고온에서 사각형 강관 지오폴리머 콘크리트 단주 기둥의 축압 성능을 조사하기 위해, 하중 온도를 주요 실험 매개변수로 사용하였고, 강관 외경, 두께 및 강도 등의 매개변수를 변화시켜 10개의 C40 고로 슬래그-플라이애시 지오폴리머 콘크리트 충전 강관 단주 기둥 시편을 설계하였다. 승온 시험과 고온 축압 시험을 통해 28℃, 200℃, 400℃, 600℃, 800℃ 다섯 가지 온도 조건에서 시편의 온도장 및 기계적 성능을 측정하였으며, 다양한 작업 조건에서 시편의 파괴 형태, 극한 하중 용량 및 하중-변위 반응을 체계적으로 획득하였다. 결과에 따르면, 구속 효과 계수가 큰 시편은 상온 대비 200℃와 400℃에서 각각 극한 하중 용량이 6%와 9% 증가했으며, 구속 효과 계수가 작은 시편은 다소 감소하여 강관의 강한 구속이 200~400℃ 구간에서 지오폴리머 콘크리트의 고온 치밀화 효과를 증대시켰음을 나타낸다. 온도가 600℃ 이상으로 상승할 경우, 두 유형의 시편 모두 하중 용량이 현저히 감소하였다. 이에 기초하여 ABAQUS를 이용해 순차 열-력 연성 유한 요소 모델을 구축하였으며, 실험을 통해 해당 모델이 이와 같은 부재의 열력 응답을 정확히 모사할 수 있음을 검증하였다. 매개변수 분석 결과, 구속 효과 계수를 증가시키는 것이 고온에서의 극한 하중 용량 향상에 도움이 됨을 보였다.

사각 강관 콘크리트 단주; 지오폴리머; 축압 성능; 등온 하중; 유한 요소 해석; 구속 효과 계수