• 한국건축시공학회지
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• 제12권4호
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• pp.442-450
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• 2012

본 연구는 50 MPa급 고강도 콘크리트 모의 기둥부재를 대상으로 PF섬유 혼입 및 방화석고보드를 부착하므로써, 내화특성 및 잔존내력에 대하여 검토하였다. 먼저, 모체 콘크리트의 기본 물성은 모두 목표 범위를 만족하는 것으로 나타났다. 내부 온도이력은 방화석고보드가 미부착된 경우 온도가 다소 높게 나타나는 경향을 보였고, 방화석고보드가 부착된 경우는 섬유 혼입율이 증가할수록 온도가 점차 낮게 분포되었다. 상호관계로는 시간이 경과할수록 섬유가 혼입된 경우에서 낮은 온도분포를 나타내었으며, 보드가 부착되었을 때 더욱 낮은 온도 경향을 확인할 수 있었다. 한편, 외관성상은 PF 0 %에서 심한 파괴 폭렬 현상이 발생하였으며, 섬유혼입율이 증가할수록 탈락 현상은 방지되었으나, 색상 변질 및 다수의 균열이 발견되었고, 보드가 부착된 경우는 혼입율이 증가할수록 외관이 양호해지는 경향을 나타내었다. 잔존 압축강도로 보드 미부착 PF 0 %에서는 강도측정이 불가능하였으며, 섬유혼입율이 증가할수록 강도는 증가하였으나, 약 30~40 %의 강도저하 현상을 나타내었고, 보드 부착 PF 0 %의 경우 강도측정은 가능하였으나 약 80 % 가량 강도가 저하하였으며, 섬유혼입율이 증가할수록 저하폭은 감소하여 약 10~20 %의 강도 저하만을 나타내었다. 이상을 종합하면, PF섬유 혼입 및 방화석고보드 부착을 개별적으로 사용하는 것보다는 두 가지 방법을 복합적으로 적용할 때 내화성능 향상에 있어서 보다 효과적일 것으로 분석되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.66-74
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• 2009

화재가 발생할 경우 터널 구조물은 일정하중 재하조건에서 화재로 인한 온도상승으로 인해 강도저하가 유발되며, 이러한 강도저하에 의해 축력비가 변화하게 되어 구조체에 변형이 발생하게 된다. 이에 본 연구에서는 일정하중 재하조건과 터널화재구현이 가능한 재하연동 가열로를 개발하여 콘크리트 라이닝의 화재 실증실험을 수행하였다. 실험체는 EFNARC에서 규정한 소규모 실물실험체 형상조건을 준용하였으며, 배합강도는 일반강도인 24MPa와 고강도인 40MPa 50MPa를 선정하여, 강도에 따른 열적특성을 분석하고자 하였다. 하중 재하비는 20%와 40%를 기준으로 가열시 일정재하조건을 부여하였으며, 터널화재곡선 중 가장 급격한 온도상승으로 인해 콘크리트의 열 충격효과가 구현될 수 있는 MHC Fire를 선정하여 가열실험을 수행하였다. 실험수행결과 동일한 하중비에서 고강도로 갈수록 균열이 증가되었으며, 폭렬은 고강도인 50MPa 실험체에서 발생하였다. ITA의 한계온도조건 콘크리트 라이닝의 성능기준에 따른 화재손상부위는 전체 200mm 라이닝에서 가열면으로부터 평균 50mm 깊이가 기준에 미 부합되는 것으로 도출되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제47권3호
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• pp.223-231
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• 2010

The serious issue of tall building is to ensure the fire-resistance of high strength concrete. The fire resistant finishing method is necessarily essential in order to satisfy the fire resistance time of 3 h required by the law. The fire resistant finishing method is installed by applying a fire resistant material as a method of shotcrete or a fire resistant board to high strength concrete surface. This method can reduce the temperature increase of the reinforcement embedded in high strength concrete at high temperature due to the installation thickness control. This study is interested in identifying the effectiveness of inorganic alumino-silicate compounds including the inorganic admixture such as fly ash and meta-kaolin as the fire resistant finishing materials through the analysis of fire resistance and components properties at high temperature. The study results show that the fire resistant finishing material composed of fly ash and meta-kaolin has the thermal stability of the slight decrease of compressive strength at high temperature. These thermal stability is caused by the ceramic binding capacity induced by alkali activation reaction by the reason of the thermal analysis result not showing the decomposition of calcium hydrate. Inorganic compounds composed of fly ash and meta-kaolin is evaluated to be very effective as the fire resistance material for finishing to protect the concrete substrate by the reason of those simplicity in both application and manufacture. The additional study about the adhesion in the interface with concrete substrate is necessary for the purpose of the practical application.

