Работа и разрушение бетона в условиях высоких и низких температур

Бетонные и железобетонные конструкции порой работают в сложных условиях связанных с высокой или низкой температурой, в условиях агрессивных сред, динамических воздействий и т.д. Наиболее часто возникающими неблагоприятными условиями работы бетона в процессе эксплуатации железобетонных конструкций являются высокие температуры технологического процесса или при пожаре и низкие температуры, в т.ч. циклическое замораживание-оттаивание бетона, в холодный период года.

Наиболее частая причина разрушения бетона — воздействие низких температур, а именно попеременное замораживание-оттаивание влажного бетона незащищенных от атмосферных воздействий бетонных и железобетонных конструкций. Отрицательное воздействие низких температур на бетон в первую очередь связано с процессом замерзания химически несвязанной воды, находящейся в теле бетона (в порах и капиллярах цементного каркаса). При этом разрушение бетона при действии отрицательных температур может происходить под действие одного или нескольких факторов одновременно:

— гидростатическое давление жидкости на стенки пор и капилляров цементного камня в процессе льдообразования;

— гидравлическое давление незамерзшей жидкости при ее отжатии от фронта промерзания растущими кристаллами льда в резервные (незаполненные водой) поры и капилляры;

— непосредственное давление растущих кристаллов льда на стенки пор и капилляров, а также макро- и микроскопическая сегрегация льда;

— осмотическое давление, возникающее в капиллярах и порах цементного камня в процессе массо- теплопереноса при замораживании и оттаивании бетона;

— температурные напряжения, возникающие в бетоне из-за различных коэффициентов температурных деформаций жесткого скелета и льда.

Кроме того дополнительные напряжения в бетоне под воздействие низких температур создаются благодаря различию деформаций по температуре различных составляющих железобетонных конструкций.

Под действие отрицательных температур, т.е. попеременного замораживания-оттаивания, можно наблюдать четыре основных типа разрушения бетона:

— возникновение трещин в бетоне по всем направлениям по поверхности изделия;

— отслаивание защитного слоя бетона конструкций;

— коррозия арматуры;

— поверхностные сколы бетона конструкций.

Защита бетона от разрушения на улице и способность сопротивляться воздействию низких температур характеризуется маркой по морозостойкости F, количественно выраженной в циклах попеременного замораживания-оттаивания до появления видимых признаков разрушения и до определенной потери бетоном ряда нормируемых показателей – плотность, прочность, динамическая упругость. Марка по морозостойкости определяется по результатам лабораторных испытаний образцов бетона, замораживанием и оттаиванием, с визуальным контролем их состояния, контролем веса образцов, скорости прохождения ультразвука через образцы, определением динамического модуля упругости бетона образцов и сравнения их с начальными значениями [1].

Другим полюсом температурных воздействий на бетон являются высокие температуры, обусловленные технологическими процессами или огневым воздействием в условиях пожара. Поскольку бетонные и железобетонные конструкции, подвергающиеся воздействиям высоких температур вследствие технологических процессов, обычно, имеют какую либо защиту от таковых воздействий, их рассмотрение имеет некоторую специфику. Для упрощения ограничимся рассмотрением температурного воздействия в условиях пожара на бетон незащищенных конструкций, что хоть и является аварийным воздействие, однако имеет большее распространение, чем высокотемпературные воздействия от технологических процессов.

В процессе пожара температура в помещении может подниматься до 1000-1200˚С при продолжительности пожара 1-2 часа [4]. В условиях пожара в железобетонных конструкциях происходит снижение прочности бетона и арматуры и при достижении определенной температуры это снижение становиться необратимым. Так при до нагреве 400˚С бетон начинает резко терять прочность и при достижении температуры 800˚С и выше (температура разрушения бетона) бетон теряет 90% и более своей прочности. При этом, если температура бетона не достигла 500˚С, то его прочность может восстановиться до 90% начального значения в течении года[4, 5]. При больших температурах прочность бетона снижается необратимо, а при остывании и выдерживании в нормальных условиях продолжает снижаться. Данное снижение прочности происходит вследствие нарушения структуры затвердевшего портландцемента из-за усиливающейся разнозначности деформации гелеобразной части цементного камня неразложившихся зерен клинкера, а также из-за дегидратации Са(ОН)

2 [4]. Также бетон получает дополнительное снижение прочности при тушении пожара, т.е. при охлаждении бетона водой после нагрева в условиях пожара.

