• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.203-212
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• 2005

섬유질 단열재는 주로 폐신문지로 만드는 데, 내화성능을 위해 내화재로 처리된다. 내화재로 인해 연소가 되지 않을 뿐 아니라, 연기도 나지 않는다. 섬유질 단열재의 열저항은 유리섬유나 암면보다 더 뛰어나다. 섬유질 단열재는 폐지로 만들어지므로 폐기시에는 잘 부식되고, 내재에너지 또한 매우 작은 친환경 단열재이다. 국내 건축물에 섬유질 단열재를 광범위하게 이용하기 위해서는 국내 건축법규 상의 단열규정에 적합한지 여부를 판단할 수 있는 물리적 성능 테스트가 필요하다. 따라서 국내에서 생산되는 섬유질 단열재에 대한 열전도율 및 내화성능 실험을 ASTM C 518과 ASTM C 1485에 근거하여 실시하였다. 국내생산 섬유질 단열재는 동일밀도의 미국제품에 비해 열전도율이 약 5%정도 높게 나타났다. 이러한 결과는 폐지원지의 섬유질이 서로 다른데서 기인하는 것으로 판단된다. 습식분사방식과 공기충진방식 모두 온도가 $5.5^{\circ}C$ 상승할 때 마다 약 1.5%씩 열전도율이 높아지는 것으로 나타났다. 섬유질 단열재의 내화성능은 내화재의 함유량에 비례하여 일정하게 증가되는 것으로 나타났다. 높은 내화성능으로 인해 불에 약한 우레탄폼이나 스치로폼을 대체할 수 있다. 섬유질 단열재의 열전도율은 시편의 온도가 $4-43^{\circ}C$인 경우 $0.037-0.043W/m{\cdot}K$로 나타났다. 이는 국내 건축법규 상의 "나"등급에 해당하는 값이다. 내화재가 열전도율에 미치는 영향은 미미하였으며, 내화재가 전혀 들어있지 않은 경우가 가장 열전도율이 높게 나타났다. 섬유질 단열재의 단열성능은 유리섬유나 암면에 비해 뛰어나고, 스치로폼이나 우레탄폼에 비해 내화성능은 훨씬 뛰어나다. 따리서, 물리적인 성능을 고려한다면 위의 기존 단열재들을 대체할 수 있다. 섬유질 단열재는 스치로폼이나 우레탄폼에 비해 값도 싸므로 국내에서도 더욱 폭 넓게 사용하는 것이 추천된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제29권5호
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• pp.23-28
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• 2015

건축물의 공간 효율성 증대를 주 목적으로 고강재 강재(SM 520)의 사용이 활성화되고 있으나, 화재와 같은 고온조건에서의 보부재에 대한 내화성능은 검증되지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 SM 520강재가 적용된 양단 고정단 경계조건인 부정정 보부재를 대상으로 표준화재온도곡선과 고온에서의 항복강도, 탄성계수 그리고 비열, 선팽창계수를 적용하는 해석적 방법을 통하여 내화성능을 평가하고, 이를 바탕으로 일반 구조용 강재에 의한 보부재의 내화성능 평가의 안전성을 확인하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.351-356
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• 2011

본 연구에서는 국외 커튼월 내화 Code인 EN 13830, EN 13501-1, EN 1364-3을 사용하여 알루미늄과 스틸프레임에 대해 화재시 최적설계조건 도출을 위한 실험을 실시하였다. 현재 국내 커튼월의 내화 법규는 2008년 '내화 충전구조 세부 운영지침'에서 조인트 부분에 대해서만 내화규정이 정립되어 있다. 따라서 본 연구에서는 EN 13830과 그 하위법을 이용하여 알루미늄과 스틸 커튼월의 최적설계조건 도출을 위한 실험을 실시하였다. 실험 결과 차염성은 알루미늄 커튼월과 스틸 커튼월의 성능시간이 각각 10분 26분으로 약 16분의 차이가 발생하였고, 차열성은 알루미늄 커튼월과 스틸 커튼월이 최고온도에서 6분과 9분으로 약 3분정도의 차이를 보였고 평균온도에서는 9분, 24분으로 약 15분의 차이를 보였다. 그리고 복사열은 성능기준 $15Kw/m^2$를 통과하는데 알루미늄 커튼월은 16분 스틸 커튼월은 24분을 기록하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권2호
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• pp.133-142
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• 2023

본 연구에서는 열화 콘크리트 구조물의 보수 시 현재 범용적으로 사용하고 있는 폴리머 시멘트 모르타르의 내화성능을 확보하기 위한 최적 배합을 도출하고자 폴리머 혼입량(2, 4, 6, 8%)에 따른 PP섬유의 길이(6, 12mm) 및 PP섬유 혼입량(0.05, 0.1Vol%)에 따른 섬유혼입 폴리머 시멘트 모르타르의 내화성능을 평가하였다. 실험결과 함수율 및 폴리머 혼입률이 높을수록 폭렬발생 가능성이 증가하며, PP섬유의 길이가 길고 혼입률이 증가할수록 폭렬저감에 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.78-84
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• 2012

