Color and Material Property Changes in Concrete Exposed to High Temperatures
Joongwon Lee, Kwang-Ho Choi, Kappyo Hong
Journal of Asian Architecture and Building Engineering
콘크리트 구조물이 화재와 같은 열에 노출되면, 중량, 압축강도, 탄성 등과 같은 재료 특성이 저하된다. 또한 이러한 노출은 균열, 박리(spalling) 및 색상 변화와 동반된다. 따라서 화재 이후 해당 구조물을 해체할지 또는 보강할지를 결정하기 위해서는 구조물의 정량적 손상 평가가 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 고온 노출 조건에서 콘크리트의 색상 변화가 중량 손실 및 압축강도 저하와 같은 재료 특성 변화와의 관계를 규명하기 위해, 재료 특성 변화와 함께 열 노출된 콘크리트의 색상 변화를 주요 매개변수로 고려하는 데 있다. 이를 위해 물-시멘트비가 서로 다른 콘크리트 시편을 제작하고, 전기로에서 목표 온도 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800°C로 가열하였다. 이후 분석을 위해 시편의 색상 변화, 중량 감소, 잔존 압축강도를 측정하였다. 실험 결과, 더 높은 온도에 노출된 콘크리트 시편에서 적색으로의 색상 변화는 중량 손실률 및 잔존 압축강도와 일관된 상관관계를 보였다. 이러한 결과는 콘크리트 재료에서 색조(hue) 값을 측정함으로써 그 재료 특성 변화의 평가가 가능함을 시사한다.
A Experimental Study on the Evaluation of Deteriorated Concrete Member Exposed One Side at High Temperature
Joong‐Won Lee, Kwang-Ho Choi, Kappyo Hong
Journal of the Korea Concrete Institute
화재를 겪은 콘크리트 구조물의 구조적 평가에서, 열화된 콘크리트의 깊이를 규명하는 일은 주요 문제 중 하나이다. 이러한 정보는 향후의 보수/보강 작업을 최적화하거나 가능한 철거 여부에 관한 의사결정에 특히 중요하다. 본 연구의 목적은 고온에 노출된 콘크리트의 손상 깊이를 평가하기 위한 기법을 제안하는 데 있다. 화재 하에서 부재로부터 채취한 코어의 손상 깊이를 평가하기 위해, 총 24개의 공시체를 제작하였으며 콘크리트 강도(20 MPa, 40 MPa, 60 MPa)와 가열 노출 조건(600 및 800에서 각각 2시간)을 변수로 설정하였다. 가열 후의 색상 변화 분석과 물 흡수량을 측정하였고, 쪼갬 인장 응력 시험을 수행하여 공시체의 깊이에 따른 잔존 압축강도에 대한 잔존 응력 저항성을 평가하였다. 그 결과, 가열 면으로부터 더 깊은 위치일수록 물 흡수율은 더 작아지고 잔존 응력비는 더 커지며, 가열된 면의 색은 적색으로 변화하는 것으로 나타났다. 이 기법을 화재 구조물의 손상 평가에 적용하여, 우리는 화재 하에서 부재의 손상 깊이를 평가하고 합리적인 보강 범위를 결정하였다.