• 콘크리트학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.229-235
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• 2010

기존 건축물의 내화성능 보강과 화재 후 손상을 입은 구조물의 보수에 사용하기 위해 방화석고보드의 두께, 방화석고보드 적용에 따른 면적증가를 최소화하기 위한 시공방법, 종류 그리고 피복두께를 변화시켜 고강도 콘크리트의 내화성능을 평가하였다. 동일하게 제작한 8기의 고강도 콘크리트 기둥에 ISO-834 화재곡선에 따라 180분 내화시험을 실시하여 종방향철근 온도와 콘크리트의 깊이별 온도분포, 방화석고보드의 형상유지성능, 그리고 폭렬발생여부 등의 내화성능을 평가하였다. 15 mm 2장의 방화석고보드를 붙인 실험체의 경우 시공방법에 상관없이 보드가 탈락하여 폭렬이 발생하였다. 하지만, 두께가 30 mm인 경우에는 방화석고보드의 형상유지력이 손실되지 않으면 폭렬방지 및 온도제어가 가능함을 확인하였다. 폭렬발생으로 콘크리트 피복두께에 따른 효과는 비교할 수 없었으며, 보드 시공법에 따른 내화성능의 차이는 미미하다고 판단되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.1-6
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• 2011

고강도 콘크리트의 폭렬현상을 억제하여 내화 성능을 개선하기 위한 방법으로 고온에서 수증기가 콘크리트 표면으로 이동할 수 있도록 경로를 제공하여 주는 섬유를 혼입하는 방안이 있다. 섬유를 혼입하여 콘크리트의 폭렬을 억제하는 방법은 고온에 의해 콘크리트 내부에서 용융되는 섬유에 의해 만들어지는 통로가 서로 연결되어 고압의 수증기를 콘크리트 외부로 이동시킬 수 있을 때 효과가 있다. 수증기가 배출될 통로를 형성하는 섬유의 연결성에 대한 percolation 이론을 섬유혼입 고강도 콘크리트의 내화실험 결과에 적용하였다. 본 연구에서는 percolation 이론과 섬유혼입 고강도 콘크리트의 폭렬 발생의 연관성을 분석하였고, 섬유혼입 고강도 콘크리트 가상 시편을 이용하여 내부 섬유 입자가 서로 연결되어 있는 것을 입체적으로 구현하고 일정 부피비의 섬유가 혼입되었을 때 수증기 배출 통로가 확보되는 것을 확인하였다.

• 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.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.133-140
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• 2011

대형 구조물에 주로 사용되는 고강도 콘크리트는 화재 시 폭렬이 발생하여 구조물의 심각한 손상을 초래한다. 최근 고강도 콘크리트의 폭렬현상을 감소시켜 구조물의 내화성능을 확보하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 본 논문에서는 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트에 대한 내화해석 모델을 제시하였다. 섬유의 거동 및 고온에서의 콘크리트 내부의 물리적인 현상을 고려하여 수정한 고강도 콘크리트의 재료모델을 섬유혼입 고강도 콘크리트의 재료모델로 선택하였다. 수정된 재료모델을 이용하여 얻은 섬유혼입 고강도 콘크리트의 내화해석 결과를 실험결과와 비교하였고, 섬유혼입 고강도 콘크리트 재료모델을 제안하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2015년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.43-44
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• 2015

In this study, spalling property were evaluated from concrete with compressive strengths of 30MPa, 90MPa, 180MPa, applied with fast heating condition(ISO-834 standard heating curve) and slow heatign condition(1℃/min). As a result, the spalling property of concrete was shown differently with compressive and heatign rate. And It could be separated three as non spalling, surface spalling and explosive spalling.

