에폭시수지로 보수·보강된 콘크리트 구조체의 내구성과 화열(火熱)의 상관관계에 관한 연구

조태관 선문대학교 일반 대학원 2024 국내박사

에폭시수지로 보수·보강된 콘크리트 구조체의 내구성과 화열(火熱)의 상관관계에 관한 연구 조태관 산업공학과, 재난안전전공 선문대학교 일반대학원 노후화된 건축물의 증대로 인한 보수, 보강 건축물이 많아짐에 따라 본 논문은 기 에폭시수지등을 이용하여 보수. 보강한 건축물에 만일 화재가 발 생하였을때 화재의 열이 구조물 내구성에 미치는 영향성과 그 상관 관계를 파악하고 보수. 보강정도의 기준을 설정할 수 있는 데이터를 마련하고자 한 다. 연구방법은 콘크리트 배합설계에 의거하여 공시체를 제작하고 28일동안 수조에서 수중양생 후 상온에서 7일동안 추가로 양생하여 최소 35일이상 양생한 공시체중 일부를 콘크리트 압축강도 측정기로 시험대상 공시체들의 압축강도를 측정하여 평균을 구하고 압축강도 측정후 항복한 공시체들에 발생된 균열을 에폭시 수지로 보수. 보강하여 최소 3일이상 양생 후 보수. 보강한 공시체중 일부를 다시 압축강도시험을 시행하여 강도가 어느 정도 복원 되었는지를 파악하고 평균을 구하고 압축강도 시험을 하지않은 나머 지 보수. 보강한 공시체들과 보수, 보강하지 않은 원 공시체를 화재시와 유 사한 상황을 만들기 위해 실험용 전기로에 넣고 가열하여 100℃, 500℃ 2개 의 온도에서 각각 30분간 지속적으로 열에 노출시키고 100℃에 가열 도달 시간은 30분, 500℃까지 가열 도달시간은 1시간 30분으로 실험해서 각각의 시험온도에서 공시체의 압축강도 변화를 압축강도 측정기로 측정하고 평균 을 구하여 이들을 가가 비교하여 화재를 겪은 에폭시수지를 사용하여 보강 된 건축물의 구조체와 화재의 열과의 상관 관계를 추정하려함. 연구결과를 요약하면 항복되어 파괴된 공시체를 에폭시수지로 보강한 후 실험용전기로 에 공시체를 넣고 일정온도까지 가열하고 온도별로 시험온도까지 도달시간 을 달리하여 시험한 결과는 보강 시험체를 100℃로 가열하였을 때 난연에 폭시 와 일반에폭시 보강으로 구분하여 분석하면 설계배합강도 별로 1~2N/mm2 정도의 편차를 보이므로 별로 차이가 없으나 시험온도를 500℃ 로 가열하였을 때 일반에폭시로 보강한 것에 비해 난연에폭시로 보강한 것 이 4~5N/mm2 더 압축강도가 많이 발현되었다. 물성의 변화를 살펴보면 21N/mm2의 배합설계강도 공시체에서는 100℃ 때 보다 500℃에서는 평균압축강도가 31.2% 저감되고 [ 일반에폭시 경우는 37.3% 저감되고 난연에폭시 경우는 24.9% 저감됨], 24N/mm2의 배합설계강 도 공시체에서는 100℃때 보다 500℃에서 평균압축강도가 36.2% 저감되고 [일반에폭시 경우는 40.9% 저감되고 난연에폭시 경우는 31.5% 저감됨], 27N/mm2의 배합설계강도 공시체에서는 100℃때 보다 500℃에서 평균압축 강도가 29.5% 저감됨 [일반에폭시 경우는 36.3% 저감되고 난연에폭시 경우 는 22.3% 저감됨], 을 확인할 수 있었고 난연에폭시로 보강한 경우가 일반 에폭시로 보강한 경우보다 각 온도에서 강도 저하가 덜 됨을 알 수 있었다. 본 논문 데이터의 상호관계를 보다 더 정확히 정리하기위해 SPSS를 사 용하여 분석하였을 때 ANOVA 결과 에폭시 Type과 온도 종류 사이에 유 의미한 상호 작용이 있음을 알 수 있었다 [F(3, 82) = 2.80, p = 0.045] 그러므로 보수, 보강한 공시체는 고온에서 화재열에 노출되는 시간이 많 아지면 많아질수록 강도의 저감이 발생함을 볼 수 있었고 보수. 보강하지 않은 원공시체보다 더 많은 강도의 저감이 있음을 알 수 있었고 결론적으 로 에폭시 수지등으로 보수, 보강된 건축물이 화재의 열에 노출될 때가 일 반 건축물보다 더 위험함을 알 수 있었고 화재에 대한 취약성을 고려할 때 보수보강 표면에 내화피복을 하는 등 안전에 대비하여야 하겠다. 주제어 : 실험용전기로 , 에폭시보수.보강 , 화해 , 내화피복재 , 공시체 In consideration of increases in building repair and reinforcement due to deterioration, this dissertation examines fire damage in previously reinforced structures as well as the effect and correlation of the heat on the durability of the structure in order to analyze standards for following repair and reinforcement measures. The research methodology aims to produce specimens based on the concrete composition design table, fully cure them in a water tank for 28 days, and then cure them at room temperature for an additional 7 days. The specimens cured for at least 35 days are tested through a concrete compressive strength meter to measure the compression of the specimens. After measuring the compression and measuring the compressive strength, the torsion that occurs in the yielded specimens is made flexible with epoxy resin, and a certain degree of resilience can be obtained by vigorously testing the compressive strength of small specimens again. In order to identify and maintain the remaining specimens and the protoforms without abilities and durability, the research focuses on demonstrating performance in an experimental electric furnace and resisted heat at 100°C for 30 minutes at two temperatures of 100°C and 500°C. The test time is 30 minutes, and the time to reach 500°C is 1 hour and 30 minutes. After measuring the compressive strength of the specimen at each test temperature, using epoxy resin during the explosion was successful in dealing with the heat and effects of the fire, showing the tentative success of the methodology used. In summary, after reinforcing the yielded and destroyed specimen with epoxy resin, the specimen was placed in a laboratory electric furnace and heated to a predetermined temperature. The test results were assessed by varying the time to reach the test temperature for each temperature. The conclusions show that the reinforced specimen was heated to 100°C and when analyzed separately in flame-retardant epoxy and general epoxy reinforcement, there is a surprisingly negligable difference of about 1~2N/mm2 for each design mix strength. However, when the test temperature is heated to 500°C and flame-retardant epoxy is used instead of reinforcement with general epoxy, the flame-retardant subject appears to have developed 4~5N/mm2 more compressive strength. Looking at the change in physical properties and in the specimen with a mix design strength of 21N/mm2, the average compressive strength decreased by 31.2% at 500°C compared to 100°C [in the case of general epoxy, it decreased by 37.3% and in the case of flame retardant epoxy, it decreased by 24.9%], and 24N/mm2. In the mixed design strength specimen of mm2, the average compressive strength was reduced by 36.2% at 500°C compared to 100°C [in the case of general epoxy, it was reduced by 40.9% and in the case of flame retardant epoxy, it was reduced by 31.5%], In the specimen with a mix design strength of 27N/mm2, it was confirmed that the average compressive strength was reduced by 29.5% at 500°C compared to 100°C [36.3% reduced in the case of general epoxy and 22.3% reduced in the case of flame-retardant epoxy]. The research found that the strength deterioration was less at each temperature in the case of flame-retardant reinforcement as contrasted with the case of reinforcement with general epoxy. When analyzing the data in this paper using SPSS to more accurately organize the interrelationships, the ANOVA results showed that there was a significant interaction between epoxy type and temperature type [F(3, 82) = 2.80, p = 0.045] Therefore, it can be seen that the strength of the repaired and reinforced specimen increased as it was exposed to fire heat at high temperatures, resulting in a decrease in strength. There seems to be a greater decrease in strength than the original specimen that was not repaired or reinforced, from which the above analysis was concluded. As a result, it can be established that buildings repaired and reinforced with epoxy resin, etc., are actually more dangerous than ordinary buildings when exposed to damage by fire. Considering this finding on heat vulnerability, the research heavily suggests that extensive safety measures, such as applying fire-resistant coating to the repaired and reinforced surfaces, should and must be taken. Keywords : Experimental Electric Kiln, Epoxy Repair, Reinforcement, Fire Damage, Material of Fireproof Coating , Specsimen