• Computers and Concrete
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• 제22권1호
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• pp.93-100
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• 2018

It is seldom possible that geotechnical materials like rocks and concretes found without joints, cracks, or discontinuities. Thereby, the impact of micro-cracks on the mechanical properties of them is to be considered. In the present study, the effect of micro-crack on the failure mechanism of rock specimens under uniaxial compression was investigated experimentally. For this purpose, thermal stress was used to induce micro-cracks in the specimens. Several cylindrical and disk shape specimens were drilled from granite collected from Zanjan granite mine, Iran. Some of the prepared specimens were kept in room temperature and the others were heated by a laboratory furnace to different temperature levels (200, 400, 600, 800 and 1000 degree Celsius). During the experimental tests, Acoustic Emission (AE) sensors were used to monitor specimen failure at the different loading sequences. Also, Scanning Electron Microscope (SEM) was used to distinguish the induced micro-crack by heating in the specimens. The fractographic analysis revealed that the thin sections heated to $800^{\circ}C$ and $1000^{\circ}C$ contain some induced micro-fractures, but in the thin sections heated to $200^{\circ}C$, $400^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$ have not been observed any micro-fracture. In the next, a comprehensive experimental investigation was made to evaluate mechanical properties of heated and unheated specimens. Results of experimental tests showed that induced micro-cracks significantly influence on the failure mode of specimens. The specimens kept at room temperature failed in the splitting mode, while the failure mode of specimens heated to $800^{\circ}C$ are shearing and the specimens heated to $1000^{\circ}C$ failed in the spalling mode. On the basis of AE monitoring, it is found that with increasing of the micro-crack density, the ratio of the number of shear cracks to the number of tensile cracks increases, under loading sequences.

• 한국세라믹학회지
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• 제23권1호
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• pp.51-59
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• 1986

It was the first time the MgO-C brick was developed for the lining materials in the hot spots in electric are furnace in 1972. MgO-C brick is high registant to thermal and structural spalling. Futhermore for the reason that carbon is hard to react with slag and MgO is high fireproof MgO-C brick shows a high corrosion registance to slag attack compared with conventional basic refractories. Owing to their excellent properties the use of MgO-C refractories are being developed widely in the field of shaped refractories and even in that of monolithic refractories. In this paper the oxidation of carbon the infiltration of slag into the brick texture and effects of additions were investigated. The results obtained were as follows : 1) The use of fused MgO-clinker and high purity carbon as raw materials increased the corosion registance and hot modulus of rupture of MgO-C brick. 2) As the oxidation reaction of the carbon proceeded the slag infiltrated into the brick texture. And then the slag components reacted with the MgO grains and formed low melting point compounds particulary CaO.MgO.$SiO_2$ and 3CaO.MgO.$2SiO_2$ that resulted in the wear of the brick. 3) It is recongnized the Al, Si, $B_3C$ effects on the oxidation registant properties of MgO-C brick by contribu-ting to the decrease of permeability according to the formation of $Al_4C_3$, SiC, $B_2O_3$ and the decrease of open pores relating to the formation of MgO.Al2O3, $SiO_2$, 3MgO.$B_2O_3$ at the decarbonized layer.

