• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.78-84
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• 2011

최근 콘크리트 내화 연구는 대부분 고강도 콘크리트의 내화성능 확보에 많은 초점이 맞추어져 있다. 그러나 국내의 콘크리트 수요를 살펴보면 40MPa 이하의 일반강도 콘크리트의 수요가 전체 콘크리트 수요량의 대부분을 차지한다. 따라서 고강도 콘크리트의 내화성능에 대한 연구뿐만 아니라 일반콘크리트의 내화성능에 관한 연구도 필요하다. 본 연구에서는 40MPa 콘크리트 기둥을 대상으로 콘크리트 피복 두께와 단면크기를 변수로하여 내화성능을 평가하였으며, 연구 결과 단면크기가 커질수록, 피복두께가 두꺼워질수록 내화성능은 향상되는 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2009년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.506-512
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• 2009

최근 건설 중인 금정터널(총 연장 20.3km)이나 부산-거제간 침매터널은 화재 발생시 구조체의 강도저하로 인한 붕괴 및 사회기반시설인 교통망을 장시간 끊어놓은 등 큰 피해를 야기시킬 수 있다. 이러한 초장대터널이나 침매터널은 다른 터널보다 밀폐된 공간이므로 화재 시 단시간에 급격하게 온도상승이 일어날 수 있으며 이로 인해 구조물의 주재료인 콘크리트의 폭렬이 발생하고 구조물 내부까지 고온이 전달되어 경우에 따라 구조체의 붕괴의 원인이 되기도 한다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 구조체의 내화성능을 확보하기 위해 유럽에서 사용되고 있는 터널내화용 보드와 모르타르를 적용한 콘크리트의 내화성능 확보방안을 위한 시험을 수행하였다. 실험에 대한 내화성능 평가는 ITA(International Tunneling Association)에서 정한 화재 손상범위를 평가기준으로 하였고 터널화재 시나리오는 네덜란드의 TNO에 의해 실행된 실험결과를 따른 RWS 화재곡선을 이용하여 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.143-153
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• 2015

본 연구에서는 매립형 합성보와 슬림플로어보의 내화성능평가를 위한 재하가열실험 및 수치해석연구를 수행하였다. 이를 통해 화재 시 합성보의 온도 및 처짐 변화를 분석하고 하중비, 철근, 화재노출면 등의 합성보 설계변수들이 내화성능에 미치는 영향을 비교하였다. 화재실험결과 매립형 합성보와 슬림플로어보의 경우 강재의 온도상승이 일반형 합성보에 비해 상당히 지연됨을 확인하였다. 그리고 매립콘크리트 내에 보강된 철근은 최소 90분까지는 상온강도를 발휘할 수 있는 온도이하를 유지하였다. 무보강 매립형 합성보, 철근을 보강한 매립형 합성보와 슬림플로어보의 경우 처짐량 제한 기준만으로도 2시간 이상의 내화성능을 달성하였다. 이는 무피복 매립형 합성보와 슬림플로어보가 강재보의 내화성능을 증진하는 합리적인 대안이 될 수 있음을 시사한다. 합성보 재하가열실험에 대하여 ABAQUS를 활용한 유한요소해석을 수행한 결과 전체적인 처짐 양상 및 내화시간의 예측에 있어서 해석결과가 실제 실험결과를 신뢰성 있게 구현하고 있음을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.44-51
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• 2010

본 연구의 목적은 성능적 내화설계를 기반으로 한 CFT 구조의 내화성능 설계기술 개발을 최종목표로 CFT 구조의 실증적 실험을 통한 내화성능을 도출하고 내부 콘크리트 압축강도와 하중비를 변수로 하여 수축량과 시험체 내부 온도를 측정하여 내화성능을 도출하여 성능설계를 위한 기초 자료로 활용하고자 하는데 있다. KS F 2257-1과 7의 기준에 따라 CFT 각형 기둥에 24MPa, 40MPa, 하중비 0.9, 0.6, 0.2를 재하하여 내화성능기준에 따른 결과 하중비 변화는 24MPa의 경우 하중비가 0.3 감소시 약 73분의 내화성능 향상효과가 있는 것으로 나타났다. 40MPa은 하중비 0.6, 0.2의 경우 내화성능시간은 31분, 180분으로 나타났다. 시험체 내부 콘크리트 강도 변화에 따른 내화성능평가 결과 강도가 증가할수록 내화성능은 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.365-375
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• 2008

yLRC 합성기둥은 기존 합성기둥의 장점과 거푸집 공사의 절감을 가져올 수 있으며, CFT와 비교하였을 때 강재량 감소의 효과와 함께 콘크리트의 충전상태를 육안으로 쉽게 확인할 수 있는 등의 장점을 가지고 있다. 실험결과와 연구를 통하여 yLRC 합성기둥의 구조체로서의 내력은 검증이 되었으나 내화성능에 관한 연구는 수행되지 않았다. 이에 본 논문에서는 yLRC 합성기둥의 내화성능 평가를 위해 콘크리트 면적비, 보강판, 피복유무 등을 변수로 두어 실험과 해석을 수행하였으며, 실험과 해석결과를 비교 고찰하여 내화 성능 평가를 하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권3호
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• pp.273-280
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• 2015

본 연구는 3시간 내화성능을 만족할 수 있는 고성능 무내화피복 CFT 기둥 개발을 위한 연구로서, 고로슬래그 미분말 치환율에 따른 성능평가를 실시한 결과 고로슬래그 미분말 치환율이 증가함에 따라 내화성능이 개선되는 것을 확인 할 수 있었으며, 내화성능을 고려한 CFT 기둥용 100MPa 충전콘크리트의 고로슬래그 미분말 적정 사용량은 40%로 나타났다. 이에 따라 고로슬래그 미분말 40% 혼입 100MPa 충전콘크리트를 적용한 CFT 실물 시험체를 대상으로 재하하중별 내화시험을 실시한 결과 재하하중이 증가함에 따라 내화성능 발현시간이 감소하는 것으로 나타났으며, 재하하중 2,000kN에서는 240분 이상의 내화성능을 나타내었고, 3,000kN에서는 184분, 4,000kN에서는 120분의 내화성능을 나타내었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권6호통권58호
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• pp.88-96
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• 2009

