 본 연구는 포비성 Alkali-Silicates계 내화재를 피복하여 유기질 섬유를 적용한 경우와 폭렬 특성 및 잔존 압축강도 특성을 검토하였다. 유기질 섬유의 혼입 방법으로 P.P, Nylon 섬유를 사용하였고, 내화 피복의 방법으로 포비성 Alkali-Silciates계 내화재를 사용하였다. 내화 시험은 자체 제작한 가열로에서 화염방사기를 이용하여 3시간 동안 화염 실험을 실시하였다. P.P 섬유를 혼입한 경우 폭렬은 방지 하였지만 잔존 압축강도는 측정할 수 없었고, 포비성 Alkali-Silicates계 내화재로 피복한 경우 폭렬 방지뿐만 아니라 잔존 압축강도가 최고 96%까지 유지되었다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.89-93
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• 2011

본 연구는 고강도콘크리트의 폭렬성상과 공극구조와의 관계를 실험적으로 규명하는 것을 목적으로 하였다. 실험변수는 양생방법, 압축강도, 공극구조로 설정하였으며, ISO834 화재온도이력곡선을 15분 적용하여 콘크리트의 초기 폭렬특성을 실험적으로 검토하였다. 그 결과 50 MPa급 이상의 고강도 콘크리트 시험체의 경우, 가열 이후에도 $0.05{\mu}m$ 이하의 공극이 많이 존재하고 있는 것을 알 수 있었으며, 가열을 받은 고강도 콘크리트는 고강도화될수록 공극이 세공화 되어 탈수 현상이 지연되는 것을 도출 할 수 있었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.286-293
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• 2011

최근 건축구조물은 초고층화, 대형화에 따라 고강도 및 고성능콘크리트의 사용이 증가하고 있는데, 고성능콘크리트는 화재 시 발생하는 폭렬현상에 취약한 문제가 있다. 폭렬은 화재 시 콘크리트 피복의 손실을 초래하여 내부콘크리트와 철근의 열전달률(rate of heat transmission)을 높여 콘크리트와 철근의 온도를 상승시키는 작용을 한다. 이러한 고강도콘크리트의 화재 시 폭렬을 막기 위하여 여러 가지 연구들이 진행되고 있으며 대표적으로 폴리프로필렌(Polypropylene)섬유, 강섬유를 사용한 연구들이 폭렬제어성능을 입증되었으나 유동성 저하에 따른 시공성 문제점이 제기되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 위와 같은 문제를 에스테르계 윤활제 및 비이온성 계면활성제를 포함한 코팅액으로 코팅된 polyamide 섬유를 혼입하여 내화성능을 확보하였으며 강도영역별 최적 조건을 실험을 통하여 도출하였다. 13mm의 polyamide 섬유 적용시 강도영역별 적정 섬유 혼입량은 160MPa는 2.5kg이상에서 폭렬제어가 가능할 것으로 사료된다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2006년도 춘계학술논문 발표대회 제6권1호
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• pp.5-8
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• 2006

High strength concrete has been increasingly used in high rue building and it is very obvious re consider fire resistance performance of that. Unlike the normal strength concrete, high strength concrete in sudden elevating temperature at fire is susceptible to spalling with severe explosion and surface split, due to high density of concrete. In order to endure the spalling, inner space temperature of concrete should be control less than certain point. Therefore this study investigated the influence of covering materials on high strength concrete finishing spray-on materials of fiber composite spray mortar(FCSM). Both polypropylene(PP) and polyvinyl alcohol(PVA) fiber were used in this test. Test showed that concrete, covering 18mm mortar containing PVA fiber and confining metal lath 2.3mm thickness, decreased 50% of main bar ambient temperature. compared with control concrete. In addition, concrete covering 18mm mortar without fiber caused falling of covering materials and then it was exposed in elevating temperature. As a result, spatting of the concrete occurred same as control concrete. However, concrete covering spray-on mortar containing PVA or PP fiber resisted spatting occurrence.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.605-612
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• 2012

콘크리트의 폭렬 발생 메커니즘에 대해서는 수증기압력에 의한 파괴, 내 외부의 온도 차이에 의해 발생하는 표면 압축력에 의한 파괴, 앞선 두 가지 요인의 복합작용에 의한 파괴가 있다. 이러한 폭렬에 영향을 주는 요인은 콘크리트 자체의 재료적 특성과 관계된 내부 요인과 환경에 의한 외부 요인으로 나눌 수 있으며 폭렬 현상을 이해하기 위해서는 두 가지 요인에 대한 충분한 고려가 필요하다. 외부 환경의 요소로써 가열 속도가 다른 경우 콘크리트 내부의 수분응집 및 수증기압력의 거동이 달라질 것으로 판단된다. 따라서 이 연구에서는 30, 50, 70, 90, 110 MPa의 다양한 강도 영역의 콘크리트를 대상으로 ISO-834 표준가열곡선과 $1^{\circ}C/min$의 가열 속도를 적용하여 가열 속도에 따른 콘크리트의 폭렬 성상 및 수증기압력, 열팽창 변형을 평가하였다. 실험 결과 콘크리트의 폭렬은 급속 가열조건에서 발생하며, 콘크리트가 고강도화될수록 폭렬에 의한 단면손실량이 증가하였다. 또한, 가열 초기에 콘크리트 표면부의 수증기압력 상승 속도 및 가열 속도에 따른 열팽창에 의한 초기압력 상쇄효과가 콘크리트의 폭렬 발생에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 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.

• 콘크리트학회지
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• 제17권3호
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• pp.26-32
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• 2005