본 연구는 100 MPa급 고강도 콘크리트 기둥에 대하여 횡구속력 보강 및 내화보강 공법 적용 유무에 따른 내화성능을 평가하기 위하여 표준화재 재하조건에서 내화실험을 실시하였다. 실험결과, 띠철근을 적용한 실험체의 경우 43분의 내화성능을 만족하여 내화구조로써 적용할 수 없는 것으로 나타났으며, 동일체적비로 띠철근을 대체한 와이어로프를 적용할 경우 별도의 내화처리 없이 69분의 내화성능을 만족하여 4층 이하 건물에 적용할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 띠철근을 대체한 와이어로프 및 폭렬방지를 위한 Fiber-Cocktail 혼입공법을 혼합 적용 할 경우 180분의 내화성능을 만족하여 12층 초과 건물에 적용할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
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• 제27권2호
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• pp.99-104
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• 2017

저급탄을 가스화하는 반응기에 사용되는 내화물은 고온에서 부식성이 강한 $H_2S$ 가스에 노출되며, 경도나 내마모성과 같은 기계적 특성이 가스에 노출되는 시간이 길어짐에 따라서 떨어진다. 그러나 $H_2S$ 가스에 의한 내화물의 기계적 특성 약화 원인이 아직 잘 알려져 있지 않다. 본 실험에서는 내화도가 다른 두 종류의 케스터블 내화물을 $H_2S$ 농도가 높은 $H_2O/N_2/H_2S$ 혼합가스에 100시간 동안 $900^{\circ}C$에서 노출시키고, 미세구조, 결정상과 내마모 특성 변화를 비교하였다. 혼합가스에 노출되면서 내화물 시편의 무게는 감소하였다. 노출 후 기공률은 감소하고, 내마모 특성은 현저하게 떨어졌다. 부식에 의해서 내화물을 구성하는 상에 변화가 일어났는데, $CaAl_2O_4$와 일부의 $SiO_2$는 사라지고 $CaSO_4{\cdot}2H_2OS$와 $Al_2Si_2O_5(OH)_4$ 상이 나타났다. 내화물의 내마모 특성이 $H_2S$ 가스에 노출된 후에 감소하는 주 원인은 캐스터블 내화물에서 결합제 역할을 하는 $CaAl_2O_4$가 사라지고 기계적 특성이 나쁜 $CaSO_4{\cdot}2H_2OS$가 생성되기 때문인 것으로 생각되었다.

• 공업화학
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• 제18권5호
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• pp.495-500
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• 2007

석탄가스화기의 내벽은 내화물로 구성되어 있다. 내화물의 침식은 가스화기 내화물의 수명 및 교체시기에 영향을 미치는 중요한 인자이다. 본 논문에서는 슬래그와의 반응에 의한 내화재의 미세구조의 변화를 침식화합물의 형성에 가장 큰 영향을 미치는 산화철 농도의 함수로 조사하였다. 산화철 농도가 낮은 KIDECO 탄 슬래그에 산화철을 첨가하여 정적 침식실험을 수행한 후 $(Fe,Cr)_3O_4$의 형성과 침투 슬래그에서의 Fe의 고갈 깊이를 측정하였다. 그리고 FactSage를 이용한 평형계산을 통하여 chromite 형성조건을 조사하고 실험 결과와 비교하였다. 고정된 온도인 $1550^{\circ}C$에서 약 10%의 산화철을 포함한 KIDECO 슬래그에서는 $(Fe,Cr)_3O_4$의 형성이 관찰되지 않았으나 산화철의 함량이 증가될수록 $(Fe,Cr)_3O_4$ 형성이 관찰되었으며, 경계면의 $(Fe,Cr)_3O_4$ 층의 두께가 증가하였고, 산화철의 고갈 깊이도 증가하였다. 또한 산화철의 양이 많아질수록 화학적 침식이 증가하면서 슬래그와 내화물의 경계가 모호해지는 것을 확인하였다. 슬래그-내화재 계의 평형계산은 슬래그의 산화철 농도가 증가할수록 가스화기 조업온도에서 chromite 형성 가능성이 높아짐을 보여주었다, 또한 내화물이 슬래그에 용해된 경우와 같이 $Cr_2O_3$가 낮은 농도로 존재할 때 chromite 형성이 가장 유리하였고, 산화철의 농도가 20% 이하에서는 슬래그와 내화물이 같은 양으로 존재하는 경우가 chromite 형성에 가장 불리하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.154-154
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• 2011

