• 콘크리트학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.627-636
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• 2011

최근 고강도 콘크리트의 폭렬 방지용 보강 섬유로서 폴리프로필렌 섬유를 대신하여 나일론 섬유의 사용이 증가됨에 따라 고온에 노출된 나일론 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트의 폭렬 및 역학적 특성에 관한 실험적 연구가 수행되고 있다. 그러나, 고온을 받은 나일론 섬유 보강 고강도 콘크리트에 관한 연구는 주로 폭렬 특성, 압축강도 및 탄성계수에 대한 평가만이 수행되고 있으며, 열팽창 변형, 전체 변형, 크리프 변형 및 과도 변형과 같은 거동은 평가된 바가 없다. 따라서 이 연구에서는 W/B 0.30~0.15에 따른 나일론 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트에 대하여 열팽창 변형, 전체 변형, 크리프 및 과도 변형 등을 평가하였다. 실험 결과, 나일론 섬유는 고온을 받은 나일론 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트의 성능에 특별한 영향을 미치지 않는 것으로 보였으며, 나일론 섬유 보강 고강도 콘크리트는 섬유를 혼입하지 않은 고강도 콘크리트 또는 보통 강도 콘크리트보다 큰 과도 변형을 나타냈다.

• 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.377-384
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• 2011

화재에 취약한 고강도 콘크리트 구조물의 화재 피해를 보다 정확하게 예측하기 위해서는 다양한 구조물의 설계 조건과 가열 조건 하에서 열적 특성을 고려하는 연구가 필요하다. 따라서 이 연구에서는 단면 크기, 피복 두께, 철근 배근을 다르게 한 고강도 콘크리트 기둥을 제작하여 다른 가열 조건하에서 가열하였을 때 발생하는 내부 온도 분포와 폭렬을 관찰하였다. 내부 온도 분포는 콘크리트 타설 전 설치한 열전대를 통해서 측정하였으며 가열 전후에 측정한 콘크리트 기둥 실험체의 무게 손실률과 단면 손실률을 통해서 폭렬을 수치화 하였다. 가열 실험은 비재하 상태에서 ISO 834 화재 곡선을 따라 가열하는 실험과 화재 시뮬레이션을 통해 측정한 온도-시간 곡선을 따라 가열하는 실험의 두 가지로 나누어 수행하였다. 고강도 콘크리트 기둥은 일반적으로 고온에서 폭렬이 발생하여 내부 온도의 급격한 증가와 단면 손실을 나타내었으며, 설계 변수에 따라서는 단면이 클수록, 피복 두께가 작을수록 내부 온도 분포와 단면 손실률이 높게 나타났다. 또한 철근비가 동일한 상태에서 철근 배근을 다르게 하였을 때, 단면이 작은 철근을 여러 개 배치하는 것이 단면이 큰 철근을 적게 배치하는 것 보다 높은 온도 분포와 단면 손실을 보였다. 이 연구를 통하여 화재로 인한 고강도 콘크리트 구조물의 열적 변화를 정확하게 파악함으로써, 내화 안전성을 평가하고 현재 적용되고 있는 내화 성능 관리 기준을 보다 효율적이고 안전하게 정립할 수 있도록 하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이라고 판단된다.

• 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.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.8-13
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• 2011

고강도 콘크리트는 구조적인 장점에도 불구하고 화재 시 폭렬과 함께 취성적인 파괴를 나타내는 단점으로 인하여 실구조물에 적용 시 주의하여 사용하여야 한다. 신축되는 고강도 콘크리트구조물의 폭렬제어를 위하여 많은 연구가 진행되어 왔으나, 사용 중인 고강도콘크리트 구조물의 폭렬제어방안에 대한 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 사용 중인 고강도 콘크리트 구조물의 내화성능을 향상시키기 위한 내화 마감재로서 미세공극과 유기섬유를 활용한 공극구조의 개선으로 단열성을 확보한 신개념의 무기질 내화 모르타르를 개발하고자 한다. 잔골재 종류, PP섬유 혼입량 및 마감두께를 변수로 하는 내화모르타르에 대한 재료시험 및 실구조물에 대한 내화시험을 통하여 내화성능을 평가하였다. 재료시험결과 다공질의 경량골재를 사용한 모르타르의 열전도율은 일반 잔골재에 비하여 크게 낮아졌으며, 기둥부재 내화시험결과 경량 잔골재의 사용으로 내화시간이 20분, 마감두께를 10 mm에서 20 mm로 증가시킬 경우 10분 그리고 PP섬유를 0.6 % 혼입함으로써 4분 증가하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 봄학술 발표회 논문집(II)
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• pp.21-24
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• 2005

