Spalling Reduction Method of High-Strength Reinforced Concrete Columns Using Insulating Mortar

Suk-Hyeong, Yoo; Seo-Hyeong, Lim

Journal of Korean Institute of Fire Science and Engineering 2011;25(6):8-13.
Published online December 31, 2011.

단열모르타르를 이용한 고강도콘크리트 기둥의 폭렬저감 방안

유석형, 임서형

¹경남과학기술대학교 건축공학과²경남과학기술대학교 건축공학과

Spalling Reduction Method of High-Strength Reinforced Concrete Columns Using Insulating Mortar

Yoo Suk-Hyeong, Lim Seo-Hyeong

요약

고강도 콘크리트는 구조적인 장점에도 불구하고 화재 시 폭렬과 함께 취성적인 파괴를 나타내는 단점으로 인하여 실구조물에 적용 시 주의하여 사용하여야 한다. 신축되는 고강도 콘크리트구조물의 폭렬제어를 위하여 많은 연구가 진행되어 왔으나, 사용 중인 고강도콘크리트 구조물의 폭렬제어방안에 대한 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 사용 중인 고강도 콘크리트 구조물의 내화성능을 향상시키기 위한 내화 마감재로서 미세공극과 유기섬유를 활용한 공극구조의 개선으로 단열성을 확보한 신개념의 무기질 내화 모르타르를 개발하고자 한다. 잔골재 종류, PP섬유 혼입량 및 마감두께를 변수로 하는 내화모르타르에 대한 재료시험 및 실구조물에 대한 내화시험을 통하여 내화성능을 평가하였다. 재료시험결과 다공질의 경량골재를 사용한 모르타르의 열전도율은 일반 잔골재에 비하여 크게 낮아졌으며, 기둥부재 내화시험결과 경량 잔골재의 사용으로 내화시간이 20분, 마감두께를 10 mm에서 20 mm로 증가시킬 경우 10분 그리고 PP섬유를 0.6 % 혼입함으로써 4분 증가하였다.

Abstract

High Strength Concrete (HSC) has a disadvantage of the brittle failure under fire due to the spalling. The studies on spalling control method of new constructed HSC buildings were performed enough, but the studies on existing buildings are insufficient. The new inorganic refractory mortar is developed in this study. The insulating capacity is enhanced by using light weight fine aggregate and polypropylene (PP) fiber. In results of material test, the thermal conductivity of light weight fine aggregate get lower than general fine aggregate. And in results of column test, the fire resisting time is delayed 20 minutes by using light weight fine aggregate, 10 minutes by increasing finishing depth from 10 mm to 20 mm and 4 minutes by using 0.6 % PP fiber.

Key Words: Spalling, Fire resistance, High-strength concrete, Light weight fine aggregate, Polypropylene