• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.465-471
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• 2009

화재시 고강도콘크리트의 폭렬현상을 막고 내부철근 온도의 상승을 억제하기 위하여 폴리프로필렌섬유와 강 섬유를 동시에 사용하는 섬유혼입공법을 제안하였다. 섬유혼입공법을 40~100 MPa 고강도콘크리트 배합에 적용하여 가 열재하방법으로 열적특성을 평가한 후 내화성능을 평가하기 위하여 구조부재에 내화시험을 실시하였다. 2기의 기둥시 험체를 제작하여 ISO 834 표준내화곡선에 따라 180분 비재하 내화시험을 실시하였다. 폭렬은 발생하지 않았으며, 표면 부의 색은 분홍색을 띤 회색으로 변했다. 깊이 60 mm부터 내부 콘크리트의 온도가 급감하였으며, 60분 가열 후 온도구 배는 보통콘크리트보다 5배 적은 2.2oC/mm로 측정되었다. 180분 내화시험 후의 최종온도는 모서리철근이 488.0oC, 중앙 철근이 350.9oC이며, 철근의 총 평균온도는 419.5oC이다. 모서리철근과 중앙철근의 평균온도차는 137.1oC였다. 가열 후 100~150oC부근에서 콘크리트와 철근의 온도상승추세가 변하는데 이는 강섬유와 폴리프로필렌섬유를 혼입한 콘크리트의 온도구배가 낮고, 철근으로의 수분이동과 내부 수분의 막힘현상, 그리고 수분의 기화열 때문이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.473-480
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• 2009

폴리프로필렌섬유와 강섬유를 혼입한 고강도콘크리트 기둥의 재하하중비에 따른 내화성능을 검증하기 위하 여 3기의 동일한 기둥시험체를 제작하여 각 시험체에 40%, 50%, 그리고 61%의 설계하중에 해당하는 고정압축하중을 재하한 후 ISO-834 표준내화곡선에 따라 180분간 내화시험을 실시하였다. 폭렬은 발생하지 않았으며, 표면부의 색은 분 홍색을 띤 회색으로 변했다. 시험체의 최대 연직방향 처짐은 1.5~2.2 mm로, 내화시험 중 화재로 인한 시험체의 강도손 실이 발생하지 않았으며, 설계하중의 61%이내에서 시험체의 내화성능은 영향을 받지 않았다. 깊이별 내부 콘크리트의 온도분포, 콘크리트 내부 수분 증발로 인한 온도상승이 변한 점 등 전반적으로 비재하 내화시험 결과와 매우 유사하였다. 180분 내화시험 후의 최종온도는 모서리철근이 491.4oC, 중앙철근이 329.0oC이며, 철근의 총 평균온도는 409.8oC이다. 전 반적인 온도분포의 경향은 비재하 내화시험과 매우 유사하였다. 모서리철근의 열에너지 유입량이 많기 때문에 중앙철 근과의 온도차(153.7oC)가 나타났으며, 가열 후 30~50분 사이에 온도상승추세가 변하였다. 이는 강섬유와 폴리프로필렌 섬유를 혼입한 콘크리트의 온도구배가 낮고, 철근으로의 수분이동과 내부 수분의 막힘현상, 그리고 수분의 기화열 때문이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.377-384
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• 2014

최근의 건축 구조물이 고층화, 대형화됨에 따라 초고강도 콘크리트의 적용 및 수요가 증가하고 있는 추세이나, 화재에 대한 취약성을 가지고 있는 초고강도 콘크리트의 열적 특성에 대한 검토는 아직 충분하지 않으며 이에 대한 성능 검토 또한 요구되고 있는 실정이다. 이에 이 논문에서는 초고강도 콘크리트의 고온 재료 모델 개발에 대한 기초적 자료를 제공하기 위하여 상온에서 $800^{\circ}C$까지의 고온 가열을 받은 100 MPa급 초고강도 콘크리트를 대상으로 가열온도의 변화에 따른 잔존압축강도, 탄성계수 및 응력-변형 성상, 반복하중 시의 응력-변형 성상 등 역학적 특성 변화를 확인하였다. 또한, TG/DTA분석과 SEM 촬영으로 콘크리트의 화학 물리적 특성을 확인하고 국내 외의 기존 연구와 비교 검토하였다. 그 결과, 가열온도 $300^{\circ}C$에서 잔존압축강도 및 탄성계수의 급격한 저하를 확인하였으며, 반복하중 하에서는 가열온도 $400^{\circ}C$부터 소성거동이 발생하는 것과 함께 단일하중과 거의 동일한 경향을 보임을 확인할 수 있었다. TG/DTA 분석 및 SEM 촬영을 실시한 결과와 기존 연구를 비교 검토한 결과, 콘크리트 내부 조직의 열화와 수분 증발 및 화학반응 등으로 인하여 잔존압축강도 및 탄성계수의 저하가 일어났음을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.718-725
