• 제목/요약/키워드: cracking and spalling

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폭렬현상을 고려한 RC구조물의 PBD기반 구조내화설계 기술개발에 관한 연구(I) - 국내외 주요 건설사의 대응방안 - (A Study on the Structural Fire Resistance Performance Design of RC Structural according to the Explosive Spalling(I) - The Countermeasures of General Construction Company -)

  • 이재영;김세종;권영진
    • 한국화재소방학회:학술대회논문집
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    • 한국화재소방학회 2008년도 추계학술논문발표회 논문집
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    • pp.195-201
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    • 2008
  • When reinforced concrete is subjected to high temperature as in fire, there is deterioration in its properties of particular importance are loss in compressive strength, cracking and spalling of concrete, destruction of the bond between the cement paste and the aggregates and the gradual deterioration of the hardend cement paste. Assessment of fire-damaged concrete usually starts with visual observation of color change, cracking and spalling of the surface. In this paper, it was reported the trends of research and practical use on the Explosive Spalling Properties of the High-Strength Concrete.

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고강도콘크리트의 폭렬대책공법에 대한 국내외 현황과 성능적 구조내화설계를 위한 과제 (Trends of Research and Practical Use on Explosive Spalling Properties and Performance Based of Structural Design of the High-Strength Concrete)

  • 권영진
    • 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.

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Fracture behaviors of tunnel lining caused by multi-factors: A case study

  • Zhao, Yiding;Zhang, Yongxing;Yang, Junsheng
    • Advances in concrete construction
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    • 제8권4호
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    • pp.269-276
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    • 2019
  • The cracking and spalling caused by fracture of concrete lining have adverse impacts on serviceability and durability of the tunnel, and the subsequent maintenance work for damaged structure needs to be specific to the damaging causes. In this paper, a particular case study of an operational tunnel structure is presented for the serious cracking and spalling behaviours of concrete lining, focusing on the multi-factors inducing lining failure. An integrated field investigation is implemented to characterize the spatial distribution of damages and detailed site situations. According to results of nondestructive inspection, insufficient lining thickness and cavity behind lining are the coupled-inducement of lining failure bahaviors. To further understanding of the lining structure performance influenced by these multiple construction deficiencies, a reliable numerical simulation based on extended finite element method (XFEM) is performed by using the finite element software. The numerical model with 112 m longitudinal calculation, 100 m vertical calculation and 43 m vertical depth, and the concrete lining with 1450 solid elements are set enrichment shape function for the aim of simulating cracking behavior. The numerical simulation responses are essentially in accordance with the actual lining damaging forms, especially including a complete evolutionary process of lining spalling. This work demonstrates that the serious lining damaging behaviors are directly caused by a combination of insufficient thickness lining and cavity around the surrounding rocks. Ultimately, specific maintenance work is design based on the construction deficiencies, and that is confirmed as an efficient, time-saving and safe maintenance method in the operational railway tunnel.

비정질강섬유를 혼입한 초고강도콘크리트의 폭렬특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Spalling Properties of Ultra High Strength Concrete containing Amorphous Metallic Fiber)

  • 최경철;김규용;김홍섭;황의철;남정수
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.111-118
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    • 2019
  • 본 연구에서는 비정질강섬유의 혼입이 초고강도콘크리트의 폭렬특성에 미치는 영향이 실험적으로 검토되었다. 콘크리트는 압축강도 100과 150 MPa의 초고강도콘크리트가 사용되었다. 폴리프로필렌섬유는 0.15 vol%, 비정질강섬유는 0.3 및 0.5 vol%가 혼입되었다. 시험체는 콘크리트의 압축강도와 섬유혼입 조건에 따라 6수준이 제작되었고, ISO-834 가열곡선에 의해 가열되었다. 결과로써 폴리프로필렌섬유와 비정질강섬유가 혼입된 초고강도콘크리트의 폭렬제어에 있어서는 용융된 폴리프로필렌섬유가 형성하는 공극네트워크를 통해 수증기가 이동하는 효과가 지배적인 것으로 나타났다. 또한, 비정질강섬유 0.3v ol% 혼입률에서는 폭렬제어에 큰 영향을 미치지 않지만, 0.5 vol%의 비정질강섬유가 혼입될 경우에는 수증기가 이동할 수 있는 균열의 발생이 억제됨으로써 콘크리트 폭렬의 원인으로 지적되고 있는 수분막힘층(moisture clog)가 형성될 가능성이 높은 것을 확인할 수 있었다.

Effect of Moisture Loss on Development of Distresses in Concrete Pavements

  • 정진훈
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.655-662
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    • 2005
  • Evaporation of concrete influences the development of both initial transverse cracking and delamination in the concrete slab. It was suggested that spatting distress might develop in the slab where the initial transverse cracking occurred by theoretical equations and a field investigation. Thus, efforts to prevent the evaporation of concrete using proper curing methods are required to minimize the distresses of the slabs. Effective curing thickness (ECT) concept was used in this paper to evaluate various curing methods used to prevent the evaporation from concrete. Curing effectiveness quantified by the ECT of different types and amounts of curing compound under various curing conditions was investigated based on the results of laboratory tests. According to the test results, the wind speed is inferred to be a significant factor of the magnitude and continuance duration of the curing effectiveness.

