재유화형 폴리머를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 내화성능 평가 :Evaluation of Fire Resistance Performance of Polymer-Modified Mortars Using Re-dispersible Polymer Powder

장건영

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자료유형: 학위논문

저자정보: 장건영 (대진대학교, 대진대학교 대학원)

지도교수: 류동우

발행연도: 2018

저작권: 대진대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수3

이 논문의 연구 히스토리 (5)

2019

고온에 노출된 재유화형 폴리머를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 잔존 부착강도 특성

장건영 , 류동우 콘크리트학회 논문집 2019.08 학술저널

재유화형 폴리머를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 내화특성

장건영 , 류동우 대한건축학회 논문집 - 구조계 2019.03 학술저널

2018

재유화형 폴리머를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 기초적 특성

장건영 , 류동우 대한건축학회 논문집 - 구조계 2018.11 학술저널

재유화형 폴리머를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 내화성능 평가

장건영 , 류동우 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 2018.11 학술대회자료

재유화형 폴리머를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 내화성능 평가

장건영 건축공학과 2018.01 학위논문

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우리나라는 최근 5년간 매년 평균 약 43,000건의 화재가 발생하며 이중 건축물 화재는 25,000건 이상으로 약 60%이상을 차지하고 있다. 또한, 화재 발생 건축물의 50%이상이 철근콘크리트조이며, 주거 및 산업시설 건축물의 화재가 가장 높은 비중을 차지하고 있다. 특히, 화염이 천장으로 전파될 경우 가연성 가스와 공기가 혼합되어 단시간에 최고온도 1000℃ 이상에 도달하는 플래시오버(Flash-over) 현상으로 인해 급속도로 화재가 확산되며, 이는 구조물에 치명적인 영향을 준다.
일반적으로 콘크리트는 우수한 강도, 내구성 및 경제성 등의 장점으로 인하여 현재 대다수 건축물의 주요 구조부재를 이루고 있으며, 낮은 열전도율, 열확산계수로 인하여 국내의 내화구조에 관한 법률에 따라 내화재료로 분류되어 사용되어지고 있다.
그러나 화재 발생 시 콘크리트 구조물은 500℃ 이상의 고온에 장시간 노출될 경우 부재강도(기둥·보·바닥·벽)의 저하 및 주근의 좌굴, 콘크리트의 폭렬 등에 의한 부재의 변형이 발생하여 구조안전성이 현격히 저하된다. 이에 따라 화재발생 시 예비조사, 1차 간편 조사(육안관찰), 2차 정밀 조사(정량분석)를 통하여 콘크리트 구조부재의 화재피해 정도를 평가하여야 하며, 이러한 화재피해 진단 결과는 건축물의 재사용 가부 판단 및 재사용을 할 경우 보수·보강 방법의 검토, 선정에 기초자료가 되기 때문에 부재내부의 콘크리트나 철근의 깊이별 수열 온도를 추정해서 각 부재의 화재등급을 정확히 진단하는 것이 매우 중요하다.
화재피해를 입은 건축물의 보수·보강은 크게 「회복목표의 설정」, 「보수·보강 범위의 설정」, 「보수·보강공법의 선정」의 과정으로 이루어지며, 회복목표의 설정에 있어 구조안전성과 내화성의 경우 화재피해 손상의 정도에 관계없이 설계 시의 설계조건을 만족하는 것을 표준으로 하고 있다. 특히 내화성의 경우 반드시 전부의 보수재료에 내화성을 요구할 필요는 없지만 현재 철근의 내화피복 역할을 담당하는 피복콘크리트의 보수재료로써 수지계의 재료를 이용한 것이 많기 때문에 콘크리트 이외의 재료를 이용한 경우는 보수재료의 내화성능을 콘크리트와의 일체성도 포함해서 확인할 필요가 있다.
따라서 본 연구에서는 대표적인 단면복구 보수재료로 사용되는 폴리머 시멘트 모르타르의 내화성능을 평가하였으며, 콘크리트와의 일체성을 고려한 잔존 부착강도를 측정하였다.