• 한국안전학회지
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• 제26권4호
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• pp.65-68
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• 2011

High strength concrete(HSC) has been mainly used in large SOC structures. HSC have superior property as well as improvement in durability compared with normal strength concrete. In spite of durability of HSC, explosive spalling in concrete front surface near the source of fire occurs serious problem in structural safety. It is reported that spalling is caused by the vapor pressure under fire and polypropylene(PP) fiber has an important role in protecting from spalling. The spalling properties of ultra high strength concrete specimens with various contents of PP fiber were investigated in this study. In results, the content of PP fiber for spalling protection increases over 0.2 vol.% as the concrete strength increases to 120 MPa.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2021년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.237-238
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• 2021

This study evaluated the vapor pressure and thermal stress of high-strength concrete according to spalling type. As a result, it was confirmed that the internal temperature gradient of the concrete varies depending on the heating rate, and the vapor pressure and thermal stress of the concrete are the main factors of spalling. In addition, it was confirmed that spalling type varies depending on the vapor pressure and thermal stress of the concrete.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2006년도 추계 학술논문 발표대회 논문집
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• pp.95-98
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• 2006

This study investigates spalling properties of high performance concrete, 60MPa clan, made with the various types of coarse aggregate and adding ratio of polypropylene(PP) fiber. As experimental parameters, totally sixteen specimens of ${\phi}100{\times}200mm$ in size are prepared: one specimen for control without fiber, ten specimens with different coarse aggregate types, along with 0.05, 0.1, 0.15 percent of PP fiber in each. 1 hour fire test is conducted and then spalling appearance, spalling degree and residual compressive strength are examined. In addition, sit specimens made with two types of coarse aggregate site, along with same adding ratio of fiber are supplementally done, and only spalling properties is examined. Test results showed that control concrete and most specimens containing 0.05% of PP fiber exhibited 4 to 3 level of spalling degree, resulting severe explosive spalling, except for the specimen using basalt aggregate(Bc) showing 2 to 3 level of that. Especially, the Bc specimen containing 0.1% of the fiber exhibited that residual compressive strength value was 32%, which is 10% higher than other specimens using limestone or granite. Spalling resistance performance was also effective as aggregate size increase.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.100-106
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• 2014

고강도 콘크리트는 구조적으로 우수하며 사용성 및 내구성이 뛰어나 건축물에서 그 활용성이 꾸준히 증가하고 있다. 그러나 화재처럼 고온에서 고강도 콘크리트는 폭렬이 발생될 가능성이 있으며, 폭렬 원인은 콘크리트 내부의 수증기압이 가장 큰 원인으로 알려져 있다. 콘크리트의 폭렬을 제어할 수 있는 일반적인 방법은 콘크리트 표면에 내화피복을 사용하여 화재 시 부재의 온도상승을 억제하는 방법이 있다. 이에 따라 본 연구에서는 각종 골재와 유기섬유를 사용하여 콘크리트 내화피복용 모르타르를 제조하고 그 고온 성상을 파악하고자 한다. 실험결과 퍼라이트와 폴리프로필렌 섬유를 사용한 모르타르는 내부공극과 밀도를 변화시켜 내부온도 상승을 지연시킨다. 그 결과 고강도 콘크리트의 폭렬을 방지할 수 있는 내화 피복재로 활용 가능하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.173-183
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• 2012

최근 고강도 콘크리트의 폭렬현상에 관한 메커니즘의 연구와 더불어 폭렬을 방지하는 방법으로써 섬유혼입에 의한 콘크리트의 수증기압을 낮추는 방법이 선호되고 있는 실정이다. 주로 단일 형태의 폴리프로필렌 섬유를 혼입하여 폭렬을 저감하는 방법들이 사용하고 있으나 초고강도 콘크리트 영역에서는 실제로 급격하게 온도가 상승하는 경우에 있어서 폭렬 및 급격한 수증기 팽창압을 고려할 수 없다는 점을 들 수 있다. 따라서 이 연구에서는 콘크리트 내부온도상승조건에 따라 섬유의 용융점에 따른 공극의 형성 및 폭렬의 상관성을 분석하고자 하였으며, W/B 12.5%의 초고강도 콘크리트를 대상으로 용융점이 다른 PE섬유, PP섬유, 나일론섬유를 각각 0.15vol%, 0.25vol% 혼입하여 폭렬 성상, 수증기압, 시차열 중량 분석, 해석적 검토를 행하였다. 실험 결과, 동일 섬유 혼입률 조건에서 섬유의 용융점이 낮더라도 초고강도 콘크리트에서는 섬유의 기화에 의한 섬유의 중량손실이 발생하지 않으면 초기 폭렬의 방지가 어렵고, 가열시간 10분 전후의 빠른 공극을 형성하는 섬유가 폭렬의 방지에 효과적인 것으로 나타났다.