Кроме изменения прочности при нагревании бетона происходит изменение его упругопластических свойств, модуль упругости снижается и при этом происходит рост пластических деформаций бетона под нагрузкой [4]. Так при нагреве до 500˚С происходит снижение модуля упругости до 43% а при 700˚С до 18% от начального значения [4]. При этом при достижении бетоном температуры 400˚С начинается резкий рост пластических деформаций, что также обуславливается нарушением и изменением структуры бетона.

Кроме того, при нагреве бетона до высоких температур происходит его необратимая усадка [4, 5]. Также при нагреве бетона в условиях пожара может наблюдаться его взрывообразное разрушение в виде отколов бетона на глубину 5-10см [4] вследствие возникновения высокого давления пара в замкнутых порах.

Однако следует отметить, что бетонные и железобетонные конструкции обладают значительными размерами сечений, а сам бетон обладает некоторым сопротивлением теплопередаче, в силу чего для его прогрева до высоких температур на всю толщину требуется значительное время и при быстрой ликвидации пожара часто необратимые повреждения получают только поверхностные слои бетона конструкций. Поэтому, поврежденные в результате пожара железобетонные и бетонные конструкции не всегда оказываются непригодными к дальнейшей эксплуатации или последующему восстановлению.

Возможность дальнейшей эксплуатации или последующего восстановления бетонных и железобетонных конструкций, получивших повреждения от воздействия низких или высоких температур определяют по результатам инженерно-технического обследования, в ходе которого определяется глубина и степень поражения бетона, его прочность, оценивается состояние арматуры и, при необходимости, производится отбор и испытания ее образцов на предмет прочности. По итогам выполненного обследования разрабатываются рекомендации по дальнейшей надежной и безопасной эксплуатации, выбираются методы и средства восстановления конструкций, их усиления.

Научная работа в области изучения работы бетона в сложных и экстремальных условиях продолжается, в т.ч. активно ведутся работы в области температуро-стойких бетонов, разрабатываются методы повышения сопротивляемости бетонов воздействиям как низких, так и высоких температур, совершенствуются методы расчета конструкций, подвергающихся температурным воздействиям, разрабатываются методы защиты, покрытие бетона от разрушения. Таким образом, работа бетона в сложных условиях представляет собой обширное поле деятельности для ученых и значительное количество научных проблематик для дальнейшего разрешения.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 10060-2012 “Бетоны. Методы определения морозостойкости”.

1. GOST 10060-2012 “Concretes. Methods for determination of frost-resistance”.

2. Москвин В. М., Капкин М. М., Мазур Б. М., Подвальный А. М. Стойкость бетона и железобетона при отрицательной температуре. Госстройиздат,1967. 132c.

2. Moskvin V. M., Kapkin M. M., Mazur B. M., Podval’nyi A. M. Stoikost’ betona i zhelezobetona pri otritsatel’noi temperature [Resistance of concrete and reinforced concrete at negative temperature]. Gosstroiizdat. 1967. 132p.

3. А. Ф. Милованов. Железобетонные температуростойкие конструкции. М.: Издательство НИИЖБ, 2005. 234с.

3. A. F. Milovanov. Zhelezobetonnye temperaturostoikie konstruktsii [Reinforced concrete heat-resistant constructions]. Moscow: Izdatel’stvo NIIZhB. 2005. 234p.

4. А. Ф. Милованов. Стойкость железобетонных конструкций при пожаре. М.:, Стройиздат, 1998. 304с.