최근 세계 각지에서 발생하는 대규모 터널 화재사고는 많은 사상자를 동반하고 이에 따른 경제적, 사회적 손실 또한 방대하게 진행되는 실정이다. 터널 구조물의 화재 특성상 외부에 쉽게 노출되지 않기 때문에 화재 발생 시 화재에 노출된 표층이 박리되거나 비산해서 단면결손이 생기는 폭렬 현상(explosive spalling)이 발생하게 된다. 이러한 폭렬 현상은 붕괴와 같은 대형 참사로 이어질 가능성이 크다. 따라서 본 연구에서는 터널 내 화재 발생 시 콘크리트 구조물의 폭렬에 의한 붕괴를 예방하기 위하여 이액형 상온경화 실리콘 고무와 인체에 무해한 친환경 첨가제인 펄라이트를 일정한 혼합비(5wt%, 10wt%, 15wt%, 20wt%)로 혼합하여 고성능 난연 복합체를 제조하고, 열적 특성과 난연 특성을 연구를 진행하였다. 열적 특성에 관한 시험으로 TGA를 측정하였으며, 난연 특성에 관한 시험으로는 화염 시험, 내화로 시험, 탄화로 시험을 진행하였다. 우선 TGA 시험은 $20^{\circ}C/min$ 승온 속도로 $800^{\circ}C$까지 실험을 하였고, 화염 시험은 제작한 시편과 gas torch($1200^{\circ}C$)의 화염 거리를 약 10cm로 하여 약 1시간 동안 시험을 하였다. 내화로 시험은 내화로 장치를 이용하여 RABT curve(5분만에 $1200^{\circ}C$도달 후 한 시간 동안 유지 후 냉각, 총 시험 시간 180분) 조건을 만족하는 환경에서 제작한 시편을 콘크리트에 부착하여 콘크리트의 내부온도를 측정하였다. 탄화로 시험은 탄화로 장치를 이용하여 $2^{\circ}C/min$ 승온속도로 $900^{\circ}C$까지 실험을 하여 외부 형태 변화를 관찰하였다. 각각의 시험 결과 TGA 열분해 결과 순수한 실리콘 고무보다 난연제인 펄라이트를 첨가했을 때 더 높은 온도에서 초기 분해 거동을 보였으며, 최종 잔류량은 80%를 보였고, 5 wt%의 펄라이트가 혼합된 시편의 최종 잔류량이 높은 것으로 보아 열분해에 가장 강한 조성임을 알 수 있었다. 화염 시험 결과 펄라이트가 혼합된 모든 시편에서 $300^{\circ}C$가 넘지 않은 결과를 보였다. 이는 제조된 복합체가 화염에 직접적으로 장시간 노출이 되어도 안전하다는 것을 알 수 있다. 내화로 및 탄화로 시험 결과 펄라이트가 15wt%와 20wt%가 첨가된 시편들보다 5wt%와 10wt% 첨가된 시편들이 고온에서 안정하다는 것을 보였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.20-25
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• 2014

강구조 건축물의 기둥부재 내화성능은 접합부의 경계조건과 기둥부재의 길이에 따라 변화되지만, 내화성능 평가는 실험장비의 제약과 기술적 요인으로 인하여 힌지단과 3500 mm 길이 조건으로 이루어지고 있다. 그러나 실제 강구조물에 적용되는 기둥부재는 부지조건과 설계조건에 따라 다양한 경계조건과 길이의 변화를 가져올 수 있으며, 이에 대한 내화성능의 평가는 대상으로 고온 시의 재료특성과 해석적 이론을 바탕으로 고온 시 구조적 성능을 평가하여, 경계조건과 길이 변화에 따른 내화성능의 기본 자료를 도출하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.40-45
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• 2010

비대칭 H형강을 활용한 합성보는 1970년대 후반 이후 스웨덴에서 Thor beam(Hat beam)으로 발표되었으며 British Steel과 SCI는 슬림플로어 보를 개발하였다. 슬림플로어 공법은 1990년대 초반부터 유럽의 주요 선진국에서 많은 관심을 갖고 개발하여 온 건축 구조 부재의 한 형태로 2000년대에 영국에서는 열간압연 형강 그리고 핀란드에서는 비대칭 용접 형강의 관심이 집중되고 있다. 슬림플로어 공법의 가장 큰 장점은 층고 감소를 토대로 도심 건축물의 최대 10% 내외의 연면적 증가 효과와 각종 내 외장재 절감 및 자원의 절약 폐기물 감소효과 등이며 일반 합성보에 비하여 철골보의 노출면이 적어 내화 성능에서도 우수한 장점이 있다. 본 연구는 비대칭 H형강을 사용한 슬림플로어 보의 화재시 구조 성능에 관한 연구로 표준화재조건에서 강재 단면의 형상 변화를 통한 구조물의 내화 거동과 재하 하중비를 변수로 화재시 구조물의 온도 분포와 처짐을 비교 분석하는 것을 목적으로 한다.