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• 2017

액체저장탱크는 화학물질을 다루는 산업단지의 주요한 구조물로서, 지진으로 인한 구조물의 손상은 화학물질의 유출, 화재, 폭발 등의 추가적인 피해를 야기한다. 따라서 액체저장탱크의 지진 취약성을 사전에 효율적으로 평가하고, 지진에 대비하는 일이 필수적이라고 할 수 있다. 지진으로 인해 진동하는 액체저장탱크는 액체-구조물의 상호작용으로 탱크 벽체에 유동압력이 작용하며, 이는 탱크의 응력을 증가시키고 구조적 손상을 일으키는 원인이 될 수 있다. 한편, 구조물의 지진 취약성은 여러 불확실성 요인들을 고려하여 정해진 한계상태에 대한 파괴확률을 산정함으로써 평가하게 되는데, 보다 정확한 액체저장탱크 지진 취약도 평가를 위해서는 신뢰성 해석 과정에서 정교한 유한요소 해석이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 최근에 신뢰성 해석 소프트웨어와 유한요소 해석 소프트웨어를 서로 연동시켜 개발된 FERUM-ABAQUS를 활용한 유한요소 신뢰성 해석을 통해 액체저장탱크의 파괴확률을 계산하였다. 이러한 유한요소 신뢰성 해석 기법은 두 소프트웨어 간의 자동적인 데이터 교환이 가능하여 보다 효율적으로 구조물의 지진 취약성을 평가할 수 있으며, 이를 통해 얻은 파괴확률 결과를 바탕으로 지진 강도에 따른 액체저장탱크의 지진 취약도 곡선을 성공적으로 도출하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.273-282
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• 2023

원자력발전소 지진 확률론적 안전성 평가인 PSA(Probabilistic Safety Assessment)는 오랜 기간에 걸쳐 확고히 구축되어 왔다. 반면에 다양한 공정 기반의 산업시설물의 경우 화재, 폭발, 확산(유출) 재난에 대해 주로 연구되어 왔으며, 지진에 대해서는 상대적으로 연구가 미미하였다. 하지만, 플랜트 설계 당시와 달리 해당 부지가 지진 영향권에 들어갈 경우 지진 PSA 수행은 필수적이다. 지진 PSA를 수행하기 위해서는 확률론적 지진 재해도 해석(Probabilistic Seismic Hazard Analysis), 사건수목 해석(Event Tree Analysis), 고장수목 해석(Fault Tree Analysis), 취약도 곡선 등을 필요로 한다. 원자력 발전소의 경우 노심 손상 방지라는 최우선 목표에 따라 많은 사고 시나리오 분석을 통해 사건수목이 구축되었지만, 산업시설물의 경우 공정의 다양성과 최우선 손상 방지 핵심설비의 부재로 인해 일반적인 사건수목 구축이 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 산업시설물 지진 PSA를 수행하기 위해 고장수목을 바탕으로 확률론적 시각도구인 베이지안 네트워크(Bayesian Network, BN)로 변환하여 리스크를 평가하는 방법을 제안한다. 제안된 방법을 이용하여 임의로 생성된 가스플랜트 Plot Plan에 대해 최종 BN을 구축하고, 다양한 사건 경우에 대한 효용성있는 의사결정과정을 보임으로써 그 우수성을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.115-122
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• 2008

