• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.42-48
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• 2017

콘크리트 구조물이 화재 손상을 입을 경우 노출온도 및 지속시간에 따라 구조물의 심각한 성능 저하를 야기하며, 콘크리트의 재료 물성 저하를 수반한다. 화재 손상을 입은 콘크리트 구조물의 재사용여부 및 보수보강 판단을 위해서는 손상 직후 및 재양생 조건에 따른 주요 손상 부위의 면밀한 손상 평가가 필요하다. 본 연구에서는 재양생 조건에 따른 화재 손상을 입은 콘크리트의 재료물성 회복에 관한 실험적 연구를 수행하였다. 화재 손상을 입은 콘크리트 시편을 상대습도 및 재양생 기간을 달리한 재양생 조건을 적용하였으며, 충격공진기법을 도입하여 콘크리트 시편의 화재 손상 전후 및 재양생 이후의 동탄성계수를 측정하여 손상 정도를 평가하였다. 측정된 결과로부터 재양생 조건 중 높은 상대습도 조건에서 지배적으로 재료물성의 회복이 발생하였다. 추가적으로 콘크리트 시편의 동탄성계수 및 인장강도의 직접적인 비교 및 선형회귀분석을 수행하여 재양생 조건에 따른 영향을 분석하였으며, 이를 토대로 높은 습도 조건에서 동탄성계수의 회복이 인장강도에 비해 두드러지게 나타남을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권2호
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• pp.150-156
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• 2015

본 연구에서는 비선형 음향효과를 기반으로 한 비선형 공진기법을 도입하여 콘크리트의 배합비 및 화재 손상 조건(노출온도, 손상 후 경과기간)이 화재 손상 콘크리트에 미치는 영향을 파악하였다. 도입된 비선형 공진기법을 통해 기존 선형 탄성파 기반 평가 기법 대비 향상된 민감도를 나타내는 비선형인자를 측정하였으며, 쪼갬 인장강도 측정을 통해 배합비 및 화재 손상 조건에 따른 콘크리트의 잔존재료물성 평가를 수행하였다. 얻어진 결과를 토대로 배합비, 노출온도, 손상 후 경과기간이 화재 손상 콘크리트에 미치는 영향을 분석하였다. 추가적으로 쪼갬 인장강도비와 비선형인자의 직접적인 관계를 제시하였으며, 비선형 공진기법을 이용한 화재 손상 콘크리트의 잔존 강도 추정에 대한 가능성을 확인하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.201-206
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• 2011

최근 국내에서는 대심도 터널 시공계획이 발표되면서 터널 구조물에 대한 방재 및 내화설계에 대한 관심이 높아지고 있다. 화재 발생 시 문제가 발생할 수 있는 콘크리트 라이닝의 내화설계를 위해서는 보다 구체적인 내화성능을 측정하기 위한 내화실험이 실시되어야 한다. 현재 국내에서는 건축물의 내화성능을 평가하기 위한 시험평가 방법이 제시되어 있는 상태이나 터널 구조물에 대한 시험법이나 성능평가는 거의 전무한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 구조물의 화재손상 정도를 평가하기 위해 현장에서 사용되고 있는 터널 라이닝을 대상으로 화재 시 콘크리트 라이닝의 손상정도를 평가하였다. 실험은 대표적인 터널 화재시나리오 곡선인 RABT 화재 시나리오를 적용하였으며 폭렬방지에 효과적인 것으로 알려져있는 fiber cocktail(강섬유+폴리프로필렌섬유)의 혼입여부에 따른 성능평가도 함께 실시하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.485-488
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• 2008

터널 화재시 화재강도는 매우 높으며 터널 내부에서 화재 발생은 높은 화재강도에 의해 구조요소인 숏크리트 및 콘크리트 라이닝의 화재 노출표면에서 폭열 발생을 유발시키는 동시에 터널 안정에 있어 중요한 역할을 수행하는 앵커 등의 터널에 매입된 강재 또한 고온의 노출로 인한 열전달로 급격한 응력감소가 발생하게 된다. 따라서 본 실험에서는 화재강도(Modified Hydrocarbon Curve)와 매입된 강재의 내화 유무를 변수로 정하여 콘크리트 라이닝의 내부에 매입된 강재의 열전도를 알아보기 위한 화재시험을 수행하였다. 또한 최근 ITA(International Tunneling Association)에서 연구한 도로 터널내화구조 기준에 따라 강재의 열손상 임계 온도범위를 산정하여 열적 손상 정도를 평가하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.477-480
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• 2008

터널의 경우 타구조물에 비해 화재빈도가 상대적으로 높지는 않으나, 밀폐된 공간이라는 특성상 5분이내 1000도 이상으로 급격한 온도상승이 발생할 수 있으므로, 화재발생시 대형인명피해 및 화재 후 막대한 보수/보강비용이 파생된다. 이에 본 연구에서는 선진외국의 터널화재 시나리오를 준용하여 화재강도(ISO, MHC, RWS)에 따른 콘크리트 PC패널라이닝의 내부 전열특성 규명하였으며, 열손상 범위를 도출하기 위해서 ITA 기준을 적용하여 평가하였다. 연구결과 ISO화재조건에서는 30mm, MHC에서는 50mm, RWS에서는 100mm의 화재손상범위가 도출되었으며, 폭렬깊이는 RWS에서 30mm가 발생하는 것으로 나타났다. PC패널이 지보재의 역할을 할 경우엔 최소100mm깊이의 콘크리트 화재손상범위에 대한 내화성능확보방안이 적용되어야 하며, 비 지보재일 경우 PC패널라이닝의 두께를 100mm이상 확보하여야 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.110-120
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• 2009