A computational analysis of hygro-thermal and mechanical behaviour of concrete column at high temperature is presented. The objective of this study is to develop a finite difference model that simulates coupled heat and transport phenomena in reinforced concrete structures exposed to rapid heating conditions such as fires. The theoretical basis for the integrated finite difference method is presented to describe a powerful numerical technique for solving of fluid flow in porous media. The numerical results predict the phenomena of 'moisture clog' and the explosive spalling of concrete under fire. The investigations show that high-strength concrete(HSC) and normal-strength concrete(NSC) exposed to high temperature have different pore pressure buildup dependent on porosity, permeability and moisture contents. HSC has more possibility than NSC on spalling.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2017년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.124-125
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• 2017

In this study, the spalling properties of Polypropylene reinforced concrete were evaluated by the restrained ring-type test. As a result of the experiment with the fiber mixture ratio set at 0, 0.15 vol.%, The PP fiber reinforced specimen showed lower water vapor pressure as a whole than the Plain specimen, but the restraint stress was measured to be higher. This is thought to be due to the fact that higher thermal stresses were applied in the PP fiber reinforced test specimen.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제4권4호
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• pp.340-344
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• 1998

Failure mechanisms were investigated for the two layer thermal barrier coatings consisting of NiCrAlY bond coat and $ZrO_2$-8wt.% $Y_2O_3$ ceramic coating during cyclic oxidation. $Al_2O_3$ developed at the ceramic coating/bond coat interface first, followed by the Cr/Ni rich oxides such as $NiCr_2O_4$ and $Ni(Al, Cr)_2O_4$ during cyclic oxidation. It was observed that the spalling of ceramic coatings took place primarily within the NiCrAlY bond coat oxidation products or at the interface between the bond coat oxidation products and zirconia based ceramic coating or the bond coat. It was also observed that the fracture within these oxidation products occurred with the formation of $Ni(Cr, Al)_2O_4$ spinel or Cr/Ni rich oxides. It was therefore concluded that the formation of these oxides was a life-limiting event for the thermal barrier coatings.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.106-111
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• 2005

Failure mechanisms were investigated for the two layer thermal barrier coatings consisting of NiCrAlY bond coat and $ZrO_2-8wt.\% Y_{2}O_3$ ceramic coating during cyclic oxidation. $Al_{2}O_3$ developed at the ceramic coating/bond coat interface first, followed by the Cr/Ni rich oxides such as $NiCr_{2}O_4 and Ni(Al,Cr)_{2}O_4$ during cyclic oxidation It was observed that the spalling of ceramic coatings took place primarily within the NiCrAlY bond coat oxidation products or at the interface between the bond coat oxidation products and zirconia based ceramic coating or the bond coat. It was also observed that the fracture within these oxidation products occurred with the formation of $Ni(Cr,Al)_{2}O_4$ spinel or Cr/Ni rich oxides. It was therefore concluded that the formation of these oxides was a life-limiting event for the thermal barrier coatings.

• 한국세라믹학회지
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• 제31권3호
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• pp.275-281
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• 1994

Mullite ceramics have recently been utilized as ceramic gas filters for high-temperature treatment of solid wastes due to their low thermal expansion coefficient and high refractoriness under load. In this experiment, mechanical, thermal and microstructural properties of porous mullite ceramics, which were used as carriers and high-temperature gas filters in food industry, were investigated as a function of starting raw materials. Porous mullite ceramics showed different microstructures depending on their starting materials. The specimen M2 had excellent resistance to thermal spalling and high mechanical strength. The average pore size varied from 0.3 ${\mu}{\textrm}{m}$ to 16.6 ${\mu}{\textrm}{m}$, and porous mullite ceramics fabricated by thermal decomposition of Al(OH)3 had very large pores and broad distribution of pore size.