ISO 7203-2의 고팽창포 표준 발포기를 이용하여 포수용액을 5기압에서 6리터로 방사하면서 풍량, 스크린 매쉬, 포수용액의 농도 및 소금물의 농도 등 외적 요인에 의한 발포 특성을 살펴보았다. 연구결과 풍량이 증가할수록 발포배율이 증가하는 경향을 보였으며 표준발포용 스크린이 평직 철망에 비해 발포배율이 높았다. 포수용액의 농도 증가에 따라 발포 배율과 환원시간이 긴 안정성이 좋은 포를 발생하였으며 소금물의 농도가 증가하는 경우는 발포 배율과 환원시간 모두 감소하는 경향을 나타내었다.
In order to evaluate the performance of fire-fighting agents used to protect structures from heat and fire damages, the thermal characteristics of fire-protection foams are experimentally investigated. The current research focuses on the destruction of a fire-fighting foam subjected to heat radiation. A simple repeatable test for fire-protection foams subjected to fire radiation is developed. This test involves foam generation equipment, a fire source for heat generation, repeatable test procedures, and data acquisition techniques. Results of the experimental procedure indicated that each thermocouple within the foam responded in a similar manner and gradually to a temperature of $15^{\circ}C{\sim}20^{\circ}C$. At this point, each trace generally rises to a temperature of approximately $90^{\circ}C$. The temperature gradient in the foam as time passes increases with increased foam expansion ratio. In addition, it is determined that the temperature gradient along the foam for depth decreases with increased foam expansion ratio.
WooJin Han;Jong-Sub Lee;Thomas H.-K. Kang;Jongchan Kim
Computers and Concrete
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제33권4호
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pp.471-479
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2024
In urban areas, appropriate backfilling design is necessary to prevent surface subsidence and subsurface cavities after excavation. Expandable foam grout (EFG), a mixture of cement, water, and an admixture, can be used for cavity filling because of its high flowability and volume expansion. EFG volume expansion induces a porous structure that can be quantified by the entrapped air content. This study observed the unit weight variations in the EFG before and after expansion depending on the various admixture-cement and water-cement ratios. Subsequently, the air content before and after expansion and the gravimetric expansion ratios were estimated from the measured unit weights. The air content before expansion linearly increased with an increase in the admixture-cement ratio, resulting in a decrease in the unit weight. The air content after the expansion and the expansion ratio increased nonlinearly, and the curves stabilized at a relatively high admixture-cement ratio. In particular, a reduced water-cement ratio limits the air content generation and expansion ratio, primarily because of the short setting time, even at a high admixture-cement ratio. Based on the results, the relationship between the maximum expansion ratio of EFG and the mixture ingredients (water-cement and admixture-cement ratios) was introduced.
A characteristic of discharge for a foam spray nozzle with various parameters was investigated. The discharge patterns from a fire foam spray nozzle are important to evenly spray over a maximum possible floor area. Two parameters of a foam spray nozzle were chosen, and compared with those from the standard one. Also, in order to evaluate the performance of discharged foam agents used to protect structures from heat and fire damages, the thermal characteristics of fire-protection foams were experimentally investigated. A simple repeatable test for fire-protection foams subjected to fire radiation was developed. This test involves foam generation equipment, a fire source for heat generation, and data acquisition techniques. Results show that the bubble size of foam is increased by large inside diameter of orifice or closed air hole, but phenomenon of discharge angle and expansion ratio is opposite. For the case of the open air hole, liquid film of a circular cone discharges with formation, growth, split and fine grain. In case of the closed air hole, a pillar of foam solution discharges with that. Though the temperature gradient in the foam increases with increased foam expansion ratio. it is not change with increased intensity of heat flux.
연구목적 : 포소화설비에 사용되는 중발포 소화약제는 기류에 영향이 적어 방출거리를 유지 할 수 있을뿐만 아니라 소화약제도 효율적으로 사용 할 수 있기 때문에 중발포기를 이용하여 발포배율 및 소화성능을 실험으로 밝히고자 한다. 연구방법 : 본 연구를 위해 중발포 시험장치를 제작하여, 합성계면활성 제포를 대상으 로 유류화재(B급) 소화성능 및 발포배율 분석과 포소화약제 소모량을 측정하고 분석하였다. 연구결과: 중발포기로 발포배율을 측정한 결과 팽창율이 26.1배의 중발포 배율로 나타났으며, 유류화재 20단위 소화모형 실험결과 소화시간이 고발포 및 저발포 보다 빠르게 나타나, 수동식설비인 호스릴 또는 중발포기 적용이 가능할 것으로 본다. 결론: 본 연구를 통해 중발포 포소화약제 발포성능 및 소화성능이 우수하게 나타나는 점을 고려하여 중발포 소화약제를 활용한 호스릴 또는 중발포기의 기술기준 도입이 필요하다.
