• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.1105-1108
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• 2008

본 고에서는 화재 시 구조물 콘크리트의 안전성 확보를 목적으로, 폭렬방지대책 및 메커니즘에 대해 고찰 분석한 것으로서, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 국내 외에 알려져 있는 고성능 콘크리트의 폭렬방지 방법으로 함수율 및 C/W를 낮추는 방법,내화피복을 실시하여 고온을 차단하는 방법, 횡구속 실시하여 내부에서 발생되는 횡변위에 저항하는 방법, 섬유를 혼입하여 수증기압을 외부로 배출시키는 방법 등 4가지 방안이 있다. 2) 기존의 폭렬관련 이론과 WPB이론에 의한 폭렬메커니즘 분석을 토대로 폭렬방지 방안을 제안하면 기존 건축물에 한해서는 내화피복을 실시하는 방법이, 신축 건축물에 한해서는 섬유를 혼입하는 방법이 양호한 것으로 판단된다.

• 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.

• 콘크리트학회지
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• 제19권1호
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• pp.94-100
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• 2007

• 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.

• 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.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2008년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.313-316
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• 2008

Nowadays, the use of high strength concrete has become increasingly popular. Thus, the theory of this study gives a definition of HSC mechanism through study factors of spalling occurrence of HSC and solutions of failure mechanism. During the fire goes on, building structure using HSC causes explosive spalling and finally it gets to the breaking of the structure down. As a result of this failure mechanism, it remains to be investigated to prevent from explosive spalling of HSC and needs to provide basic problems of HSC at high temperature.

• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.28-39
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• 2014

본 연구에서는 우선 화재에 노출된 고강도 콘크리트의 내화특성과 폭렬 메커니즘을 규명한 기존 국내외 연구자들의 연구문헌들을 심도 깊게 고찰하였다. 그 후 고온을 받은 고강도 콘크리트에 대한 국내외 연구자들의 주요 실험 변수를 분석하여 가장 최적의 변수를 설정하였으며 이를 토대로 하여 100MPa급 고강도 콘크리트의 내화 특성을 규명하기 위한 내화실험을 계획하였다. 또한 기존 연구의 실험결과를 분석한 결과 폭렬방지에 효과가 있는 것으로 알려져 있는 PP섬유와 친수성 재료로서 시멘트 입자와 부착성능이 우수하고 워커빌리티를 개선할 수 있는 NY섬유를 혼합한 신재료 HB섬유를 섬유혼입률 0.05%로 정해 배합설계에 반영하였다. 이러한 배합설계로 타설한 총 48개의 공시체를 28일 양생기간 후 온도변화 ($100^{\circ}C{\sim}700^{\circ}C$)에 따른 고강도 콘크리트의 역학적 특성을 분석하기 위해 화재를 받은 후 냉간상태에서의 내화실험을 수행하였으며 이를 통해 고강도 콘크리트의 내화 특성을 분석하였다.