The focus of this paper is given to the investigation of mechanical properties of steel fibre reinforced self-compacting concrete after being exposed to fire. The research programme covered tests of two sets of beams: specimens subjected to fire and specimens not subjected to fire. The fire test was conducted in an environment mirroring one of possible real fire situations where concrete surface for an extended period of time is directly exposed to flames. Micro-cracking of concrete surface after tests was digitally catalogued. Compressive strength was tested on cube specimens. Flexural strength and equivalent flexural strength were tested according to RILEM specifications. Damages of specimens caused by spalling were assessed on a volumetric basis. A comparison of results of both sets of specimens was performed. Significant differences of all tested properties between two sets of specimens were noted and analysed. It was proved that the limit of proportionality method should not be used for testing fire damaged beams. Flexural characteristics of steel fibre reinforced self-compacting concrete were significantly influenced by fire. The influence of fire on properties of steel fibre reinforced self-compacting concrete was discussed.
The serious issue of tall building is to ensure the fire-resistance of high strength concrete. The fire resistant finishing method is necessarily essential in order to satisfy the fire resistance time of 3 h required by the law. The fire resistant finishing method is installed by applying a fire resistant material as a method of shotcrete or a fire resistant board to high strength concrete surface. This method can reduce the temperature increase of the reinforcement embedded in high strength concrete at high temperature due to the installation thickness control. This study is interested in identifying the effectiveness of inorganic alumino-silicate compounds including the inorganic admixture such as fly ash and meta-kaolin as the fire resistant finishing materials through the analysis of fire resistance and components properties at high temperature. The study results show that the fire resistant finishing material composed of fly ash and meta-kaolin has the thermal stability of the slight decrease of compressive strength at high temperature. These thermal stability is caused by the ceramic binding capacity induced by alkali activation reaction by the reason of the thermal analysis result not showing the decomposition of calcium hydrate. Inorganic compounds composed of fly ash and meta-kaolin is evaluated to be very effective as the fire resistance material for finishing to protect the concrete substrate by the reason of those simplicity in both application and manufacture. The additional study about the adhesion in the interface with concrete substrate is necessary for the purpose of the practical application.
Du, Yong;Zhou, Huikai;Jiang, Jian;Liew, J.Y. Richard
Steel and Composite Structures
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제38권2호
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pp.121-139
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2021
Ultra-high strength concrete (UHSC) encased steel columns are receiving growing interest in high-rise buildings owing to their economic and architectural advantages. However, UHSC encased steel columns are not covered by the modern fire safety design code. A total of 14 fire tests are conducted on UHSC (120 MPa) encased steel columns under constant axial loads and exposed to ISO-834 standard fire. The effect of load ratio, slenderness, stirrup spacing, cross-section size and concrete cover to core steel on the fire resistance and failure mode of the specimens are investigated. The applicability of the tabulated method in EC4 (EN 1994-1-2-2005) and regression formula in Chinese code (DBJ/T 15-81-2011) to fire resistance of UHSC encased steel columns are checked. Generally, the test results reveal that the vertical displacement-heating time curves can be divided into two phases, i.e. thermal expansion and shortening to failure. It is found that the fire resistance of column specimens increases with the increase of the cross-section size and concrete cover to core steel, but decreases with the increase of the load ratio and slenderness. The EC4 method overestimates the fire resistance up to 186% (220 min), while the Chinese code underestimates it down to 49%. The Chinese code has a better agreement than EC4 with the test results since the former considers the effect of the load ratio, slenderness, cross section size directly in its empirical formula. To estimate the fire resistance precisely can improve the economy of structural fire design of ultra-high strength concrete encased steel columns.
The results on high strength concrete by heating high are as follows: 1. High strength concrete appeared an estimated 5.5% higher than ordinary concrete in the central temperature of specimens by heating. 2. High strength concrete is higher than ordinary concrete in the decreased width of the ratio on the residual compressive strength by heating high. According to heating temperature and time, the inferred formula of compressive strength on high strength concrete showed: Fc=-0.53Te -2.4Ti +748.4
This paper deals with structural behavior of reinforced concrete beams under fire and fire damaged condition. The main purpose of this study is to investigate the structural behavior of the beams under high temperature condition and to evaluate the remaining strength of flexural members by exposure time to fire. For this purpose, twelve beam specimens are fabricated and experimented. Ten specimens are exposed to the fire for 1 and 2 hours and to the failure. After being cooled in room temperature, the specimens are loaded to the failure. The research result shows that the main variables of the test, concrete cover and exposure time to fire are much influenced on the structural behavior and the remaining strength.
화해를 입은 구조물의 안전성 확보에는 초기대응이 매우 중요기 때문에 신속한 의사결정이 필요하다. 본 논문에서는 화해를 입은 구조물의 이형철근과 콘크리트 간 잔존부착강도를 평가할 수 있는 간략화된 방법을 제시하였다. 제안된 방법은 화재강도 즉, 화재 중 최고노출 온도 뿐 아니라 화재지속시간도 고려할 수 있도록 하였다. 제안된 방법의 검증 및 비교를 위하여 화해를 입은 대구지하철 역사의 현장조사 결과를 인용하였으며, 해석결과 그 효용성을 확인하였다.
The purpose of this study was to develop and evaluate of fire resistive cladding systems for HSC(high-strength concrete) column, which was mainly constructed with aerogel blanket insulation material. The aerogel blanket-fire protective gypsum board cladding system showed that it clearly secure the fire resistance performance of HSC column when the reinforcing measures had achieved for four cross-sectional edge sides of structure and the system is well continued during the test period with no significant deformation or separation etc. It was checked out the 20mm thickness cladding system consist with AG(5mm)+FGB(15mm) can secure 3hour-fire resistance performance adequately.
Currently, many high-rise buildings are built in Korea for land-efficient utilization and vista. In high-rise buildings this tall, the use of high-strength concrete is essential to reduce the cross-section of structure members and secure axial load. However, this high strength concrete is vulnerable to spalling by fire, due to the water vapor pressure caused by the very high temperature in fire. To prevent this, the main method used is to reinforce the concrete with fiber. However, there has been little research on the pumpability of fiber reinforced high strength concrete. For this reason, this study features a performance review based on the properties and pumpability of fiber reinforced high strength concrete. In addition, the parameter of rheology was measured by extracting mortar from the concrete, and friction factor was measured through a 400 m horizontal pipe pumping test using the fiber reinforced high strength concrete. The basic information on fiber reinforced high strength concrete that we obtain through the experiments and review will contribute to the field.
The paper discusses the general behavior of fire-damaged slender reinforced concrete columns on the basis of results obtained from parametric studies. Effects of slenderness ratio, concrete strength, cover thickness, reinforcement ratios, exposed time to fire, and eccentricity on the ultimate capacity of fire-damaged column are theoretically observed. With the increase of slenderness ratio, similar tendency of relative strength reduction was observed between fire-damaged columns and columns at room temperature.
This study on the proposes a spalling mechanism based on the results of a fire resistance test of HSC(High Strength Concrete) considering important factors of spalling occurrence. The factors considered in this two-sided are fire resistance test to ISO 834 fire curve. In this study, explosive spalling phenomena in the specimens were investigation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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