콘크리트 폭렬현상 이해하기

콘크리트 구조물에서 화재가 발생하면, 고강도 치밀한 콘크리트는 수증기가 빠져나가지 못해 압력이 증가하면서 콘크리트 표면이 폭발하듯 깨지는 현상이 발생할 수 있습니다. 이를 '폭렬현상'이라고 합니다.

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1. 폭렬현상 정의

폭렬현상은 압축 강도가 높고 내부 조직이 매우 치밀한 콘크리트를 타설한 후 화재가 발생했을 때, 내부의 수증기가 빠져나오지 못하고 압력이 계속 증가하여 인장강도를 초과하면서 콘크리트 표면이 폭발하듯 깨지는 현상을 의미합니다.

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2. 폭렬현상 메커니즘

1. 고강도 치밀한 콘크리트 내에서 화재 발생
2. 콘크리트 온도 상승
3. 수증기압 증가
4. 수증기압이 인장강도를 초과
5. 콘크리트 표면 박리 및 박락 (폭렬현상)

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3. 발생 원인

• 함수율이 높은 골재와 재료 사용
• 치밀한 조직
• 밀실한 표면 마감
• 높은 화재 온도 지속

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4. 방지 대책

• 폴리프로필렌(PP) 섬유를 혼입한 콘크리트 사용
• 메탈라스(Metal Lath) 사용하여 폭렬 저감
• 적절한 W/C(물/시멘트) 비율 준수
• 스프링클러 등 소화 시설 설치
• 내화 페인트 시공 (내화구조성능 기준 확보)
• 방화 구획 설정
• 혼화재료 사용하여 폭렬에 대응

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5. 폭렬현상과 팝아웃 현상 비교

폭렬현상과 팝아웃 현상은 모두 콘크리트에서 발생하는 문제이지만, 원인과 결과가 다릅니다.

폭렬현상:

• 발생 원인: 고온의 화재로 인해 내부 수증기 압력이 증가하여 발생.
• 결과: 콘크리트 표면이 폭발하듯 깨지면서 박리 및 박락 현상이 발생.

팝아웃 현상:

• 발생 원인: 주로 함수율이 높은 골재가 동결 또는 팽창하면서 콘크리트 표면을 밀어올려 발생.
• 결과: 콘크리트 표면에 작은 구멍이나 돌출부가 생기는 현상.

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화재 발생 시 콘크리트 파손 깊이

폭렬현상은 주로 고강도 콘크리트에서 발생하며, 화재로 인한 구조적 손상과 큰 피해를 입힐 가능성이 큽니다. 따라서 방화 구획, 소화 시설 구비, 내화 페인트 등을 시공하여 사전에 폭렬에 대응해야 합니다.

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결론

폭렬현상은 고강도 콘크리트에서 발생할 수 있는 심각한 문제입니다. 이를 예방하기 위해 적절한 방지 대책을 마련하고, 화재 발생 시 신속히 대응할 수 있는 시스템을 갖추는 것이 중요합니다. 건축물의 안전과 내구성을 보장하기 위해 꾸준한 점검과 유지보수가 필요합니다.