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최근 구조물의 초고층화 추세에 따라 고강도 콘크리트의 사용이 증대되고 있다. 그러나 고강도 콘크리트는 고온에서 부재 표면이 박리 및 탈락하는 폭렬 현상이 발생하는 등 화재안전성이 저하되는 단점이 있는 것으로 보고되고 있다. 이에 고강도 콘크리트의 내화성능 및 잔존내력을 확보하기 위한 방안으로, 탄소저감형 재료(고로슬래그, 제올라이트 등)로 구성된 영구거푸집의 단열성능에 의해 내화성능을 확보할 수 있는 영구거푸집 겸용 내화시스템 기술을 개발하고 있다. 본 기술은 영구거푸집의 단열효과에 의해 화재 발생 시 콘크리트로의 열전달을 적극적으로 차단하여 폭렬을 제어하는 손상저감형 기술로서, 화재 발생 후에도 잔존내력 손실을 최소화하여 구조안전성을 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 영구거푸집을 적용한 80MPa 고강도 콘크리트 기둥부재 내화성능평가를 통하여 영구거푸집 겸용 내화시스템의 내화성능을 검증하였다. 공인인증 기관인 한국건설기술연구원에서 KS 2257-7에 의거하여 수행되었으며, Fig. 1과 같이 20mm 영구거푸집을 이용한 600×600×1,500mm 기둥부재를 제작하여 ISO 834-1 표준시간-가열온도 곡선에 따라 3시간 비재하 가열실험을 실시하였다. 80MPa 내화시스템 내화성능평가 결과, 주철근의 평균온도 및 최고온도는 각각 195도, 476도이며, Fig. 2와 같다. 국토해양부 고시에서 제안하고 있는 내화구조 성능기준 538도, 649도를 모두 만족하였다. 또한 내화성능평가 전후 실험체 형상을 비교･분석한 결과, 내화시험 65분 경과시점에서 미세한 폭렬로 인해 영구거푸집의 부분 탈락이 발생하였으나, 내부 콘크리트의 균열 및 파손정도는 매우 미미한 수준으로 내부 콘크리트 및 철근의 구조적 성능에는 큰 문제가 없을 것으로 사료된다. 영구거푸집을 적용한 80MPa 콘크리트 기둥부재의 내화성능을 평가한 결과, 내화성능 및 단열성능이 우수한 영구거푸집이 외부 고온이 콘크리트 내부로 전달되는 것을 차단함으로 주철근 및 콘크리트의 온도상승을 제어 가능하였으며. 이에 80MPa급 고강도 콘크리트 기둥부재에 대한 화재안전성을 충분히 확보하는 것으로 판단된다.