콘크리트 구조물의 염해부식에 따른 덮개콘크리트의 균열예측 (Prediction of Cover Concrete Cracking due to Chloride Induced Corrosion in Concrete Structures)

  • 임동우;이창홍;송하원
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2009년도 춘계 학술대회 제21권1호
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    • pp.291-292
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    • 2009
  • 본 연구에서는 염해환경하에 있는 콘크리트 구조물의 균열 발생 및 피복콘크리트의 탈락에 대한 내구성 한계상태를 설정하여 내구 수명해석을 수행하였다. 본 연구에서 사용된 부식개시이후의 수명해석 방법은 부식에 따른 콘크리트 구조물의 내구성과 그에 따른 사용성 저하를 정량적으로 평가하는 되 유용하게 사용될 수 있다.

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고속도로 줄눈 콘크리트 포장의 평탄성 모델 개발 (Development of Roughness-Model for Jointed Plain Concrete Pavements in Express Highway)

  • 박영훈;전범준;김영규;이승우
    • 한국도로학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.9-16
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    • 2010
  • 평탄성은 도로 공용성을 확보하기 위한 중요한 인자이며, 줄눈콘크리트 포장에서 수명에 큰 영향을 미친다. 포장의 공용성을 평가하는 요소로는 크게 기능성 평가, 안정성 평가 및 구조적 성능 평가가 있다. 기능성 평가 가운데 가장 대표적인 평탄성은 유지보수를 위한 중요한 기준으로 이용되고 있으나 체계적인 연구를 통해 포장 설계시에 적용하기 위한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 신뢰성 있는 평탄성 모델의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 국내 콘크리트포장의 노선별 총 연장 280.93km를 일정기준으로 나누어 238개의 섹션으로 선별하였다. 또한, 현재 국내 평탄성 모델에서 고려하고 있는 영향인자인 스폴링, 균열, 재령뿐만 아니라 동결지수, 연평균강수량, 기층조건, 교통량 등에 대한 검토가 이루어졌으며, 재령의 다양화를 위하여 추가적인 노선을 선별하여 평탄성에 영향을 미치는 인자들에 대한 분석이 이루어졌다. 분석결과는 스폴링(%), 균열(%), 재령(년), 기층이 평탄성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이를 통해 평탄성과의 상관관계를 분석한 결과 신뢰성 있는 평탄성 모델이 도출되었으며, 평탄성를 설명할 수 있는 비율은 68.8%로 나타나 통계적으로 유의한 것으로 판단된다. 본 연구에서는 소입경 골재노출콘크리트포장의 시험시공을 실시하여 초기 공용성을 평가하였으며, 이를 통하여 적정 강도, 저소음 및 적정 미끄럼저항을 확보함을 확인하였다.

동결융해작용을 받는 콘크리트의 열화예측에 관한 연구 (Study on the Prediction of Concrete Deterioration Subjected to Cyclic Freezing and Thawing)

  • 고경택;이종석;이장화;조명석;송영철
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1999년도 학회창립 10주년 기념 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.795-798
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    • 1999
  • Deterioration induced by the freezing and thawing in concrete often leads to the reduction in concrete durability by the cracking or surface spalling. In this paper, the deterioration prediction model for concrete structures subjected to the irregular freeze-thaw was proposed from the results of accelerated laboratory test using the constant temperature condition and acceleration factor from the in-situ weather data.

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Damage classification of concrete structures based on grey level co-occurrence matrix using Haar's discrete wavelet transform

  • Kabir, Shahid;Rivard, Patrice
    • Computers and Concrete
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    • 제4권3호
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    • pp.243-257
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    • 2007
  • A novel method for recognition, characterization, and quantification of deterioration in bridge components and laboratory concrete samples is presented in this paper. The proposed scheme is based on grey level co-occurrence matrix texture analysis using Haar's discrete wavelet transform on concrete imagery. Each image is described by a subset of band-filtered images containing wavelet coefficients, and then reconstructed images are employed in characterizing the texture, using grey level co-occurrence matrices, of the different types and degrees of damage: map-cracking, spalling and steel corrosion. A comparative study was conducted to evaluate the efficiency of the supervised maximum likelihood and unsupervised K-means classification techniques, in order to classify and quantify the deterioration and its extent. Experimental results show both methods are relatively effective in characterizing and quantifying damage; however, the supervised technique produced more accurate results, with overall classification accuracies ranging from 76.8% to 79.1%.

원전 콘크리트 구조물의 수명관리 D/B 시스템 개발 (Development of the Life Management D/B System for Concrete Structures in Nuclear Power Plants)

  • 이종석;김도겸;함영승;임재호;송영철;조명석
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1998년도 가을 학술발표대회 논문집(III)
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    • pp.637-642
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    • 1998
  • This study was performed to develop effective management system of concrete structures in Nuclear Power Plants. This D/B system includes three kinds of data : 1)visual inspection data(cracking, spalling, etc.) 2) durability data carbonation, chloride attack, etc. 3) in-service inspection data(prestressing force. material properties, etc. ) By using the life management D/B System, the field engineers can easily acquire the information about the various inspection data. repair and accidental histories of structures. This system, will contribute to the efficient life management of concrete structures.

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