For the past 5 years, an annual average of 43,000 fire accidents have occurred in Korea, and building fire was 25,000 cases, accounting for more than 60%. More than 50% of buildings on fire were made of reinforced concrete structure, and fire accidents of residential and industrial facilities take up the highest ratio. In particular, when flame spreads to the ceiling, inflammable gas and air mix together, and fire spreads rapidly due to a flash-over phenomenon which reaches a high temperature of 1000℃ or more in the shortest time, inflicting great damage to building structures.
In general, concrete is being used as a major structural member of most buildings, and due to its low thermal conductivity and thermal diffusion coefficient, it is classified as a fire-resistant material in accordance with the fireproof-related laws in Korea.
However, if a concrete structure is exposed to a high temperature of 500℃ or more during a fire accident, the deformation of structures occurs due to the weakening of structures (columns, beams, floors, walls), the buckling of the main bar and th explosive fracture of concrete, and this drastically decreases structural safety. Accordingly, when a fire accident occurs, a preliminary investigation, primary simple investigation (examination with the naked eye) and secondary detailed investigation (quantitative analysis) are conducted to evaluate the degree of fire damage of concrete structural member. The results of such fire damage diagnosis are used as a basic data in determining the reuse of a building and in reviewing and selecting a repair and reinforcement method in the case of reuse, so it is very important to diagnose the grade of fire damage of each structure by estimating hydrothermal temperatures by the depth of concrete or steel within the structure.
The repair and reinforcement of a building damaged by fire consist largely of the process of 「the setting of a recovery goal」, 「the setting of repair & reinforcement scope」, and 「the setting of repair & reinforcement processing」. In setting a recovery goal, the level of structural safety and fire resistance should satisfy the condition of the original design regardless of the level of fire damage, In particular, the standard of fire resistance is not required for the entire repair materials, but nowadays, resin agent is popularly used as a repair material for cover concrete which works as fire resistance covering for steel, so if other materials are used instead of concrete, the fire resistance performance of repair materials, including unity with concrete, should be checked as well.
In this study, the fire resistance performance of polymer cement mortars which are used as a representative repair material for section restoration, is evaluated and residual bond strength is measured by considering unity with concrete.

#폴리머 시멘트 모르타르 #재유화형 #내화

제 1 장 서 론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.2 연구 범위 및 방법 4
제 2 장 이론적 고찰 6
2.1 화재의 성상 6
2.2 화재피해를 입은 콘크리트의 특성 11
2.2.1 물리·역학적 특성 11
2.2.2 화학적 특성 27
2.2.3 고강도 콘크리트의 폭렬현상 35
2.3 화재피해를 입은 콘크리트 구조물의 보수·보강 45
2.3.1 화재피해의 조사 46
2.3.1 화재피해의 진단 50
2.3.3 화재피해 등급에 따른 보수·보강 52
2.4 재유화형 폴리머를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 특성 59
2.4.1 시멘트 혼입용 폴리머의 종류 및 특성 60
2.4.2 폴리머 시멘트 모르타르의 경화 메커니즘 65
2.5 잔존 부착강도 측정 방법 68
제 3 장 재유화형 폴리머를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 기초 물성 평가 79
3.1 실험개요 79
3.2 실험방법 80
3.2.1 사용재료 및 배합 80
3.2.2 실험방법 85
3.3 실험결과 및 분석 90
3.3.1 굳지 않은 모르타르의 물성평가 90
3.3.2 경화된 모르타르의 물성평가 95
3.4 소 결 115
제 4 장 재유화형 폴리머를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 내화성능 평가 118
4.1 실험개요 118
4.1.1 사용재료 및 배합 118
4.2 실험방법 123
4.2.1 온도별 전기로 가열 실험 123
4.2.2 폴리머 시멘트 모르타르의 내화성능 평가항목 및 시험기준 126
4.3 실험결과 및 분석 135
4.3.1 육안관찰 135
4.3.2 폭렬성상 분석 148
4.3.3 질량 감소율 158
4.3.4 잔존 압축강도 160
4.3.5 잔존 휨강도 162
4.3.6 잔존 부착강도 165
4.3.7 미세구조분석(SEM, X-RD) 177
4.4 소 결 212
제 5 장 결 론 215
참고문헌 217
Abstract 226

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