Heat Evaluation System in Concrete Considering Evaporation Heat
기화열을 고려한 콘크리트의 온도평가시스템 개발

Tae-Gyu Lee
2015 The Journal of the Korea Contents Association  
When the moisture in concrete member evaporates by high temperature, the evaporation heat which absorbs surrounding temperature occurs. The incremental rate of the internal temperature in concrete is reduced due to the evaporation heat in spite of continuously increasing external temperature. Therefore, this paper has proposed the evaluation algorithm for predicting the internal temperature of concrete members considering the evaporation heat under the high temperature. Finite element method is
more » ... employed to facilitate thermal analysis for any position of member. To demonstrate the validity of this numerical procedure, the prediction by the proposed algorithm is compared with the test results of other researchers. The proposed algorithm shows a good agreement with the experimental results including the phenomenon that temperature is lost by the evaporation heat. ■ keyword :|Thermal Analysis|Heat Transfer|Concrete|High Temperature|Evaporation Heat| Ⅰ. 서 론 콘크리트는 일반 토목 구조물뿐만 건축 구조물 등 모 든 사회기반 구조물에 폭넓게 적용되어 사용되고 있다. 특히 최근에 들어 각종 구조물의 대형화 추세에 따라 장대교량, 특수교량, 고층 건축물 등이 다양하게 건설되 고 있으며 이에 따라 고강도 및 고성능 콘크리트의 사 용이 필수적으로 되어가고 있는 추세에 있다. 다른 구조물들과 마찬가지로 콘크리트 구조물 역시 일반적으로 사용성(serviceability)과 안전성(safety)을 기화열을 고려한 콘크리트의 온도평가시스템 개발 605 만족시키는 조건에서 설계를 하게 되지만, 고강도 콘크 리트의 경우 화재 발생과 같은 고온 조건에서 인명피해 와 재산손실에 직접적인 영향을 미치기 때문에 일정한 수준 이상의 내화성능을 확보할 필요성이 절실히 제기 되고 있으며 이에 따라 고온 하에서의 안전성(fire safety)도 중요한 설계조건으로 급부상되고 있는 상황 이다. 화재와 같은 고온 하에서의 안전성은 결국 구조물의 내화성능(fire resistance)으로 평가되며, 내화성능은 고 온 하에서의 구조부재의 하중저항성능으로 정의된다. 지금까지의 연구결과에 따르면 구조물의 내화성능은 콘크리트 압축강도, 내부 습도, 치밀성, 구조물의 크기 와 형상, 사용재료, 하중조건, 화재발생조건 등에 따라 매우 큰 차이를 보이는 것으로 알려져 있다[1]. 지금까지는 교량, 교각, 터널 등 각종 토목 구조물의 구조 재료로서 약 30~40 MPa 정도의 보통강도 콘크리 트(NSC)가 주로 사용되어 왔다. 보통강도 콘크리트는 내화성능이 우수한 재료로 평가되어 고온에서의 구조 안전성에 심각한 피해를 주지 않기 때문에 이에 대한 검토는 그다지 중요하게 생각하지 않았었다. 그러나 현
doi:10.5392/jkca.2015.15.12.604 fatcat:szpdkcwfxzb5dbagwas4lxj2um