• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.311-320
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• 2014

화재 시 고강도 콘크리트는 보통강도 콘크리트보다 강도의 감소가 빠르게 나타날 뿐만 아니라 단면손실을 발생시키는 스폴링(spalling)에 취약하다. 본 연구에서는 PET섬유가 혼입된 고강도 세그먼트 콘크리트를 대상으로 ISO834 화재곡선과 RABT 화재곡선 하에서 화재저항성을 평가하였다. 화재저항성을 시험한 결과, PET섬유가 혼입되지 않았을 경우에 ISO834 화재곡선과 RABT 화재곡선 하에서 콘크리트의 단면손실은 약 8 cm, 9.5 cm로 측정되었다. ISO834 화재곡선 하에서 PET섬유가 0.1% 혼입되었을 경우에는 단면손실이 발생하지 않았으나, RABT 화재곡선 하에서는 PET섬유가 0.1% 혼입되었을 경우에는 6.5 cm의 단면손실이 발생하였다. RABT 화재곡선 하에서는 PET섬유가 0.2% 혼입되었을 경우에 단면손실이 발생하지 않았다. 따라서 본 연구에서 사용한 세그먼트 콘크리트는 PET섬유의 혼입량이 0.1%일 때 ISO834 화재곡선 하에서 내화성능을 확보하였으며 RABT 화재곡선 하에서는 PET섬유의 혼입량이 0.2%일 때 내화성능을 가지는 것으로 나타났다. 그러나 단면손실이 발생하지 않았더라도 가열면으로부터 4 cm까지의 손상된 표면의 보수보강이 필요한 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3C호
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• pp.219-228
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• 2006

본 연구에서는 화재시나리오에 따른 터널구조물의 시공재료별 단면손실과 폭렬현상을 파악하고자 터널구조물 시공재료별로 시험체를 제작한 후 모의 화재시험을 수행하였다. 시공재료별로 화재시험을 수행한 결과, 모든 시공재료에서 RABT 화재곡선보다 RWS 화재곡선에서 단면손실이 다소 크게 발생하였다. 특히, RWS 화재곡선에서 나타나는 $1,200^{\circ}C$ 이상의 고온으로 인한 융해는 시공재료의 단면손실에 주요한 영향요인으로 작용하였다. 철근 보강 구조물은 무근 구조물에 비해 단면손실이 적은 것으로 나타났다. 숏크리트의 경우 화재 시나리오에 따른 단면손실의 차이가 가장 크게 발생하였다. 가열시험 도중에 가열면을 실시간 관찰한 결과, RABT에서의 재료 손상은 폭렬과 탈락에 의해 발생한 반면 RWS에서는 초기에는 RABT와 유사하나 가열개시후 약 50분 이후의 재료 손상은 폭렬과 탈락이 아닌 융해에 의한 것을 알 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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• pp.195-196
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• 2009

본 연구에서는 터널별 표준시간-온도곡선에 따른 내부온도 특성을 평가하고자 수치해석을 실시하였다. 수치해석은 Hydro Carbon, Hydro Carbon Modified, RABT 및 RWS 표준시간-온도곡선에 따랐다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.329-336
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• 2008

도심지 생활 편의를 위한 효율적인 교통 네트워크가 요구되고 있다. 그러나 과밀한 교통 네트워크는 교통체증은 물론 지반환경에 좋지 않은 영향을 주고 있어 터널 및 지하공간에 대한 효율적인 사용과 개발이 요구된다. 지난 20년간 전세계에서 많은 터널 화재사고가 발생하였으며, 그 결과 인명 및 구조물 피해는 물론 경제적으로 큰 손실을 초래하였다. 산악터널의 경우에는 화재 발생에 따른 터널 라이닝의 손상이 터널 안전성에 큰 영향을 주지는 않을 것이다. 그러나, 쉴드터널, 침매터널, 개착터널의 콘크리트 라이닝은 구조부재로 사용되는 관계로 화재 발생이 터널 붕괴로 이어지는 위험성을 안고 있다. 본 연구의 목적은 새롭게 개발된 시멘트계 내화재료로 피복된 터널 철근 콘크리트 라이닝의 내화성능을 평가하기 위함이다. 콘크리트 라이닝 시편을 대상으로 독일의 RABT 내화곡선(최고온도 $1,200^{\circ}C$), 네델란드의 RWS 내화곡선(최고온도 $1,350^{\circ}C$)을 이용하여 실험을 실시하였으며, 그 결과 RABT 내화곡선 하에서는 30mm의 내화피복만으로도 우수한 내화성능을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.95-105
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• 2014