본 연구는 화재시 고강도 콘크리트의 폭렬발생에 대한 영향요인을 검토한 것으로써, 폭렬에 직접적인 상관관계에 있는 물-결합재비, 공기량 및 함수율 등을 PP섬유의 혼입률과 함께 변화시켜 실험을 실시하였다. 실험결과 유동특성은 섬유의 혼입률이 0.05 vol.% 증가함에 따라 약 11%정도 감소하는 것으로 나타났고, 공기량이 10%인 경우는 다량의 AE제 사용에 기인하여 섬유의 혼입률과 상관없이 거의 유사한 유동성을 나타냈다. 강도특성으로는 W/B 15, 25 및 35%일 경우 100, 80 및 60 MPa이상으로써 고강도 범위로 나타났으며, 공기량 변수의 경우는 H-air가 L-air에 비해 약 1/2배 정도로 낮게 나타났다. 폭렬특성으로는 KS F 2257-1에 규정되어 있는 표준가열곡선에 의해 1시간 내화시험을 실시한 결과, W/B는 고강도로 W/B가 낮을수록 심하게 발생하는데, 15%를 제외한 모든 경우에서 전반적으로 PP섬유의 혼입률 0.10 vol.%에서 폭렬이 방지되는 것으로 나타났고, 공기량을 10%로 많이 함유하는 시험체와 완전건조 시킨 시험체는 0.05 vol.% 혼입시에도 폭렬현상이 발생하지 않는 것으로 나타났다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제10권1호
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• pp.5-37
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• 1982

건축물(建築物)의 내장(內裝)에 많이 사용(使用)하고 있는 합판(合板)은 가열성(可燃性) 물질(物質)로서 각종(各種) 대형화재(大型火災)로 수발(受發)하여 많은 인명(人命)과 재산(財産)의 손실(損失)을 초래(招來)하고 있다. 따라서 이로 인(因)한 피해(被害)를 최대한(最大限)으로 줄이기 위(爲)하여, 내화합판제조(耐火合板製造)의 필요성(必要性)이 절실(絶實)히 요구(要求)되며 또한 내화합판제조(耐火合板製造)에서 우선적(優先的)으로 해결(解決)해야 될 합판(合板)의 재건조(再乾燥)에 관(關)해서 연구(硏究)할 필요(必要)가 있다고 생각한다. 본(本) 연구(硏究)에서는 3.5mm 얇은 5.0mm 두꺼운 합판(合板)에 Ammonium sulfate, Mono -ammonium phosphate, Di - ammonium phosphate, Borax - boric acid, Minalith 및 Water를 1, 3, 6 및 9 시간(時間)으로 처리하고 90, 120 및 $150^{\circ}C$ 등(等)으로 열판건조(熱板乾燥)를 실시한 후(後), 건조곡선(乾燥曲線), 건조율(乾燥率), 내화제(耐火劑)의 흡수율(吸收率), 비중(比重)(용적중(容積重)) 및 내화도(耐火度) 등(等)을 연구검토(硏究檢討)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. (1) Borax-boric acid와 Minalith 처리시간(處理時間)이 증가(增價)함에 따라 양액(藥液) 흡수량(吸收量)율(率)이 증가(增加)하는 경향(傾向)이 뚜렷이 하였으나 수분처리(水分處理) 흡수량(吸收量)율(率)에는 미치지 못 하였다. (2) 합판(合板)의 단위용적당(單位容積當) 약액(藥液) 흡수량(吸收量)은 일정시간(一定時間)의 처리(處理)에 있어서 두께 3.5mm의 얇은 합판(合板)이 두께 5.0mm의 두꺼운 합판(合板)보다 높았으며 가장 높은 흡수량(吸收量)은 두께 3.5mm의 얇은 합판(合板)에서 9시간(時間)을 처리(處理)하였을 때 Ammonium sulfate에서 1.353kg/$(30cm)^3$의 치(値)를 나타내었고 두께 5.0mm의 두꺼운 합판(合板)에서는 역시(亦是) 9시간(時間)의 처리(處理)에서 Ammonium sulfate의 1.356kg/$(30cm)^3$의 치(値)를 얻었다. (3) 약액처리(藥液處理) 후(後)의 합판(合板)의 용적중(容積重)은 처리(處理) 전(前)보다 뚜렷하게 상승(上昇)하였으나 열판건조(熱板乾燥) 후(後)에는 다시 용적중(容積重)의 치(値)가 하락(下落)하였는데 약액처리(藥液處理) 전(前)보다는 