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영어

This paper was to investigate the effect of cooling methods on residual compressive and tensile strengths of normal strength concrete (NSC) after they were exposed to various high temperature grades (300, 500, 800, 1000℃). Test results showed that cooling method has a significant effect on the residual compressive and tensile strength. Water cooling, which resulted in a significant thermal shock, caused a bit more severe deterioration in strength compared to furnace cooling. The thermal shock might lead to spalling in NSC. The residual compressive strength was decreased in the range of 0-57% of the original strength for water cooling and 27-76% for furnace cooling at 500℃. Mercury intrusion porosimetry tests were carried out to measure variation in the pore structure of concrete. Significant changes in the cumulative pore volume curves before and after high temperatures were observed. However, the porosity of concrete with cooling methods was not significant. Water cooling caused a denser microstructure than furnace cooling due in part to the re-hydration of the components, which resulted from the decomposition of hardened cement mortar in concrete at high temperature.

한국어

본 연구는 고온에 노출된 콘크리트의 잔존강도에 미치는 냉각방법의 영향을 실험적으로 평가한 것으로 화재로 인해 손상 받은 콘크리트구조물의 피해정도 파악과 이에 따른 보수 및 보강대책 수립을 위한 기초자료를 제공하고자 수행되었다. 시험결과, 수냉(water quenching)으로 냉각된 콘크리트의 압축강도 잔존률은 300℃에서 0.77, 500℃에서 0.57, 800℃에서 0(붕괴)으로 Eurocode에서 제시하고 있는 0.85, 0.60, 0.15 보다 낮았다. 가열온도 및 냉각방법에 따른 각 콘크리트의 잔존 쪼갬 인장강도는 압축강도 보다 큰 폭으로, 거의 일직선으로 감소하고 있어 그 손상정도가 심함을 알 수 있었고, 특히 물-시멘트비가 높을수록, 수냉으로 냉각될 경우 붕괴에 이르는 가열온도가 낮아져 콘크리트구조물의 내화설계시 이에 대한 주의가 요망된다. 서냉(furnace cooling)으로 냉각된 콘크리트의 전공극률은 가열 전 콘크리트에 비해 약 1.19배 증가되었지만, 수냉의 경우는 서냉 뿐 아니라 가열 전 콘크리트 보다 낮게 나타났으며, 이는 고온하에서 분해된 시멘트 수화물의 일부가 수분의 공급으로 재수화(re-hydration)됨에 기인된 결과로서 보다 치밀한 미세구조를 갖는 것으로 판단된다.