본 연구에서는 RC구조물의 내구 및 내화성능을 동시에 향상시킬 수 있는 고인성 모르타르 (FR-ECC) 를 개발하여, 이를 RC구조물의 보수재료로서 사용하기 위한 실험적 연구를 실시하였다. 즉, FR-ECC를 이용하여 제조한 콘크리트 시험체의 강도, 열적특성, 모의부재의 철근부식특성, 내화성능 등에 대하여 검토하였으며, FR-ECC의 현장적용 가능성에 대해서도 평가하였다. 그 결과, FR-ECC는 기존 보수 모르타르에 비해 우수한 강도 및 내구성능을 보유하고, 휨균열 발생 후에도 외부열화 인자의 침입을 억제하여 철근부식을 방지하는 것으로 나타났다. 또한 FR-ECC를 적용한 부재는 ISO 834 가열조건에서도 우수한 내화성능을 갖는 것으로 나타났으며, 뿜칠성능 등의 현장시공 성능에서도 우수한 특성을 나타냈다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.705-713
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• 2011

본 연구의 목적은 기존의 데크플레이트 슬래브에 오메가형 강판을 중공체로 사용한 데크플레이트 슬래브의 진동 및 내화성능을 평가하는 것이다. 오메가형 강판의 삽입으로 인한 데크플레이트 슬래브의 진동 성능을 평가하기 위해서 슬래브 두께를 주요 변수로 하였으며, 각각 150mm 실험체 3개와 200mm 실험체 3개를 제작하였다. 각 실험체는 슬래브 두께별로 기존의 데크플레이트 슬래브 1개와 콘크리트 토핑두께(오메가형 강판의 높이)를 변수로 하는 2개의 실험체로 구성되어 있다. 또한 내화성능을 평가하기 위해서 실물크기의 실험체 2개(동일 크기)를 제작하였다. 진동에 대한 실험결과 오메가형 강판이 삽입된 철선일체형 데크플레이트 슬래브는 고유진동수가 12.66Hz~14.09Hz로써 중공부로 인한 진동문제는 없는 것으로 나타났다. 또한 내화성능에 대한 실험 결과 각 실험체는 실험시간 2시간 동안 하중지지력, 차열성, 차염성에 대한 평가기준을 모두 만족하였다. 따라서 오메가형 강판을 삽입한 철선일체형 데크플레이트는 효과적으로 콘크리트 사용량을 저감하면서도 기존의 데크플레이트에 준하는 진동 및 내화성능을 갖춘 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.64-71
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• 2012

60 MPa급, 100 MPa급 고강도 철근콘크리트 기둥에 대하여 횡구속력 보강공법(와이어로프)과 내화보강공법(Fiber-Cocktail) 적용 유무 및 하중비에 따른 내화성능을 평가하기 위하여 표준화재 재하조건에 내화실험을 실시하였다. 실험결과 60 MPa급 고강도 콘크리트 기둥의 경우 와이어로프를 적용함으로써 화재시 축방향의 연성이 향상되며, 내화성능은 23 % 이상 향상되는 것으로 나타났다. 또한 와이어로프를 적용할 경우 하중은 설계하중의 70 % 수준이 적정하다고 판단된다. 100MPa급 고강도 콘크리트 기둥에 와이어로프와 Fiber-Cocktail을 적용할 경우 띠철근만을 적용한 경우보다 내화성능이 4배 이상 향상되는 것으로 나타났으며, 100MPa급 고강도 콘크리트 기둥에 내화성능을 확보하기 위해서는 하중은 설계하중의 70 % 미만으로 설정하는 것이 적정하다고 판단된다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.170-175
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• 2011

최근 고강도 콘크리트의 내화성능이 사회적 이슈로 부각되고 국토해양부에서 고강도 콘크리트의 내화성능 관리기준(안)이 고시되면서 국내에서도 고강도 콘크리트의 내화성능을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 유기질 섬유인 폴리프로필렌섬유(PP섬유)와 강섬유를 하이브리드한 Fiber Cocktail를 혼입한 고강도 내화콘크리트 개발을 위한 연구를 수행하였다. PP섬유는 $160^{\circ}C$의 온도에서 용융되어 콘크리트 내부에 미세한 통로를 형성하여 고강도 콘크리트 부재 내의 수증기압 및 공극압을 효과적으로 배출하여 고강도 콘크리트의 폭렬발생을 억제시키는 데 효과적이며, 강섬유는 PP섬유가 용융된 후의 고강도 콘크리트 부재의 균열 발생을 억제하며 외부로부터 침투하는 열기를 차단할 수 있다. 100MPa 고강도 콘크리트의 내화실험을 실시하여 최적단면 조건을 도출하기 위해 철근온도를 분석한 결과, 단면이 커질수록 철근온도는 점차 낮아지는 경향이 나타났으며 $600{\times}600mm$, $800{\times}800mm$ 단면에서 내화성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났으며, 이중 경제성을 고려할 경우 $600{\times}600mm$ 단면이 최적단면으로 도출되었다. 또한 도출된 $600{\times}600mm$ 단면에 대해서 철근의 온도를 분석한 결과 PP섬유 $1.5kg/m^3$와 강섬유 $40kg/m^3$를 배합한 Fiber Cocktail이 최적배합비로 나타났다.