약간 높은 경향(傾向)을 나타내었다. (4) 약액처리합판(藥液處理合板)의 두께팽창율(膨脹率)은 두께 3.5mm의 얇은 합판(合板)과 두께 5.0mm의 두꺼운 합판(合板)에서 모두 1시간(1時間)과 3시간(時間) 처리(處理)에서 팽창율(膨脹率)의 증가(增加)가 수분처리(水分處理)와 비슷한 경향(傾向)을 보였으나 처리시간(處理時間)이 6시간(時間) 이상(以上)으로 연장(延長)되면서 약액처리합판(藥液處理合板)보다 수분처리합판(水分處理合板)의 두께 팽창율(膨脹率)이 급상승(急上昇)하여 뚜렷하게 높은 치(値)를 나타내었는데 두께 5.0mm의 두꺼운 합판(合板)에서 더욱 큰 치(値)를 보였다. (5) 열판건조(熱板乾燥) 후(後)의 두께 수축율(收縮率)도 팽창율(膨脹率)과 똑같은 경향(傾向)을 나타내었으며 두께 5.0mm의 합판(合板)에서는 약액처리시간(藥液處理時間)이 증가(增加)함에 따란 수축율(收縮率)이 뚜렷하게 상승(上昇)하는 경향(傾向)을 모든 처리약액(處理藥液)과 수분처리(水分處理)에서 나타내었다. (6) 건조곡선(乾燥曲線)은 1시간(時間)과 3시간(時間)의 처리(處理)를 제외(除外)하고 두께에 관계(關係)없이 6시간(時間) 이상(以上)의 처리(處理)에서 모두 수분처리합판(水分處理合板)의 건조곡선(乾燥曲線)이 약액처리합판(藥液處理合板)의 곡선(曲線)보다 상위(上位에 위치(位置)하였다. (7) 처리합판(處理合板)의 두께에 따른 건조율(乾燥率)은 두께 3.5mm의 얇은 합판(合板)의 경우(境遇), 두께 5.0mm의 두꺼운 합판(合板)에서 얻은 건조율(乾燥率)보다 거의 두 배(倍) 이상(以上)의 치(値)를 나타내어 얇은 합판(合板)이 두꺼운 합판(合板)보다 건조효과(乾燥效果)가 뚜렷하게 높았다. (8) 건조온도(乾燥溫度)에 따른 건조율(乾燥率)은 열판온도(熱板溫度)가 상승(上昇)함에 따라 뚜렷하게 상승(上昇)하였으며 두께 3.5mm의 얇은 합판(合板)의 경우(境遇) 열판온도(熱板溫度) 90, 120 및 $150^{\circ}C$에서 각각(各各) 1.226%/min., 6.540%/min., 25.752%/min, 였고 두께 5.0mm의 두꺼운 합판(合板)에서는 각각(各各) 0.550%/min, 2.490%/min., 8.187%/min.를 나타내었다. (9) 약액별(藥液別) 건조율(乾燥率)은 열판온도(熱板溫度) $120^{\circ}C$로 건조(乾燥)하였을 때 두께 3.5mm의 얇은 합판(合板)에서 Mono-ammonium phosphate가 가장 높은 경향(傾向)을 나타내었고 두께 5.0mm의 두꺼운 합판(合板)에서는 Di-ammonium phosphate가 가장 높은 경향(傾向)을 나타내었으나 처리시간(處理時間) 6기간(時間) 이후(以後)에는 수분처리합판(水分處理合板)의 건조율(乾燥率)이 더 높았다. (10) 약액처리합판(藥液處理合板)의 내화도(耐火度)는 측정(測定)된 중량감소율(重量減少率), 착염시간(着炎時間), 잔염시간(殘炎時間), 이면(裏面)의 탄화율(炭火率)을 통(痛)하여 수분처리합판(水分處理合板)이나 미처리합판(未處理合板)보다 뚜렷하게 높았다. (11) 내화약제간(耐火藥劑間) 내화효과(耐火效果)는 Di-ammonium phosphate가 가장 우수(優秀)하였고 다음은 Mono-ammonium phosphate와 Ammonium sulfate이며 Borax-boric acid와 Minalith는 가장 불량(不良)하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제56권1호
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• pp.1-25
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• 1982

