화재시 하중재하에 따른 콘크리트의 열적특성에 관한 실험적 연구

• Published in: 한국화재소방학회 논문지 Vol. 23; no. 6; pp. 66 - 74
• Main Authors: 김형준(Kim, Hyung-Jun), 김흥열(Kim, Heung-Youl), 박경훈(Park, Kyung-Hun), 정재영(Jung, Jae-Young), 권기혁(Kwan, Ki-Hyuk)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국화재소방학회 30.12.2009
• Subjects: 안전공학; Spalling; Concrete; Load ratio; MHC fire; Fire damage range
• ISSN: 1738-7167; 2508-6804; 2765-088X

When a fire occurs, the concrete structure's strength decreases by the increasing temperature under the fire in certain condition of constant load. And, the ratio of the axial force is changed by such decreased strength so that the structure is deformed. In this research, considering such case, we have conducted an actual fire test for the concrete lining with constant loading condition and various fire conditions. The specimen adopts the shape condition for small practical specimen defined by the EFNARC and we used 24MPa, 40MPa and 50MPa to analyze the thermal properties by the strength. The ratio of loading is imposed by a certain loading condition based on 20% and 40% of the sectional stress in concrete and MHC Fire is selected to realize the thermal impact of the concrete by rapid increasing temperature. As the result of the experiment, in the same ratio of loading, the 50MPa specimen shows more cracks and spalling as time goes on. The area damaged by the fire, according to the functional criteria of the concrete lining under the fire in ITA, does not satisfy with the standard in lack of 50mm depth from the heating surface at total 200mm lining. 화재가 발생할 경우 터널 구조물은 일정하중 재하조건에서 화재로 인한 온도상승으로 인해 강도저하가 유발되며, 이러한 강도저하에 의해 축력비가 변화하게 되어 구조체에 변형이 발생하게 된다. 이에 본 연구에서는 일정하중 재하조건과 터널화재구현이 가능한 재하연동 가열로를 개발하여 콘크리트 라이닝의 화재 실증실험을 수행하였다. 실험체는 EFNARC에서 규정한 소규모 실물실험체 형상조건을 준용하였으며, 배합강도는 일반강도인 24MPa와 고강도인 40MPa 50MPa를 선정하여, 강도에 따른 열적특성을 분석하고자 하였다. 하중 재하비는 20%와 40%를 기준으로 가열시 일정재하조건을 부여하였으며, 터널화재곡선 중 가장 급격한 온도상승으로 인해 콘크리트의 열 충격효과가 구현될 수 있는 MHC Fire를 선정하여 가열실험을 수행하였다. 실험수행결과 동일한 하중비에서 고강도로 갈수록 균열이 증가되었으며, 폭렬은 고강도인 50MPa 실험체에서 발생하였다. ITA의 한계온도조건 콘크리트 라이닝의 성능기준에 따른 화재손상부위는 전체 200mm 라이닝에서 가열면으로부터 평균 50mm 깊이가 기준에 미 부합되는 것으로 도출되었다.