• 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.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.745-748
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• 2006

This study investigates the fundamental properties and examines spalling appearances and residual compressive strength of high strength concrete containing hybrid organic fibers subjected to fire. Test showed that overall, an increase of fiber content decreased the fluidity of concrete, but specimens containing polyvinyl alcoho(PVA)+polypropylene(PP) fiber and nylon(NY)+PP fiber had improved flow. In addition, the air content of all specimens was properly ranged in target value, regardless of fiber content. As for the spalling properties when completed the fire test, control concrete exhibited spalling occurrence due to sudden elevated temperature. However, specimens containing more than 0.1 vol% of PP fiber prevented the spalling, while specimens containing PP+CL and PVA+PP fiber can protected from fire in more than 0.15vol% of the fiber content. Importantly, a specimen containing only 0.05vol% of NY+PP showed the favorable spalling resistance performance.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2014년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.32-33
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• 2014

In this study, evaluation on weight loss properties of spalling control fiber with heating rates has been conducted. For evaluation of this study, 3types of organic fibers(Polyethylene, Polypropylene, Nylon) are used as spaling control fiber. Also, to evaluate the effect of heating rate to spallin control fiber, heating rates are set as 10, 25℃/min. As a result, the start time of weight loss of fiber with various heating rate was delayed as heating rate was increased.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제18권2E호
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• pp.103-109
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• 2006

Spalling is defined as damages to concrete exposed to high temperature during fire, causing cracks and localized bursting of small pieces of concrete. As the concrete strength increases, the degree of damage caused by spalling becomes more serious due to impaired permeability. It is reported that polypropylene(PP) fiber has an important role in protecting concrete from spalling, and the optimum dosage of PP fiber is 0.2%. However, this study was conducted on non-reinforced concrete specimens. The high-temperature behavior of high-strength reinforced concrete columns with various concrete strength and various quantity of PP fibers is investigated in this study. The results revealed that the ratio of unstressed residual strength of columns increased as the concrete strength increased and as the quantity of PP fiber increased from 0% to 0.2%. However, the effect of PP fiber quantity on residual strength of column was barely above 0.2%.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제2권1호
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• pp.41-48
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• 2008

This study investigates the spalling properties of high strength concrete designed with various types of mineral admixture and diverse content ratios of polypropylene (PP) fiber. Experimental factors considered in series I are four pozzolan types of mineral admixture and series II consists of three shrinkage reducing types of mineral admixture. PP fiber was added 0.05, 0.10 and 0.15vol. % in each mixture of series I and series II, so that totally 27 specimens including control concretes in each series were prepared. Test results showed that the increase of fiber content decreased the slump flow of fresh concrete and increased or decreased the air content depending on the declining ratio of slump flow. For the properties of compressive strength, all specimens were indicated at around 50 MPa, which is high strength range; especially all specimens in series II were 60 MPa. Fire test was conducted in standard heating curve of ISO 834 with ${\phi}100{\times}200\;mm$ size of cylinder moulds for 1 hour. The specimens incorporating silica fume exhibited severe spalling and most specimens without the silica fume could be protected from the spalling occurrence in only 0.05vol % of PP fiber content. This fire test results demonstrated that the spalling occurrence in high strength concrete was not only affected by concrete strength related to the porosity of microstructure but also, even more influenced by micro pore structure induced by the mineral admixtures.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.7-12
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• 2009

고강도 콘크리트(HSC)는 화재 시 $100^{\circ}C$ 이상에서 부재내부의 수분 증발로 인하여 발생한 수증기가 수밀한 콘크리트에 갇혀 피복이 탈락되는 폭렬현상이 발생한다. 콘크리트의 폭렬을 제어할 수 있는 방안으로는 폴리프로필렌 섬유(PP섬유)를 혼입하는 방법이 가장 효율적인 것으로 보고되었다. 그러나 일정량 이상 PP섬유의 사용은 폭렬저감에 효과가 없으며 특히, 초고강도 콘크리트의 시공성을 저하시킬 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 강도 60MPa에서 최적의 PP섬유량을 도출하고 120MPa 초고강도 콘크리트에서 시공성을 확보하기 위하여 PP섬유를 대신하여 PP분말 및 폴리비닐알콜(PVA)섬유를 사용한 기둥실험체의 내화실험 및 잔존강도 실험을 수행하였다. 실험결과 60MPa 실험체에서 PP섬유 함유량이 0%에서 0.2%까지 증가 할수록 잔존 축강도비는 68%에서 85%까지 증가하였으나, PP섬유 함유량이 0.2% 이상에서는 잔존강도의 증가가 거의 나타나지 않았다. 또한, 120Mpa 실험체에서 내화성능과 시공성을 함께 고려할 경우 PVA섬유가 가장 합리적인 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.155-163
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• 2007