• 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 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.377-380
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• 2008

Fiber Cocktail을 혼입유무에 따른 40${\sim}$100 MPa 고강도 콘크리트 구조부재의 고온영역에서 재료적 물리적 역학적 특성을 규명한 후, 유한요소해석법(ABAQUS)을 적용한 구조요소 화재거동 시뮬레이션 해석을 수행한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 콘크리트 Fiber Cocktail을 혼입한 실험체는 무혼입 실험체에 비해 최대수축이 제어되는 것으로 해석되었으며, 그 제어 범위는 혼입실험체 대비 약 25%${\sim}$55%로 분석되었다. 이는 고강도 콘크리트 기둥에서 Fiber Cocktail 혼입을 통해 기둥변위 수축제어가 가능한 것으로 분석되었다. 둘째, 본 연구는 고강도 콘크리트의 내부 공극압에 의한 폭렬 특성이 반영되지 않은 화재 거동 해석으로서 향 후 콘크리트 내부 공극압에 대한 특성 반영, 다양한 고강도 콘크리트 및 강재의 강도별, 내부온도별 재료 특성 DB가 구축된다면 성능기반 내화구조 설계를 위한 기술적 기반이 이루어질 것으로 판단된다.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권4호
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• pp.277-288
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• 2010

The hot corrosion properties of heat-resistant steels were investigated in an oxidation atmosphere including artificial ash and sulfur dioxide. The heat-resistant steels of T22, T92, T122, T347HFG, Super304H and HR3C were evaluated at 620, 670 and $720^{\circ}C$ for 400 hours. The relationship between the corrosion rate and the temperature followed a bell-shaped curve with a peak rate at around $670^{\circ}C$. The corrosion rates showed a decreasing tendency as the chrome contents of these steels increased from 2.15 wt.% to 24.5 wt.%, and austenitic steels had a lower corrosion rate than ferritic steels. Sulfidation by $SO_2$ as well as molten salt corrosion also had an effect on the total corrosion rate, especially showing an increase in the corrosion rate in ferritic steels. Regardless of the chrome content in the steels and irrespective of the test temperature, the corrosion scale was composed of an outer oxide and an artificial ash mixed layer, a middle oxide layer and inner sulfide, and a mixed oxide layer. As the chrome content increased, the proportion of chrome oxide in the corrosion scale increased. Before spalling of the corrosion scale, voids and cracks were initiated in the sulfide and the mixed oxide layer or at the interface with the substrate.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.14-22
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• 2022

본 연구에서는 물류창고시설의 개발 증가에 따른 화재사고 증가에 대응하여 실외 환경에서의 PC 슬래브의 화재성능 평가를 위한 실물대 화재실험을 실시하였다. 실외 화재실험에 앞서 고온에서 강연선의 인장 항복 강도를 시험하여 기계적 물성을 분석하였다. 또한, 이전 연구들을 참고하여 강연선의 열적 특성과 콘크리트의 기계적, 열적 특성을 조사하였다. 실외 화재실험은 걸침길이가 50mm, 150mm인 동일한 슬래브 2개의 구조성능 및 내화성능을 분석하기 위해 수행되었다. 걸침길이가 길어질수록 처짐은 감소하였고, 걸침길이에 대한 수평 변위 또한 감소하였다. 200분 가량 진행된 실험에서 슬래브의 탈락이 발생하지 않아 현행 기준이 적절함이 확인되었다. 콘크리트의 폭렬 현상이 발생하여 강연선 일부가 끊어졌으나, 구조성능은 지속되었기 때문에 부착식 공법을 이용한 PSC 슬래브의 실용성을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 물류창고 PC 슬래브의 내화성능 판단을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.71-80
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• 2013

구조, 시공 및 내화측면에서 우수한 콘크리트충전강관(CFT)부재에 대해서 구성재료의 강도가 높은 경우 즉, 콘크리트 압축강도가 100MPa 이상이면서 강관의 항복강도가 650MPa 이상인 경우에 대한 내화성능 평가실험 및 해석적 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 부재에 대해서 내화성능 거동을 파악하고자 ${\Box}-400{\times}400{\times}15$, 부재길이 3,000mm인 실물대 중심재하 내화실험을 행하였다. 실험변수는 중심축력을 5,000kN과 2,500kN로 하였다. 실험결과, 고강도 콘크리트의 폭렬 및 콘크리트 내부 균열에 의하여 축하중이 클수록 조기에 내력을 상실하였다. 또한, 유한차분법과 변형률적합조건을 이용한 비정상온도해석 및 응력해석을 수행하였으며, 고강도 재료모델은 Eurocode모델을 이용하였다. 해석모델은 시간-축변위 관계를 합리적으로 예측할 수 있었다.