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Fire Science and Engineering 2011;25(6):89-97.
Published online December 31, 2011.
경량 중공체를 적용한 RC조 중공슬래브의 내화성능에 관한 연구
조범연, 여인환, 김흥열, 김형준, 권인규
A Study on the Fire Resistance Performance of RC Structure Void Slab Using The Lightweight Hollow Sphere
Cho Bum-Yean, Yeo In-Hwan, Kim Heung-Youl, Kim Hyung-Jun, Kwon In-Kyu
본 연구는 RC조 슬래브의 자중을 줄이기 위하여 구조적 역할을 담당하지 않은 상 하부 철근 사이의 중앙부 콘크리트를 제거하고, 중량감소 및 단열성능을 확보할 수 있는 경량 중공체를 적용한 중공슬래브에 대하여 현장 적용을 위한 최소 요구내화성능(1~2시간)을 평가하기 위한 것이다. 이에 피복두께 및 적재하중, 경간길이를 실험인자로 설정하여 실험을 수행하였다. 내화실험을 실시한 결과, 실험인자에 상관없이 모두 목표 내화성능인 120분을 만족하였고 피복두께 보다 적재하중이 내화성능에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 경간길이는 짧을수록 내화성능에 유리한 것으로 나타났다. 기존 RC조 슬래브에 적용되지 않던 경량 중공체로 사용된 발포폴리스티렌(EPS: Expanded Polystyrene)의 고온시 특성을 파악한 결과 $100^{circ}C$에서 유리천이현상(Glass Transition)으로 인한 온도상승 지연구간이 발생하는 것으로 나타났다. 또한 발포폴리스티렌의 polystyrene는 녹는점이 $185^{circ}C$로 낮은 온도에서 용융된다. 따라서 낮은 온도에서 중공체가 용융되어 온도센서 주변에서 전도에 의한 열전달 매개체가 사라지게 된다. 이에 중공체의 온도는 철근 및 콘크리트에 비해 낮게 나타나는 것으로 판단된다. 따라서 경량 중공체는 낮은 온도에서 용융되어 중공슬래브의 내화성능에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 판단된다.
This study is for evaluating the fire resistance performance (1~2 h) of the RC Structure void slab using the Lightweight Hollow Sphere, which can reduce the unnecessary dynamic part of removing the central concrete. For this experiment, we set up depth of concrete cover, live load, and span length as the factors. The result comes out with all the slabs under those conditions can ensure the goal fire resistance performance (120 min). And among these factors, the resisting capability changes more sensitively with the live load rather than the thickness of cover. And the shorter span length could assure the better the fire resistance performance. The result observing the character in high temperature of the Lightweight Hollow Sphere which does not used as existing RC structure slab, a delay section in temperature change is occurred due to the Glass Transition in $100^{circ}C$. And heat transfer by conduction does not occur at lightweight hollow sphere because the polystyrene in EPS (Expanded Polystyrene) melts point in $185^{circ}C$. Therefore temperature at lightweight hollow sphere is lower than the concrete and rebar.
Key Words: Void slab, Fire resistance, Lightweight hollow sphere, EPS

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