고강도 콘크리트(HSC)는 화재 시 폭렬현상과 함께 부재가 취성적인 거동을 하게 되는 단점을 지니고 있다. 폭렬현상은 화재 시 $100{^{\circ}C}$이상에서 부재내부의 수분 증발로 인하여 발생한 수증기가 수밀한 콘크리트에 갇혀 발생한다. 따라서 콘크리트 강도가 증가 할수록 수밀성이 높아져 폭렬의 정도가 심해진다. 콘크리트의 폭렬을 제어할 수 있는 방안으로는 폴리프로필렌 섬유(PP섬유)를 혼입하는 방법이 가장 효율적인 것으로 보고 되었다. 본 연구에서는 콘크리트 강도와 PP섬유 함유량을 변수로 하는 기둥 실험체에 대한 내화실험과 잔존강도실험을 수행하여 폭렬현상을 관찰하고 잔존강도를 측정하였다. 그 결과 콘크리트 강도가 60MPa에서 85MPa로 증가할 때 기둥 실험체의 잔존 축 강도는 10%증가하였다. 또한, PP섬유 함유량이 0%에서 0.2%까지 증가 할수록 잔존 축강도비는 68%에서 85%까지 증가하였으나, PP섬유 함유량이 0.2%이상에서는 잔존강도의 증가가 거의 나타나지 않았다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.126-134
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• 2009

본 연구는 고강도 콘크리트의 폭렬 발생을 제어하기 위하여 폭렬 저감재를 혼입함에 따른 폭렬 저감효과를 살펴보고 콘크리트 보 부재의 고온 가열시의 열적 특성을 평가하기 위하여 실시하였다. 이에 고강도 콘크리트 40~60MPa를 폭렬 저감재를 혼입하여 부재를 제작하였으며, KS F 2257의 ISO 표준화재 재하조건에서의 내화성능을 살펴보았다. 실험결과 폭렬 저감재를 혼입하지 않은 40MPa은 180분, 50MPa 174분, 60MPa 152분으로 50, 60MPa보는 기준에서 정하는 3시간 내화성능에 6~28분 부족한 것으로 나타났다. 그러나 폭렬 저감재를 혼입한 50, 60MPa 보는 모두 법에서 정하는 내화 성능 시간인 180분을 만족하였다. 폭렬 저감재를 혼입하지 않은 50, 60MPa의 콘크리트 보는 화재에 노출된 모든 면에서 폭렬이 발생되었으나 폭렬 저감재를 혼입한 50, 60MPa 보에서는 표면탈락 및 폭렬은 거의 발생되지 않았다. 따라서 콘크리트의 폭렬 방지를 위해 혼입한 PP섬유는 폭렬 방지 효과를 나타내고 있으나 60MPa 표면이 일부 탈락 된 것으로 보아 표면 탈락 방지를 위해 혼입한 강섬유는 60MPa 이상의 강도에서는 크게 효과가 나타나지 않았다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2006년도 춘계학술논문 발표대회 제6권1호
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• pp.5-8
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• 2006

High strength concrete has been increasingly used in high rue building and it is very obvious re consider fire resistance performance of that. Unlike the normal strength concrete, high strength concrete in sudden elevating temperature at fire is susceptible to spalling with severe explosion and surface split, due to high density of concrete. In order to endure the spalling, inner space temperature of concrete should be control less than certain point. Therefore this study investigated the influence of covering materials on high strength concrete finishing spray-on materials of fiber composite spray mortar(FCSM). Both polypropylene(PP) and polyvinyl alcohol(PVA) fiber were used in this test. Test showed that concrete, covering 18mm mortar containing PVA fiber and confining metal lath 2.3mm thickness, decreased 50% of main bar ambient temperature. compared with control concrete. In addition, concrete covering 18mm mortar without fiber caused falling of covering materials and then it was exposed in elevating temperature. As a result, spatting of the concrete occurred same as control concrete. However, concrete covering spray-on mortar containing PVA or PP fiber resisted spatting occurrence.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.827-832
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• 2008

본 연구에서는 고강도콘크리트의 내화성능 향상을 위해 사용하고 있는 폴리프로필렌섬유와 강섬유 혼입에 따른 설계 강도 60 MPa급 고강도콘크리트 기둥의 내화특성을 평가하였다. 고강도 기둥 콘크리트 공시체의 내화특성 평가를 위하여 ISO-834 가열 곡선을 적용하여 내화실험을 실시하였다. 실험결과 섬유보강재를 혼입하지 않은 경우 폭렬이 심하게 발생하였으며 내부온도도 높게 나타났다. 폴리프로필렌 섬유를 혼입한 고강도콘크리트 기둥 부재의 경우 폭렬이 발생하지 않았으며 내부온도도 섬유보강재를 혼입하지 않은 경우보다 낮게 나타났으나 내부온도 증가에 있어서는 편차가 심해 내부온도 저하에는 큰 효과가 없는 것으로 나타났다. 폴리프로필렌섬유와 강섬유를 혼입한 기둥 공시체의 경우 폭렬이 발생하지 않았으며 가장 낮은 내부온도를 나타내 우수한 내화성능을 나타냈다.