터널의 경우 타구조물에 비해 화재빈도가 상대적으로 높지는 않으나, 밀폐된 공간이라는 특성상 5분 이내 $1000^{\circ}C$ 이상으로 급격한 온도상승이 발생할 수 있으므로, 화재발생시 대형 인명피해 및 화재 후 막대한 보수 보강비용이 파생된다. 이러한 터널화재로 인한 구조적 손상을 규명하기 위해, KS F 2257-1과 EFNARC 규정에 부합하고 터널 콘크리트 라이닝의 화재손상평가가 가능한 가열로를 개발하였다. 개발된 가열로를 실증실험에 사용하여 터널화재 시나리오(ISO, $1^{\circ}C$/SEC, MHC, RWS)에서의 콘크리트 PC패널라이닝의 폭렬특성과 화재손상범위를 ITA기준을 적용하여 평가하였다. 실증실험결과 ISO 화재조건에서는 30mm, $1^{\circ}C$/SEC에서는 20mm, MHC에서는 100mm, RWS에서는 50mm로 화재손상범위가 평가되었으며, 폭렬깊이는 RWS와 MHC 화재조건에서 30mm가 발생하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회지
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• 제14권2호
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• pp.30-36
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• 2002

콘크리트가 화재에 노출될 경우 가열에 의한 재질의 노화 및 열팽창에 의한 열응력의 발생에 따라 주요구조부인 기둥 및 보에 큰 손상이 생기게 되어 그 내력은 크게 저하하게 된다. 철근 콘크리트 구조물의 화재 상황을 조사해 보면 (그림 1)과 같이 열응력에 의한 기둥의 전단파괴, 보의 휨파괴 및 부재의 폭열 등이 보여진다.(중략)

• 콘크리트학회지
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• 제7권2호
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• pp.117-125
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• 1995

본 연구에서는 유조차의 추락으로 인해 화재를 입은 콘크리트 교각의 손상 정도에 대하여 조사하였다. 화재에 의한 콘크리트의 조직 변성 및 파손 깊이는 유한요소법으로 계산하여 현장 실측치와 비교분석하였고, 철근의 손상도는 인장시험을 통하여 파악하였다. 유한요소법에 의한 계산에서는 콘크리트의 열 전달 계수 ${\alpha}=2000Ｗ/m^2{\cdot}K$ 콘크리트의 초기 온도 $T_0=5^{\circ}C$ 그리고 화재 지속 시간 t=30분으로 고정하였고, 화재 온도 $T_a=500~800^{\circ}C$로 변화시켰다. 계산 결과 콘크리트 조직 변성 깊이는 1.5~4.1cm 그리고 압축 파열 깊이는 8.7~10.1cm로서 각각 실측치인 2~4cm 및 8~10cm와 근접한 결과를 얻었다. 그리고 화재후 철근의 인장강도는 별 손실이 없는 것으로 나타났다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.85-92
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• 2010

콘크리트의 사용은 건축 및 토목분야에서 널리 사용되어 왔으며, 센서는 콘크리트에 기능적 특성을 위해 사용되어 왔다. 손상을 스스로 나타내는 콘크리트는 이미 개발되고 있는 중에 있다. 본 연구에서 온도보상센서는 금속의 선형팽창과 체적변형을 이용한 센서이다. LED는 광센서로 고휘도이며, 이들 센서의 가격은 저가격이다. 화재하중으로 인하여 콘크리트 보의 온도보상센서가 동작하는 동안 지상 보의 LED동작으로 콘크리트 부재의 온도상승을 예측한다. 본 연구에서는 부재의 손상감지를 위해 간단한 계측방법을 이용하여 화재자현을 스스로 나타내는 콘크리트 보를 개발하기 위한 기초적 연구이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.431-438
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• 2006

화재 피해 콘크리트 건축물의 기존 손상도 평가 방법은 명확한 손상 깊이를 정량적으로 추정하기가 어렵고, 특히 코아 압축강도 테스트는 콘크리트 깊이별로 수열온도 따라 손상도의 변화를 반영하지 못하고 손상 공시체의 압축강도를 구조체 압축강도 저하의 대표 값으로 사용하게 되어 손상 깊이의 판단이 어려운 불합리한 점이 있다. 따라서 본 연구에서는 화재 피해를 입은 철근콘크리트 슬래브나 벽체 부재의 손상 깊이를 정량적으로 평가하기 위해서, 공시체를 대상으로 전기로에서 일면 가열한 후, 2cm 두께로 절편화시켜 색조분석, 흡수율 및 할렬인장강도실험에 의한 압축강도를 분석함으로써 공시체 깊이별 손상 깊이를 정량적으로 평가하는 실험기법을 제안하고 고온에 노출된 콘크리트의 특성변화를 고찰함으로써 그 적용성을 검증하였다. 실험결과, 본 연구에서 제안한 손상도 평가기법은 가열조건 및 강도별로 공시체 깊이에 따른 잔존강도의 정량적 평가가 가능하였으며, 이 결과를 이용하여 화재를 경험한 슬래브나 벽체의 보수보강 범위를 선정하는 판단 기준으로 활용할 수 있는 것으로 나타났다.