하이브리드 섬유를 적용한 고강도 내화콘크리트의 단면크기에 따른 내화성능에 관한 실험적 연구

An Experimental Study on The Fire Resistance Performance of High Strength Concrete Column mixed Fiber-Cocktail in Standard Fire Condition

최근 고강도 콘크리트의 내화성능이 사회적 이슈로 부각되고 국토해양부에서 고강도 콘크리트의 내화성능 관리기준(안)이 고시되면서 국내에서도 고강도 콘크리트의 내화성능을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 유기질 섬유인 폴리프로필렌섬유(PP섬유)와 강섬유를 하이브리드한 Fiber Cocktail를 혼입한 고강도 내화콘크리트 개발을 위한 연구를 수행하였다. PP섬유는 <TEX>$160^{\circ}C$</TEX>의 온도에서 용융되어 콘크리트 내부에 미세한 통로를 형성하여 고강도 콘크리트 부재 내의 수증기압 및 공극압을 효과적으로 배출하여 고강도 콘크리트의 폭렬발생을 억제시키는 데 효과적이며, 강섬유는 PP섬유가 용융된 후의 고강도 콘크리트 부재의 균열 발생을 억제하며 외부로부터 침투하는 열기를 차단할 수 있다. 100MPa 고강도 콘크리트의 내화실험을 실시하여 최적단면 조건을 도출하기 위해 철근온도를 분석한 결과, 단면이 커질수록 철근온도는 점차 낮아지는 경향이 나타났으며 <TEX>$600{\times}600mm$</TEX>, <TEX>$800{\times}800mm$</TEX> 단면에서 내화성능을 확보할 수 있는 것으로 나타났으며, 이중 경제성을 고려할 경우 <TEX>$600{\times}600mm$</TEX> 단면이 최적단면으로 도출되었다. 또한 도출된 <TEX>$600{\times}600mm$</TEX> 단면에 대해서 철근의 온도를 분석한 결과 PP섬유 <TEX>$1.5kg/m^3$</TEX>와 강섬유 <TEX>$40kg/m^3$</TEX>를 배합한 Fiber Cocktail이 최적배합비로 나타났다.