철근콘크리트 쉴드 터널 라이닝은 대형화재 등과 같은 고온에 노출될 경우, 구조체에의 급격한 온도 전달 및 내하력 저하로 구조체 붕괴의 원인이 될 수 있기 때문에 내화성능을 확보해야 한다. 이 연구는 쉴드터널의 프리캐스트 RC 세그먼트 라이닝에 대한 내화성능을 평가하고자 실험/해석적 연구를 수행하였다. 실험적 연구에서는 프리캐스트 RC 세그먼트내의 열적 취약부위를 실험변수로 하여 6개의 실 대형 실험체에 대한 내화실험을 실시하였으며, 화재조건은 RABT 곡선에 의한 온도이력을 이용하였다. 내화실험결과 이 연구에서 제시된 쉴드형 터널의 PP섬유 혼입콘크리트 충전부위는 폭렬이 발생하지 않는 우수한 내화성능을 나타내었다. 해석적 연구에서는 온도의존성을 고려한 재료의 열특성을 고려하여 비정상 유한요소 온도분포해석 기법을 이용하였는데, 실험결과를 잘 모사하는 것으로 검증되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.961-964
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• 2008

화재에 대한 안전성 확보는 ECC 등과 같은 신소재를 실제 구조물에 적용 또는 실용화하기 위해필요한 중요한 요소 중 하나이다. 본 논문은 콘크리트 구조물에 있어서 내화층을 ECC로 사용하는 공법에 대하여, 이러한 ECC가 규준에서 요구하는 내화성능을 만족하는지 여부를 실험적으로 검토하기 위한 것이다. 이를 위하여 구조물의 화재 온도조건인 HC 및 RABT 화재온도이력곡선을 적용하여 실험을 수행하였다. 실험결과 ECC는 폭렬 및 화재상태에서의 모체콘크리트에 열화가 발생하지 않았다. 또한 기존 콘크리트 및 내화소재와의 상대 비교에 있어서도 ECC가 가장 우수한 내화성능을 보이고있음을 알 수 있었다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.465-473
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• 2013

본 연구에서는 터널에서 발생되는 화재로부터 구조물을 보호하기 위해 내화패널이 부착된 프리캐스트 PSC 슬래브의 내화성능을 조사하기 위해 내화실험이 수행되었다. 내화실험은 독일의 RABT(Richtlinien fur die Ausstatung und den Betrieb von stra${\beta}$entunneln) 화재시간-온도곡선을 적용하여 내화성능을 평가하는 것으로 하였다. ITA(2004)에서 제시하는 기준에 따라 내화성능 시험을 수행한 결과, 콘크리트의 손상을 판단하는 위치인 t=0mm의 최대온도는 $367^{\circ}C$로서 손상한계온도 $380^{\circ}C$(ITA 2004)이하였으며, 철근의 손상을 판단하는 위치인 t=25mm의 최대온도는 $239^{\circ}C$로서 손상 한계온도인 $250^{\circ}C$이하로 나타났다. 실험결과로부터, 25mm두께의 내화패널이 부착된 프리스트레스 슬래브 시험체는 내화성능을 가진 것으로 입증되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.194-200
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• 2010

최근 지하철 시공 확대와 국토의 지형적인 특수성, 시공기술의 발달 등으로 인하여 장대터널이 증가하고 있는 실정이다. 터널 및 지하구조물에서 발생되는 화재는 지하공간이라는 폐쇄된 공간특성으로 인해 지상화재에 비해 많은 인명과 경제적 피해를 발생시킨다. 국내의 경우 터널 및 지하구조물에 대한 내화 연구가 진행 중이나 고온 시 콘크리트의 폭열 발생으로 인한 내하력 저하 및 안전성 평가에 대한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 시간가열 온도곡선(RABT 및 RWS)에 따른 콘크리트 내화 특성을 평가하고 실제 발생한 화재사례와 비교 검토하여 적용성을 제시하였다. 또한 유한요소 기반의 수치모델을 적용한 열-역학 연동해석을 실시하여 화재로 인한 지하구조물의 단면 손실 및 손상정도를 예측 평가하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.705-708
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• 2008

본 연구에서는 화재시 터널 콘크리트의 안전성 확보를 목적으로, 내화공법 변화에 따른 내화특성을 분석한 것으로서, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. RABT온도가열곡선에 따른 내화특성으로, 플레인 콘크리트는 초기의 극심한 고온에 의해 심한 폭렬현상이 발생하였고, 내화공법변화에 따라서는, 유기섬유를 혼입하는 방식과 보드방식의 경우는 폭렬이 방지되는 것으로 나타났으며, 스프레이 방식의 경우는 보강재인 메탈라스가 뿜칠재와 같이 탈락되면서 열응력 등에 의해 구조체 콘크리트가 철근이 노출되는 등 100mm이상 깊이의 심한 폭렬이 발생하였다. RWS 온도가열곡선에 따른 내화특성으로, 유기섬유를 혼입한 경우는 콘크리트 표면이 약 5mm이내 깊이의 융해현상이 발생하였고, 스프레이 방식의 경우는 뿜칠재가 박리되어 구조체 콘크리트가 철근이 노출되는 등 100mm이상 깊이의 심한 폭렬이 발생하였으며, 보드방식의 경우도 보드가 고온에 융해되면서 구조체 콘크리트가 고온에 직접 노출되어 전면적으로 탈락현상이 발생하였는데, 이와같은 특고온 가열조건에서는 특별한 내화대책수립이 필요한 것으로 사료된다.