Abstract
This paper investigates experimentally the fire resistance performance and spatting resistance of high performance reinforced concrete column member subjected to fire containing polypropylene fiber(PP fiber) and cellulose fiber(CL fiber). An increase in PP fiber and CL fiber contents, respectively resulted in a reduction of fluidity due to fiber ball effect. Air content is constant with m increase in fiber content. Compressive strength reached beyond 50 MPa. Based on fire resistance test, severe failure occurred with control concrete specimen, which caused exposure of reinforcing bar. No spall occurred with specimen containing PP fiber. This is due to the discharge of internal vapour pressure. Use of CL fiber superior to control concrete in the side of spatting resistance, localized failure at comer of specimen was observed. Corner of specimen had deeper neutralization than surface of specimen. Specimen containing PP fiber had the least damaged area due to spatting. Neutralization depth ranged between 6 and 8 mm Residual compressive strength of specimen containing PP fiber maintained 40%, which is larger than control concrete with 20% of residual strength. Specimen containing CL fiber had 25% or residual strength.
본 연구는 PP 및 CL 섬유 혼입량 변화에 따라 제작한 고성능 K 기둥부재를 대상으로 화재를 상정한 내화시험 후 폭열 방지 및 내화성능을 검토한 것으로, 그 실험결과를 요약하면 다음과 같다. 굳지않은 콘크리트의 특성으로, PP 및 CL섬유 혼입량 증가에 따른 유동성은 섬유의 엉킴현상 등에 의해 플레인보다 저하하였고, 공기량은 다소 증감의 차이는 있으나 모두 목표 공기량의 범위를 만족하였으며, 경화 콘크리트의 압축강도는 섬유 혼입량 변화에 따라 50 MPa 전후의 고강도로 나타났다. 내화시험 후 RC 기둥부재의 폭열특성으로, 섬유를 혼입하지 않은 플레인은 전체적으로 심한 파괴폭열이 발생하여 철근이 노출되었고, PP섬유를 혼입한 경우는 내부 수증기압의 효과적인 배출로 폭열이 방지되었으며, CL섬유는 플레인보다 폭열 방지효과는 있으나, 모서리 부분에서 일부 파괴폭열이 발생하였다. 또한, 내화시험 후 폭열깊이는 표면보다 모서리에서 더 깊게 나타났고, 폭열발생면적율은 폭열방지 성능과 관계하여 PP섬유를 혼입한 경우가 가장 양호하였으며, 중성화깊이는 $6{\sim}8mm$ 전후의 유사한 깊이로 나타났다. 내화시험 후 잔존 압축강도율은 PP섬유를 혼입한 경우 40% 전후로 플레인의 20% 보다 크게 나타났고, CL섬유를 혼입한 경우는 25% 전후로 플레인과 큰 차이가 없었다.