현장조사에 의한 영역별 학력 측정 및 평가 : 중학교 물리 교육 과정을 중심으로

조태관 경기대학교 교육대학원 1994 국내석사

Our science education was deeply influenced by too high a competition of college entrance, which resulted in an undesirable reflection of social problems from the beginning. After finding out systematic education problems of ours, the government and society together have tried so hard to overcome these socially oriented defects. But nowadays, the efforts of government was impelled to be undervalued due to the lack of the pre - study of educational circumstances and traces of our country. Before we start the right educational system, we should first study all the causes of problems and should keep followed testing of all the solutions we found for their adequacies. In my thesis, I took the step of analyzing our educational system by doing a survey on a group of third grade students of junior high schools. The procedures are following: The junior high educational system was divided into two categories, such as, the achievement of knowledge, the degree of research, and etc. 1) From the answers of my qestionaire, I analyzed the degree of the achievement of the students. 2) They were subdivided into grades. 3) The results of individual grades and degree of accomplishment on their different field were analyzed and compared with. 4) Without considering the different field, the result of individual grades were compared with and analyzed. 5) From the result of answers 1 through 4, final analysis was made. In this study, our educational system was summarized as following: 1) Our educational system was solely directed toward inputting knowledges rather than the systematic understanding of it. 2) The educational system was based on the accomplishment of knowledges, rather than finding a basic concept and theory. We are solely on the side of knowledge input system. 3) Our educational system was deeply influenced by the competition of college entrance rather than how to provide right understanding of it. 4) From evaluation, the educational system was solely directed toward successful entrance into colleges by collecting and to let the student memorize the college entrance pattern just for exam rather than studying the right concept and theory. 5) In conculusion, the result of 1 through 4 show us that our educational system has a tendency of unbalanced and unsteady aim and policy.