화재시 진화와 건물 보호에 이용되는 소화용 폼의 성능을 평가하기 위해 폼의 열적 특성을 실험적으로 연구하였다. 본 논문은 열복사에 노출된 소방용 폼의 소멸에 대한 연구이다. 화재시 노출된 소화용 폼의 특성을 조사하기 위한 간단하고 반복적인 실험이 가능한 실험장치를 제작하였다. 실험장치는 폼 생성장치, 복사열 발생장치, 데이터 획득장치로 구성하였다. 실험을 수행한 결과, 폼 내부 온도는 15℃~20℃까지는 유사한 양상을 보이다가 약 90℃까지 급격히 상승하였다. 시간경과에 따른 폼 내부의 온도 기울기는 비체적이 커짐에 따라 증가하였다. 또한 폼 깊이에 따른 온도 기울기는 폼 비체적이 커짐에 따라 감소하였다.
Foam extinguishing agent is widely used for extinguishing combustible liquid fires. Compared to other foam type extinguishing agents, protein foam has relatively low cost and low toxicity and produces stable foam blanket which is excellent in heat resistance and sealability, despite it has weak fluidity. Therefore the study investigated foaming characteristics followed by various factors affecting the fluidity of the protein foam extinguishing agent. The extinguishing characteristics differentiated by the changes in fluidity were also experimented. Foaming performance was compared by measuring the expansion ratio and the 25% drainage time. Moreover, the 25% drainage time and the extinguishing time was compared. The results showed that the 25% drainage time and the expansion ratio were increased as the pressure of nozzle and the concentration of hydrolyzed protein liquid enlarged. However the foaming and extinguishing performance were not improved when the condition exceeded certain level of pressure and concentration. The fastest fire extinguishing condition was the nozzle pressure 4bar with the 85wt.% of concentration of hydrolyzed protein liquid.
포 소화약제는 물보다 비중이 가벼운 액체 가연물 또는 입체면이 많은 건물에서 포 수용액을 팽창 발포시켜 대상물을 덮어 씌우거나 봉쇄해서 질식소화 시킬 수 있다. 포 소화약제로 소화성능이 탁월한 수성막포(AFFF) 소화약제를 노즐에 의해 공기와의 혼합으로 포를 형성하는 기존의 방법과 다른 방법으로 본 연구에서 는 Halon 1301 및 Halon 대체 소화약제를 기포제로 사용하여 소화성능과 팽창비를 향상시킨 소화약제를 개발하게 되었다. 개발한 Halon 1301과 Halon대체 소화약제를 기포제로 사용한 수성막포 소화약제는 적은 양의 수성막포 수용액으로 많은 양의 포를 형성하므로 휴대용 포 소화기 또는 포 소화설비 등에 유용하게 사용할 수 있다.
EPB TBM 굴진 중 다양한 지반 조건에서 적절한 양의 폼(Foam), 폴리머(Polymer) 등 첨가제의 주입은 TBM 공사의 안정성은 물론 굴진 성능을 결정하는 중요한 요소이다. 국외에서는 90년대부터 최근까지 EPB TBM 공법을 토사 지반에 적용할 때 최적의 첨가제 주입에 대한 연구가 활발하게 이루어졌으나 국내에서는 이와 관련된 연구가 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 굴착토 컨디셔닝에 가장 널리 사용되는 폼을 첨가제로 선정하고 폼 주입에 따른 토사 지반에서의 TBM 굴진 성능 변화를 일련의 실내 굴진 시험을 통해 파악하였다. 굴진 시험은 인공 사질토 지반을 동일 다짐 조건으로 조성하고 폼의 주입량과 상태를 나타내는 변수인 FIR (Foam Injection Ratio), FER (Foam Expansion Ratio), $C_f$ (Surfactant Concentration) 값을 변화시켜가며 수행되었으며, 각 시험에서 굴진 중 측정된 토크 값을 측정하였다. 또한 굴진 시험 후, 배토된 흙의 슬럼프 값을 비교하여 컨디셔닝 된 시료의 워커빌리티(workability)를 평가하였으며, 블레이드에 설치된 알루미늄 커터의 무게 변화를 측정하여 컨디셔닝 조건에 따른 동일 위치에서의 커터 마모량을 비교하였다. 최종적으로 측정된 토크, 슬럼프 값, 마모량 결과의 비교를 통해 본 연구에서 적용된 인공 사질토 지반에서 최적 TBM 굴진을 위한 폼 주입비를 도출하였다. 연구 결과를 통해 지반 조건에 따라 다른 최적의 TBM 굴진 성능을 확보하기 위해서는 장비 부하, 기계 마모, 워커빌리티 확보에 대하여 적정 수준을 만족하는 폼 주입 조건이 존재하고 이에 대응하기 위한 사전 폼 주입 설계가 필요한 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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