4. A. F. Milovanov. Stoikost’ zhelezobetonnykh konstruktsii pri pozhare [Resistance of reinforced concrete structures in case of fire]. Moscow: Stroiizdat. 1998. 304p.

5. В.С. Федоров, В.Е. Левитский, И.С. Молчадский, А.В. Александров. Огнестойкость и пожарная опасность строительных конструкций. М.: АСВ, 2009. 410с.

5. V.S. Fedorov, V.E. Levitskii, I.S. Molchadskii, A.V. Aleksandrov. Ognestoikost’ i pozharnaya opasnost’ stroitel’nykh konstruktsii [Fire resistance and fire hazard of building constructions]. Moscow: ASV. 2009. 410p.

6. Ильин Н.А. Последствия огневого воздействия на железобетонные конструкции. М.: Стройиздат. 1979. 128с.

6. Il’in N.A. Posledstviya ognevogo vozdeistviya na zhelezobetonnye konstruktsii [The effects of fire exposure for concrete constructions]. Moscow: Stroiizdat. 1979. 128p.

7. Бабушкин В.И. Физико-химические процессы коррозии бетона и железобетона. М.: Стройиздат. 1968. 187с.

7. Babushkin V.I. Fiziko-khimicheskie protsessy korrozii betona i zhelezobetona [Physical and chemical corrosion processes of concrete and reinforced concrete]. Moscow: Stroiizdat. 1968. 187p.

8. Горчаков Г.И. Капкин М.М. Скрамтаев Б.Г. Повышение морозостойкости бетона промышленных и гражданских сооружений. М.: Стройиздат. 1965. 195с.

8. Gorchakov G.I. Kapkin M.M. Skramtaev B.G. Povyshenie morozostoikosti betona promyshlennykh i grazhdanskikh sooruzhenii [Increase of frost resistance of concrete of industrial and civil constructions]. Moscow: Stroiizdat. 1965. 195p.

9. Москвин В.М., Иванов Ф.М., Алексеев С.Н., Гузеев Е.А. Коррозия бетона и железобетона, методы их защиты. М.: Стройиздат, 1980. 536 с.

9. Moskvin V.M., Ivanov F.M., Alekseev S.N., Guzeev E.A. Korroziya betona i zhelezobetona, metody ikh zashchity [Corrosion of concrete and reinforced concrete, methods of their protection]. Moscow: Stroiizdat. 1980. 536p.

10. Кунцевич О.В. Бетоны высокой морозостойкости для сооружений Крайнего Севера. Л.: Стройиздат, 1983. 130 с.

10. Kuntsevich O.V. Betony vysokoi morozostoikosti dlya sooruzhenii Krainego Severa [High frost resistance concretes for buildings of the Far North]. Leningrad: Stroiizdat. 1983. 130p.

воздействие высоких температур и огнестойкость

Бетон – это особая смесь из воды, цемента, песка и других наполнителей. Затвердев, этот искусственный камень приобретает прочность, долговечность и отличную стойкость. Стойкость бетонного состава определяется его невосприимчивостью к влаге, различным температурным перепадам, не теряя при этом своих прочностных свойств. У этого строительного материала низкий предел горючести, что не влечет за собой распространения пожара при воздействии на него повышенных нагревов. Бетонным постройкам, зданиям и сооружениям, за счет качеств раствора, обеспечивается отличная огнестойкость. Изделия из бетона обладают не только огнестойкостью, но и высокой жаростойкостью.

Отличие огнестойкости от жаростойкости

Огнестойкость бетона – это качество, позволяющее стройматериалу противостоять повышенным температурам недолговременно, например, во время пожара. Жаростойкость – это сохранение свойств бетонного раствора при долговременном действии на него большой температуры, например, при использовании конструкций для теплообработки разнообразных изделий. Всем бетонам присуща огнестойкость, чего нельзя сказать о жаростойкости, этим качеством обладает далеко не каждый застывший раствор.

