섬유가 혼입된 혼합시멘트 콘크리트의 초고온에서의 폭렬특성 및 내화성능 평가
Evaluation of Spalling Characteristics and Fire Resistance Fiber-Entrained Mixed Cement Concrete at Ultra-High Temperatures
1
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 연구는 섬유가 혼입된 혼합시멘트 콘크리트의 초고온에서의 폭렬특성 및 내화성능을 평가하는 것이 목표이다. 이를 위해 FA계, Slag계 및 섬유 혼입량에 따른 각각의 배합을 상온, 150℃, 300℃, 600℃, 900℃의 온도로 가열한 후, 폭렬 형상, 압축강도 및 탄성계수를 측정 및평가하였다. 실험 결과, Slag계 시편보다 FA계 시편이 초고온 가열에서 표면손상이 상대적으로 많이 발생한 것으로 나타났으며, 초고온 가열즉 900℃에서 섬유를 혼입하지 않은 배합과 혼입한 배합의 차이가 발생하였는데, 그 결과 섬유를 혼입하지 않은 배합에서 약 5% 이상의 강도저하가 발생하였다. 또한 탄성계수 역시 압축강도와 동일한 현상이 나타났으며, 특히 압축강도가 감소하는 양에 비해 탄성계수의 감소 폭이 더큰 것으로 나타났다. 한편 가열온도에 따른 압축강도와 탄성계수의 추정식을 통계적으로 제안하였다
Abstract
The goal of this study is to evaluate the bursting characteristics and fire resistance performance of mixed cement concrete containing fibers at very high temperatures. For this purpose, FA-based, Slag-based, and each mix according to the amount of fiber mixed were heated to room temperature, 150°C, 300°C, 600°C, and 900°C, and then the burst shape, compressive strength, and elastic modulus were measured and evaluated. As a result of the experiment, it was found that relatively more surface damage occurred in FA-based specimens when heated at ultra-high temperatures than in slag-based specimens, and there was a difference between the mix without fibers and the mix with fibers when heated at ultra-high temperatures, that is, at 900°C. In the mix without fibers, a decrease in strength of more than 5% occurred. In addition, the elastic modulus also showed the same phenomenon as the compressive strength, and in particular, the decrease in elastic modulus was found to be greater than the amount of decrease in compressive strength. Meanwhile, estimation equations for compressive strength and elastic modulus according to heating temperature were statistically proposed.
참고문헌 (16)
- Abd Razak, S. N., "Fire performance of fly-ash-based geopolymer concrete: Effect of burning temperature on mechanical and microstructural properties", Materials Today : Proceedings, 66, pp.2665~2669 (2022)
- Amran, M., "Fire resistance of geopolymer concrete: A critical review", Construction and Building Materials, 324, pp.126722~ (2022)
- ASTM international, "Standard Test Methods for Fire Tests of Building Construction and Materials, ASTM E119-14", ~ (2014)
- 최정일, "폴리프로필렌 섬유 혼입량에 따른 초고성능 콘크리트의 내화 특성", 한국건설순환자원학회 논문집, 8(2), pp.212~218 (2020), 한국건설순환자원학회[DOI]
- Consolazio, G. R., "Measurement and prediction of pore pressures in saturated cement mortat subjected to radiant heating", ACI Materials Journal, 95(5), pp.525~536 (1998)
- 김민성, "폴리프로필렌 섬유를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 폭렬특성에 관한 연구", 한국건축시공학회지, 20(4), pp.305~311 (2020), 한국건축시공학회[DOI]
- 박경환, "터널의 내화성능 평가용 화재온도 곡선과 화재모델별 내화시간에 대한 고찰", 한국터널지하공간학회 논문집, 7(2), pp.71~82 (2005), 사단법인 한국터널지하공간학회
- 김승기, "복합섬유가 혼입된 고강도 콘크리트의 고온가열에 따른 성능 평가", 한국구조물진단유지관리공학회 논문집, 19(6), pp.63~71 (2015), 한국구조물진단유지관리공학회
- 권기석, "혼화재 종류에 따른 고강도 콘크리트의 내화성능 평가", 한국건축시공학회지, 15(6), pp.597~605 (2015), 한국건축시공학회[DOI]
- 이주하, "골재 및 섬유에 따른 초고강도 콘크리트의 내화성능평가", 한국방재학회논문집, 13(6), pp.91~97 (2013), 한국방재학회
- Long, W. J., "Hydration and microstructure of calcined hydrotalcite activated high-volume fly ash cementitious composite", Cement and Concrete Composites, 123, pp.104213~ (2021)
- National Fire Protection Association, "Standard Methods of Tests of Fire Resistance of Building Construction and Materials from ASTM E119-14", 4~299 (2006)
- Serrano, R., "Analysis of fire resistance of concrete with polypropylene or steel fibers", Construction and Building Materials, 122, pp.302~309 (2016)
- Song, C., "Fire resistance tests on polypropylene-fiber-reinforced prestressed concrete box bridge girders", Engineering Structures, 282, pp.115800~ (2023)
- Razak, S. N. A., "Effect of fire flame exposure on basalt and carbon fiber-reinforced concrete", ICCOEE2020: Proceedings of the 6th International Conference on Civil, Offshore and Environmental Engineering, pp.573~579 (2021)
- Yang, H. H., "An Evaluation of Fire Resistance and Mock-up Test of the Alumino-Silicate Ceramic Panel", Korea Concrete Institute, 22(2), pp.181~182 (2010), Korea