알칼리 회복제 침지 및 재양생이 고온수열 고강도 콘크리트의 역학 및 미시적 특성에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

고온수열에 의해 열화된 고강도 콘크리트는 미세균열, 중성화 등으로 강도 및 내구성 열화가 발생될 수밖에 없고, 향후 이로 인한 보강철근의 부식 및 수명저하 등이 예상된다. 하지만, 이러한 고온수열로 열화된 고강도 콘크리트의 강도 및 내구성회복과 연관한 연구는 매우 드문 실정이다. 특히, 기존 중성화된 콘크리트의 알칼리회복제(Alkali Recovery Agent, 이하 ARA)를 사용하여 콘크리트의 알칼리성을 재부여하고 철근부식을 방지하는 기술들이 실용화되고 있는 상황이다. 따라서 이러한 ARA를 고온수열로 중성화된 고강도 콘크리트에 활용시 제반 물리적, 역학적 특성의 변화가 기대되나, 아직까지 이와 연관된 연구가 미흡한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 고온수열을 받은 고강도 콘크리트의 성능 회복을 위하여 ARA 종류 및 화재후 재양생 방법을 변화시켜 이들이 수열온도 단계별 고강도 콘크리트의 압축강도, 탄성특성 그리고 미세구조에 미치는 영향을 고찰하고자 한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper is to investigate experimentally the effect of alkali recovery agents and post fire curing methods on mechanical properties and micro-structures of the high strength concrete subjected to elevated temperature. High strength concrete with 60 MPa was fabricated and exposed to 300, 600 and 900℃ after 28 days. Three different types of alkali recovery agents(ARA) including solium silicate and lithium silicate were applied, and water and air curing were also adopted for post fire curing after 28 days since fire test. Compressive strength, strain-stress relationship, SEM, Porosity by MIP and XRD were measured before and after fire test. Test results indicate that applying of ARA and post curing resulted in the increase of residual strength and modulus of elasticity under 300℃ compared with those without ARA and post curing after heated, while compressive strength and modulus of elasticity of ARA applied concrete at above 600℃ was lower those before fire test. Concrete applying modified sodium silicate based ARA(NS-Top) shows most favorable performance in strength recovery. According to SEM and porosity observation, applying ARA helps the concrete regain an alkalinity and thus, small pores below 0.1 ㎛ were increased remarkably while large pores were decreased compared to the concrete with no ARA.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• 1. 서론
• 2. 실험계획 및 방법
• 2.1 실험계획
• 2.2 사용재료
• 2.3 실험방법
• 3. 실험결과 및 분석
• 3.1 수열 전후의 압축강도
• 3.2 수열 및 보수 전후의 응력-변형
• 3.3 수열전후의 탄성계수
• 3.4 수열전후의 SEM 이미지
• 3.5 수열전후의 세공구조
• 3.6 수열전후의 XRD 분석
• 4. 결론
• REFERENCES

참고문헌 (Reference)

• 1 권영진, "화재피해를 입은 콘크리트의 공학적 특성에 관한 실험적 연구" 대한건축학회 21 (21): 107-114, 2005
• 2 김흥열, "고온 영역에서 강도영역별 콘크리트의 역학적 특성에 관한 실험적 연구" 대한건축학회 21 (21): 55-66, 2005
• 3 Poon Chi-Sun, "Strength and Durability Recovery of Fire-Damaged Concrete After Post Fire-Curing" 31 : 1312-1320, 2001
• 4 Schneider U, "Properties of Materials at High Temperatures Concrete" University of Kassel 1-23, 1994
• 5 YoungIl Chemical, "Product Introduction"
• 6 Furumura F, "Mechanical Properties of High Strength Concrete at High Temperatures" 237-240, 1995
• 7 Noumowe AN, "High Temperature Effect on High Performance Concrete (70-600℃) Strength and Porosity" 145 : 157-165, 1994
• 8 Hammer TA, "High Strength Concrete Phase-Compressive Strength and E-Modulus at Elevated Temperature, SP6 Fire Resistance" 20-25, 1995
• 9 Yan Xiong, "Experimental Study on Compressive Strength Recovery Effect of Fire Damaged High Strength Concrete after Realkalisation Treatment" 2 : 476-481, 2016
• 10 Lee Chin-Yong, "Evaluation of Alkali Recovery Agents" 637-640, 2006