Несмотря на то, что бетон – пожаробезопасный и огнестойкий строительный материал, он все равно поддается большим температурным градусам. Огни, воздействующие на него в течение короткого времени, не способны привести к повреждению прочностных характеристик материала, но если огонь имеет продолжительное влияние на бетонные изделия, тогда происходит их повреждение. Если температура двести пятьдесят градусов, тогда бетон теряет свою прочность всего на двадцать пять процентов, а если в пределах пятисот градусов – стройматериал подвергается полному разрушению.

Бетонный состав, горючесть которого низкая, имеет повышенную прочность и стойкость к огненным влияниям, но может разрушиться и потерять свои прочностные характеристики как при пожаре, так и неправильном обращении с подогретым составом. Таким образом, резкое увлажнение или охлаждение уже подогретой смеси, влечет за собой образование трещин, разрушений, которые не поддаются устранению, а также ослабеванию арматурной конструкции, служащих для укрепления построек.

Горение отрицательно сказывается на структуре бетона, она разрушается и разлагается на составляющие компоненты цементного камня.

Жаростойкость бетонного состава получается путем введения в раствор специальных добавок на основе алюминия и кремния. Эти составляющие позволяют избегать плавления, горения в момент пожара и других разрушений бетонных конструкций при повышенных температурных режимах. Что касается огнестойкости, то она достигается путем добавления заполнителей в процессе приготовления раствора.

Вернуться к оглавлению

Воздействие высоких температур на бетонный состав

Температурные режимы, воздействующие на бетонный состав, в пределах 250 – 300 градусов влекут за собой разрушение структуры и уменьшение прочностных характеристик цементного камня. Когда на градуснике отметка достигает пятисот пятидесяти градусов по Цельсию, имеющиеся в бетоне песок и щебень подвергаются растрескиванию, если превышает 550 градусов – бетонные конструкции полностью разрушаются.

Повышение температурных показателей непосредственно влияет на прочность бетонного состава. Таким образом, при укладке и застывании раствора повышение отметки на градуснике может повлиять на прочность бетона, возраст которого начинается от семи суток и более. Происходит это из-за ускоренной гидратации, в результате чего достигается несовершенная физическая структура с большим количеством незаполненных пор. По результатам опытов было замечено, что при повышенных температурных показателях прочность бетонного раствора на высшем уровне в первые дни, после схватывания состава, но уже на четвертые сутки прочностные характеристики значительно опускаются. Чтобы улучшить прочность раствора, в него добавляют хлористый кальций, который способен повысить стойкость к повышенным температурным показателям.

Вернуться к оглавлению

Жароупорные бетоны

Жароупорный бетонный раствор основан на портландцементе, с помощью которого смесь из песка, щебня, цемента и воды способна выдерживать повышенные температурные показатели до тысячи градусов по Цельсию и выше. Помимо основных составляющих бетона и портландцемента, в него также входит алюминиевая добавка мелких фракций и кремниевая. Добавки в растворе позволяют связывать гашеную известь, которая образуется при гидратации цементного камня. Жароупорный строительный материал из смеси цемента, песка, щебня и воды также имеет в своем составе следующие заполнители, которые предотвращают плавление, деформацию и разрушение бетонных изделий даже в момент пожара:

• андезит;
• кирпичный щебень;
• шамот;
• доменный шлак;
• базальт;
• туф.

В зависимости от наполнителей определяется максимальный температурный режим жароупорного бетона. Приготовить такой раствор можно и собственноручно на строительной площадке.

Вернуться к оглавлению

Огнестойкость конструкций из железобетона

Предел огнестойкости по теплоизолирующей способности плит.

На огнестойкость железобетонных конструкций влияют следующие параметры:

• нагрузка на постройку;
• толщина защитного яруса;
• размеры сечения сооружений;
• количество и диаметр арматурный конструкций.