건책물(建策物)의 내장(內裝)에 많이 사용(使用)하고 있는 합판(合板)은 가연성(可燃性) 물질(物質)로서 각종(各種) 대형(大型) 화재(火災)를 유발(誘發)하여 많은 인명(人命)과 재산(財産)의 손실(損失)을 초래(招來)하고 있다. 따라서 이로 인(因)한 피해(被害)를 최대한(最大限)으로 줄이기 위하여 내화합판(耐火合板) 제조(製造)의 필요성(必要性)이 절실(絶實)히 요구(要求)되며 또한 내화합판(耐火合板) 제조(製造)에서 우선적(優先的)으로 해결(解決)해야 될 합판(合板)의 건조(乾燥)에 관(關)해서 연구(硏究)할 필요가 있다고 생각한다. 본(本) 연구(硏究)에서는 3.5mm으로 합판(合板)과 5.0mm 합판(合板)에 황산(黃酸)암모늄, 제(第) 1 인산(燐酸) 암모늄, 제(第) 2 인산(燐酸) 암모늄 및 수분처리(水分處理)는 6 및 9시간(時間)으로 처리(處理)하고 붕사(硼砂)-붕산(硼酸) 및 미나리스는 1, 3, 6 및 9시간(時間)으로 처리(處理)하였으며 90, 120 및 $150^{\circ}C$ 등(等)으로 열판건조(熱板乾燥) 실시(實施)한 후(後), 건조곡선(乾燥曲線), 건조속도(乾燥速度), 내화제(耐火劑)의 흡수량(吸收量) 및 내화도(耐火度) 등(等)을 연구검토(硏究檢討)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1) 온냉욕법(溫冷浴法)으로 9후간(後間)의 내화처리(耐火處理) 실시(實施)하므로써 얻은 두께 3.5mm합판(合板)의 약제(藥劑) 보유량(保留量)은 제(第) 1 인산(燐酸) 암모늄 $1.353kg/(30cm)^3$, 제(第) 2 인산(燐酸) 암모늄 $1.331kg/(30cm)^3$, 황산(黃酸)암모늄 $1.263kg/(30cm)^3$ 붕사(硼砂)-붕산(硼酸) $1.226kg/(30cm)^3$으로 최저(最低) 보유량(保留量)에 도달(到達)하였으나 미나리스는 $0.906kg/(30cm)^3$로 미달(未達)되었다. 두께 5.0mm 합판(合板)의 약제(藥劑) 보유량(保留量)은 황산(黃酸)암모늄 $1.356kg/(30cm)^3$, 제(第) 2 인산(燐酸) 암모늄 $1.166kg/(30cm)^3$로서 최저(最低) 보유량(保留量)에 도달(到達)하였으나 제(第) 1 인산(燐酸) 암모늄, 붕사(硼砂)-붕산(硼酸)과 미나리스는 미달(未達)이었다. 2) 3.5mm와 5.0mm 합판(合板)의 건조곡선(乾燥曲線)은 6시간(時間)과 9시간(時間)의 내화처리(耐火處理)에서 약제처리(藥劑處理) 합판(合板)이 수분처리(水分處理) 합판(合板)보다 건조곡선(乾燥曲線)의 경사(傾斜)가 더 적었다. 그리고 두께에 따른 건조속도(乾燥速度)는 3.5mm 합판(合板)의 경우(境遇) 5.0mm 합판(合板) 건조속도(乾燥速度)보다 약(約) 3배(倍) 이상(以上) 더 빨랐다. 3) 약제별(藥劑別) 건조속도(乾燥速度)는 열판온도(熱板溫度) $120^{\circ}C$로 건조(乾燥)하였을 때 두께 3.5mm의 합판(合板)에서 제(第) 2 인산(燐酸) 암모늄이 가장 높은 경향(傾向)을 나타내었고 두께 5.0mm의 합판(合板)에서도 제(第) 2 인산(燐酸) 암모늄이 가장 높은 경향(傾向)을 나타내었다. 그러나 처리시간(處理時間) 6시간(時間) 이상(以上)에서 수분처리(水分處理) 합판(合板)의 건조속도(乾燥速度)가 더욱 높았다. 4) 열판온도(熱板溫度)에 따른 건조속도(乾燥速度)는 열판온도(熱板溫度)가 상승(上昇)함에 따라 뚜렷하게 상승(上昇)하였으며 두께 3.5mm 합판(合板)의 경우(境遇) 열판온도(熱板溫度) 90, 120 및 $150^{\circ}C$에서 각각(各各) 1.23%/min., 6.54%/min., 25.75%/min. 였고 두께 5.0mm의 합판(合板)에서는 각각(各各) 0.55%/min., 2.49%/min., 8.19%/min.를 나타내었다. 5) 내화처리(耐火處理) 합판(合板)의 내화도(耐火度)에 있어서 약제(藥劑)사이의 중량(重量) 감소율(減少率)은 두께 3.5mm와 5.0mm 합판(合板)에서 제(第) 2 인산(燐酸) 암모늄이 가장 적었고 다음은 제(第) 1 인산(燐酸) 암모늄이었으며 그 다음은 황산(黃酸)암모늄, 미나리스 및 붕사(硼砂)-붕산(硼酸)의 순서(順序)로 증가(增加)하였다. 착화시간(着火時間), 잔화시간(殘火時間), 이면(裏面)의 탄화면적(炭火面積)에 있어서는 제(第) 2 인산(燐酸) 암모늄이 가장 우수(優秀)하였고, 다음은 제(第) 1 인산(燐酸) 암모늄, 황산(黃酸) 암모늄, 붕사(硼砂)-붕산(硼酸), 미나리스순(順)으로 효과(効果)를 나타냈다.