기출문제
- 2025년 135회 1교시 6번 : 고강도 콘크리트 폭렬현상
- 2024년 132회 4교시 1번 : 고강도 콘크리트의 폭렬 현상 중 폭렬에 미치는 영향인자와 폭렬 현상의 발생원인과 대책에 대하여 설명하시오.
- 2021년 124회 3교시 3번 : 고강도콘크리트의 폭렬현상 발생원인과 방지대책 및 내화성능관리 기준에 대하여 설명하시오.
- 2017년 112회 2교시 4번 : 콘크리트 구조물의 화재 시 발생하는 폭렬(爆裂)현상 및 방지대책을 설명하시오.
- 2014년 103회 1교시 4번 : 폭렬방생 메커니즘
- 2012년 97회 3교시 2번 : 고강도 콘크리트의 폭열현상 발생원인과 제어대책 및 내화성능관리기준에 대하여 설명하시오.
- 2009년 88회 3교시 6번 : 고강도 콘크리트의 제조방법 및 내화성을 증진시키기 위한 방안에 대하여 기술하시오
- 2009년 87회 1교시 7번 : 비(非)폭열성 콘크리트
- 2007년 83회 4교시 2번 : 고강도 콘크리트의 폭열 현상 및 방지대책에 대하여 설명하시오.
- 2007년 82회 3교시 6번 : 초고층 건축물에 사용되는 고강도콘크리트의 내화성을 증진시키는 방안에 대하여 기술하시오.
- 2006년 78회 4교시 1번 : 고강도콘크리트의 내화성을 증진시키기 위한 방안을 기술하시오.
- 2004년 74회 2교시 5번 : 콘크리트 구조물의 화재시 발생하는 폭열현상을 설명하고 그 방지대책을 기술하시오.
개요
- 고온에 노출된 콘크리트는 표면이 박리되거나 비산해서 단면결손이 발생하는데 이런 현상을 폭열현상이라 한다.
- 폭열현상은 콘크리트 내부의 수분이 고열에 의해 팽창한 수증기가 외부로 빠져나가지 못하여 발생한다.
- 특히, 고성능 콘크리트 및 고강도 콘크리트는 조직이 치밀하여 보통 콘크리트 보다 폭열현상 쉽게 발생한다.
※ 영문으로는 spalling failure 라고도 하고 KSC 14 20 33에서는 explosive fracture 라고도 표기합니다.
#spalling failure #explosive fracture
콘크리트의 화재피해
- 화학적 피해
- 100℃ 이상 : 자유공극수 방출
- 100 ~ 200℃ : 물리적 흡착수 방출(수화물 수축 시작)
- 300℃ 이상 : 화학적으로 변질
- 400℃ 이상 : 화학적 결합수 방출
- 500℃ 이상 : 수산화칼슘이 열분해되어 50%까지 강도저하
- 구조적 피해
- 철근을 직접적인 고온에 노출시키며 유효단면을 결손, 구조물 붕괴의 원인
폭열현상 Mechanism
화재발생 → 수증기압 상승 → 수증기압이 인장강도 초과 → 표면 박리 → 단면결손
폭열 원인요소
- 온도(고온)
- 화재의 강도가 클수록
- 화재의 지속시간이 길수록
- 공극의 크기
- 물시멘트비(W/C), 단위수량 낮은 경우
- 혼화재를 사용한 경우(특히 실리카 흄)
- 수분
- 콘크리트 함수율이 높은 경우
고강도 콘크리트 내화성능 기준
- 적용 부위 : 기둥, 보
- 적용 강도 : 50MPa 이상
- 내화 시간
시설구분 층수/높이(m) 기둥,보 일반,주거,산업시설 12/50초과
12/50이하
4/20이하3시간
2시간
1시간 - 주철근의 온도 : 평균 538℃, 최고 649℃ 이하로 확보하도록
내화성 증진방안
- 온도상승 저감 방법
- 내화 피복 : 단열 모르타르 바름, 내화뿜칠, 단열판 부착 등
- 내화 도료 : 화재시 불연성 기체의 방출과 동시에 체적이 50~100배 팽창
- 비산을 억제하는 방법
- Metal Lath 시공 : Metal Lath로 주철근 둘레에 시공
- 섬유 시트 바름 : 탄소섬유, 유리섬유 바름
- 내부 수증기압을 배출시키는 방법
- 섬유가 고온에서 녹아 콘크리트에 공극을 만들어 내부의 고압증기를 배출
- 유기 섬유 혼입
- 유기 섬유 분말 혼입
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연관문제
고강도 콘크리트 - 고성능 콘크리트 - 섬유보강 콘크리트
기타참고자료
Hybrid Fiber / 내화용폭렬방지섬유 (스틸화이버코리아)
참고문헌
- 고성능 콘크리트의 폭렬 현상과 대책에 관한 연구 동향 / 권영진 외 (국가과학기술정보센터 NDSL)
- 고성능 콘크리트 폭렬특성 및 대책 / 한천구, 한민철 (국가과학기술정보센터 NDSL)
- 고강도 콘크리트 기둥,보의 내화성능 관리기준 (국토해양부고시 제2008-334호)
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