압축강도 및 함수율이 콘크리트의 폭렬에 미치는 영향

• 영문명: The Influence of Compressive Strength and Moisture Contents on Explosive Spalling of Concrete
• 발행기관: 한국화재소방학회
• 저자명: 김동준(Kim, Dong-Joon) 한병찬(Han, Byung-Chan) 이재영(Lee, Jae-Young) 하라다 카즈노리(Harada, Kazunori) 권영진(Kwon, Young-Jin)
• 간행물 정보: 『한국화재소방학회논문지』Vol.25 No.1, 42~49쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2011.02.28

국문 초록

화재와 같은 고온 환경에서 고강도화 된 콘크리트는 폭렬(Explosive Spalling)이 발생할 가능성이 있으며, 이러한 폭렬의 원인으로는 콘크리트 내부의 수증기압이 가장 큰 원인으로 제기되고 있다. 본 논문은 콘크리트의 압축강도 및 함수율이 초기 폭렬특성에 미치는 영향을 실험적으로 규명하는 것을 목적으로 하였다. 실험변수는 양생방법, 압축강도, 함수율로 설정하였으며, KS F 2257 화재온도이력곡선을 15분, 30분 적용하여 콘크리트의 초기 폭렬특성을 실험적으로 검토하였다. 그 결과 압축강도 함수율이 증가할수록 폭렬발생이 증대되는 경향이 나타났으며, 초기 15분 이내에서 대부분의 폭렬이 발생하는 것으로 나타났다. 또한 압축강도 및 함수율에 따른 폭렬발생영역을 분석하였으며, 압축강도 50~100MPa의 경우 함수율 3% 이하, 100MPa 이상의 경우는 1% 이하로 제어할 경우 폭렬현상이 발생하지 않을 것으로 판단되었다. 공극구조에 대한 분석 결과 고강도화 될수록 공극이 세공화됨으로써 탈수현상이 지연되었으며, 이러한 원인으로 인한 수분의 위상변화에 따른 폭렬압 증가는 고강도콘크리트의 심각한 폭렬에 대한 원인중 하나가 될 것으로 판단되었다.

영문 초록

In the high temperature situation like in a fire, the high strength of concrete (HSC) has extreme danger named explosive spalling. It is assumed that the major cause of explosive spalling is water vapour pressure inside concrete. This paper examines the effect of the compressive strength and the moisture content on the initial occurrence of explosive spalling. For the effective experiment of the initial explosive spalling, the curve of ISO834 temperature profile is applied on the basis of 15 minute and 30 minute. As a result, the more increase the compressive strength and the moisture content, the more increase the occurrence and phenomenon of explosive spalling. This paper analyzes the territory of explosive spalling depending the compressive strength and the moisture content. The explosive spalling is not examined in the case of the compressive strength 50~100 MPa and the moisture content below 3% and the compressive strength over 100 MPa and the moisture content below 1%. Also, due to the HSC, which makes it more difficult to transport vapour and moisture, very high vapour-pressure may occur close to the surface, there is a greater risk that HSC spalls compared with normal strength concrete (NSC).

키워드

Explosive spalling High strength concrete Cumulative pore volume Fire Moisture content