손상된 콘크리트 구조물에 애폭시수지를 이용한 보수, 보강효과에 대한 연구

조태관 漢陽大學校 産業大學院 1997 국내석사

最近에는 균열의 보수에 에폭시수지의 注入이 가장 효과적인 것 처럼 認識되어 왔으나 그에 대한 硏究가 각 제조사 중심으로만 되어져 왔고, 특히 정부나 유관단체에서 제시한 규준이 없는 현실이며, 이러한 원인은 시공후 그의 충진정도와 結合능력에 대한 분석이 매우 복합적이기 때문이다. 따라서 본 硏究에서는 콘크리트의 壓縮强度가 파괴 후 각종 방법에 의해 에폭시 수지로 보강하였을 경우 壓縮强度 측면에서의 회복수준을 檢討한 후 그 原因을 分析함으로써 向後 보수,보강의 設計 및 施工에 도움이 되는 資料로 제시하고자 하였다. 이러한 에폭시 보강방법은 構造物의 균열 등의 결함에 적합한 에폭시 수지의 選擇과 적절한 注入工法의 선정이 병행되어야 함에도 불구하고 이런 것들에 대한 충분한 사전검토없이 보수, 보강공사가 실시되는 경우가 종종있고 이러한 경우에 그 보강효과가 줄어들거나 또는 잘못 선정된 材料 및 工法에 의해 構造物에 또 다른 결함이 發生할 수도 있다. 본 연구에서는 이를 확인하기 위한 방안으로 손상된 콘크리트를 각종 방법에 의해 에폭시로 보강하고 압축시험을 실시하여 이런 에폭시 보강특성에 관하여 규명하였다. 그리고 주요 변수로서는 국내 2종과 외국제품 1종의 에폭시를 선정하였으며 균열의 크기를 일반적인 구조적 균열의 폭인 0.3㎜를 기준으로 0.3㎜ 이상과 이하의 두 종류로 나눴으며, 에폭시 注入方法은 자동저압주입과 수동주입공법을 실시하여 조사하였다. 鐵筋콘크리트 構造物에 發生한 균열 등의 결함을 보수,보강함에있어 보수,보강공사를 실시 前에 그 결함에 적합한 보수방법과 보수재료가 선정되었는 지를 직접 實驗을 통하여 확인하고 또 보수공사를 실시한 後 과연 그 보수,보강공사가 얼마나 제대로 되었는 가를 확인하기 위하여 표준형 공시체를 통하여 실험하였다. 공시체를 양생하여 설계기준 강도를 확보 후 압축시험을 실시하였으며, 파괴면에 대하여 각종방법에 의해 에폭시를 주입후 7 일후에 재 압축강도 시험을 실시하여 강도회복 정도를 판단하였다. 본 실험의 결과를 분석하여 보면 다음과 같다. 1) 보수방법에 따라 약간의 차이가 발생하였으나 대체로 기존 콘크리트의 강도보다 20% 이상 강도가 증가하여 압축강도가 기존 상태로 복원됨을 알 수 있었다. 이러한 압축강도의 증가 요인은 다음과 같다. 가. 항복한 몰드의 균열 방향이 상부에서 하부로 대부분 진행하여 균열부에 채워진 경화된 에폭시가 뼈대 역할을 하기 때문인 것으로 보임. 나. 항복한 몰드 속에 있던 공극이 에폭시수지로 채워져 몰드가 밀실하게 되어 압축강도가 증가되었음. 다. 콘크리트 몰드가 항복 후에도 부분적으로 추가 양생하면서 강도가 일부 증가하였음. 2) 대부분의 시험체에서 현재 시판되고 있는 국산 에폭시 제품이 日傘에 비해 그 성능이 크게 뒤떨어지지 않고 국내 제품도 비교적 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 3) 자동저압주입공법에 비해 수동주입공법이 7%정도 강도의 증가가 일어난 것으로 보아 주입압이 높은 것이 같은 점도에 있어서는 균열의 말단부까지 에폭시가 투입되는데 효과적이라고 판단된다.

자동차 배출 가스가 대기오염에 미치는 영향에 관한 연구

조태관 연세대학교 1998 국내석사