PURPOSES : When fire event occurs in tunnel the reinforced concrete is exposed to very high temperature at a very short time period. This study investigates the tensile behavior of steel rebar that experienced high temperature. METHODS : The steel rebar was exposed to 200, 400, 600, and 800℃ following the ISO 834 temperature-time fire curve. Hightemperature- exposed steel rebars were tested using the UTM for their yielding and tensile strengths, and elongation rate. RESULTS : Up to an exposure temperature of 600℃, the tensile properties of the rebar did not vary considerably. However, at 800℃ (which corresponds to a temperature rise time of approximately 22 min), the rebar lost its yielding and tensile strength by approximately 27 and 13%, respectively, compared to the control specimen. Further, the elongation rate increased after exposure to 600℃. The above fundamental tensile test results can be a good reference for future guidelines in the repair manual for tunnels after severe fire events. CONCLUSIONS : When steel rebar experiences high temperatures of 800℃, the yield strength of the rebar reduces approximately 27%. This strength reduction can cause severe structural damage to tunnels that use reinforced concrete as the primary structural elements.

「시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법」에 의거하여 정밀안전진단을 실시하는 시설물은 「시설물의 안전 및 유지관리 실시 세부지침」(이하 “세부지침”)에 의거 안정성 평가 및 손상에 대한 상태평가를 수행하고 있다. 그러나 철근노출이 발생하고 손상이 장기화 된 시설물의 철근부식을 고려한 안정성 검토가 미흡한 실정이다. 이에 따라, RC 구조물에 콘크리트 철근노출의 공용년수를 고려하여 구조안전성을 수행하고 상태등급을 산정하였다.

본 연구는 시멘트 모르타르속에 매입된 철근주위가 건조될 때 불안정한 전류분포의 영향을 측정하고, 교류 임피던스 특성변화에 대한 영향을 고찰하는 것을 목적으로 한다. 건조과정중 철근의 전기화학적 반응을 측정하기 위해, 두 개의 철근이 매입된 3개의 시멘트 모르타르가 실험을 위해 준비되었다. 주요 변수는 20mm 모르타르 두께를 동일하게 가지도록 하여, 두 철근사이의 간격이 10, 20과 30mm가 되도록 하였다. 해양환경에서 콘크리트 구조물속의 철근 부식속도를 가정하기 위해서, 3개의 모르타르 시험체는 15 사이클의 침지-건조환경(해수에서 24시간 침지와 48시간 실온 건조)에 노출되었다. 부식전위의 변화는 건조중에 용존산소의 확산속도 증가로 인해 귀한 방향으로 이동하는 것이 관찰되었다. 침지-건조환경에서 교류 임피던스는 100kHz에서 1mHz까지 측정되었다. 철근과 모르타르사이의 계면상태를 설명하기 위해 이론적 모델이 제안되었으며, 그것은 용액저항, 전하이동저항과 CPE로 구성된 등가회로를 사용하였다. 철근의 부식이 진행됨에 따라, 저주파수 영역에서 확산 임피던스가 나타났다. 침지-건조 환경중 건조과정에서 이송차가 45o에 가까워지는 현상으로써 전류분포가 불균일해지 는 경향을 보였다.

In this research, the investigation of the temperature condition of reinforcing bars under laboratory temperature and outside temperature conditions in the insulation curing method of Korean-Chinese concrete bubble sheet to examine the suitability of the bubble sheet curing method. As a result, the heat of hydration of the concrete on the wall part affects the exposed reinforcing bars to delay the temperature drop at the part where the bubble sheet is not laid

In this research, the investigation of the temperature condition of reinforcing bars under laboratory temperature and outside temperature conditions in the insulation curing method of Korean-Chinese concrete bubble sheet to examine the suitability of the bubble sheet curing method. As a result, the heat of hydration of the concrete on the wall part affects the exposed reinforcing bars to delay the temperature drop at the part where the bubble sheet is not laid.

본 논문은 철근콘크리트 구조물이 화재를 입었을 경우의 최고 노출 온도 예측 및 화재손상 분석을 위하여 콘크리트 시험체에 대한 기기 분석적 고찰을 실시하였다. 시차열분석 결과, 200℃까지는 모세관수 및 겔수의 증발로 인한 강한 흡열피크가 일어났으며, 520℃정도에서 수산화칼슘 (Ca(OH)2)의 분해로 인해 흡열피크가 생성되었고, 흡열 반응으로 인해 시료의 중량이 크게 감소되었다. 720℃정도에서 칼사이트 (CaCO3)의 분해로 인해 또 한번의 강한 흡열반응이 발생한 것을 알 수 있었다. 또한 X-선 회절분석 결과, 400℃까지는 Ca(OH)2가 존재하지만 600℃이상부터는 CH성분은 거의 소멸되고 CaO의 성분이 나타났으며, 온도가 높을수록 생성량이 증가하였다. 이것은 화재 시 콘크리트의 온도가 증가될수록 Ca(OH)2과 CaCO3가 분해되어 CaO로 변환되기 때문이며, Ca(OH)2와 CaCO3가 완전히 분해되어 피크가 없어지고 대신 CaO의 피크가 크게 형성되는 온도 범위를 약 700~800℃로 추정할 수 있다. 주사형 전자현미경 분석 결과, 고열에 의해 콘크리트를 구성하고 있는 시멘트 반응생성물에서 결합수 및 겔수의 탈수로 인해 콘크리트의 수축이 발생함으로써 미세한 균열이 전반적으로 심하게 발생되는 것을 볼 수 있다. 이를 통해 보통 콘크리트가 열을 받으면 300℃부터 미세균열이 발생되어 500℃에서는 상당히 심하게 균열이 발생되는 것을 알 수 있다.

일반적으로 철근콘크리트 건축물은 외부의 기후에 노출되어 있어 겨울에서 이른 봄까지 동결과 융해의 반복적인 작용에 영향을 받는다. 이러한 동결융해 작용은 콘크리트의 균열을 발생시키거나 콘크리트 표면의 박리를 일으켜 내구성 저하의 원인이 된다. 본 연구에서는 철근콘크리트 보의 동결융해 노출에 따른 휨 거동특성의 평가를 위해 주근비와 동결융해 사이클을 변수로 하였다. -18~4℃의 온도범위에서 150 및 300 사이클의 동결융해에 노출시킨 실험체를 비롯하여 14개의 축소모형 실험체를 제작, 단조 및 반복하중 하에서 실험을 실시하였다. 실험결과를 통해 동결융해에 노출되어있는 철근콘크리트 보의 휨 거동특성을 평가하는데 기초적인 자료를 제시하고자 하였다

건축물의 보수․보강 시 섬유보강 폴리머를 이용한 부착공법을 이용한 보수․보강이 행해지고 있으며, 특히 CFRP(carbon fiber reinforced polymer)는 이러한 RC 구조부재의 보강재로 널리 활용되고 있다. 그러나 외부 환경적 요인에 의해 열화되는 즉, 동결융해 환경이 RC 보에서의 CFRP 보강성능에 미치는 영향에 관한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 AE 기법을 통해 CFRP와 RC 부재 내부의 손상진전에 따라 발생하는 AE 신호를 계측함으로써 CFRP로 보강 후 동결융해에 의해 열화된 RC 구조물의 파괴기구 규명을 위한 기초자료를 마련하고자 한다.