Чем меньше плотность используемого материала и чем больше его толщина, тем выше предел огнестойкости, который зависит и от вида опоры для конструкции, и от статической схемы. Исходя из этого, строители должны произвести расчет по огнестойкости ж/б конструкций, прежде чем приступать к их заливке. Конструкции, которые имеют горизонтальное положение, поддаются разрушениям под действием нагрева нижней арматуры, поэтому предел нагрева, прежде всего, зависит от класса арматурной конструкции, способности материала проводить тепло и от размеров слоя защиты.

Горизонтальные конструкции – это балочные плиты, балки, настилы и панели, прогоны и др. Конструкции, которые имеют тонкие стены и поддаются изгибаниям – это настилы, ригели, балки, панели ребристые и пустотелые. Огнестойкость колонн основана на следующих показателях:

• процент армирования;
• нагрузка на конструкции;
• вид крупнофракционного заполнителя;
• размер сечения под прямым углом относительно продольной оси;
• толщина слоя защиты на арматуре.

В процессе заливки колонн следует обязательно придерживаться инструкции. Колонны разрушаются в результате открытого огненного пламени при снижении прочностных характеристик бетонного раствора и арматурной конструкции.

Вернуться к оглавлению

Огнестойкость ячеистых бетонов

Ячеистый бетон представляет собой пористый искусственный материал, который используется в строительстве различных зданий и сооружений. В его состав входят минеральные вяжущие и кремнеземистые заполнители. Применяют ячеистый строительный материал из смеси цемента, песка, щебня и воды для теплоизоляции помещений, им утепляют железобетонные плиты и перекрытия, используют легкий бетон для теплозащиты поверхности различных оборудований, трубопроводов, которые используются при температурных режимах свыше четырехсот и даже семисот градусов по Цельсию.

Огнестойкость ячеистого бетона выше, если плотность строительного материала минимальна, таким образом, предельные показатели огнестойкости газоблоков и других изделий из пористого стройматериала повышены.

По исследованиям и опытам, которые проводили в шведском и финском учебном заведении, определена прочность ячеистого бетонного состава, которая изменяется при нагревании следующим образом:

• происходит увеличение прочностных характеристик до восьмидесяти пяти процентов, если температурные показатели не выше четырехсот градусов по Цельсию;
• понижение прочностных характеристик до изначальных происходит при разогреве материала до семисот градусов по Цельсию;
• снижение прочности ячеистого бетонного состава на восемьдесят шесть процентов осуществляется при разогреве строительного материала до тысячи градусов и не более при этом прочностной показатель принимает стабильность.

Можно сделать вывод, что предельные значения огнестойкости ячеистых блоков достигают девятисот градусов по Цельсию, когда обычный бетонный состав начинает терять свои основные части прочности при значении от четырехсот до семисот градусов. Таким образом, ячеистый бетон наиболее популярен при возведении зданий и сооружений, где требуются повышенные показатели пожаробезопасности.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Бетон представляет собой строительный материал, который обладает отличными прочностными характеристиками, имеет повышенные показатели огнестойкости и при добавлении в состав бетонного раствора специальных наполнителей, приобретает жаростойкость. На огнестойкость и жаростойкость бетонного раствора влияют различные показатели и факторы, например, материал, который используется в качестве наполнителя, или же конструкции, которые возводят из строительного материала на основе песка, цемента, щебня и воды.

Различия между огнестойкостью и жаростойкостью очевидны. В первом случае бетонные конструкции имеют возможность противостоять повышенным температурным показателям в течение непродолжительного времени, а при жаростойкости строительного материала, бетонные конструкции сохраняют прочностные характеристики долговременно.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР ОГНЕВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОНСТРУКЦИИ ПРИ ПОЖАРЕ

После ликвидации горения приходится определять температуры на участках повреждения строительных конструкций по следам пожара.

Вследствие огневого воздействия материалы, из которых изготовлены строительные конструкции и оборудование, оказавшиеся в зоне действия высоких температур, претерпевают различные изменения.

Последние сопровождаются характерными признаками, которые выражаются в изменении физических, химических и механических свойств веществ и материалов, в развитии деформации, разрушении или в полном уничтожении (выгорании) частей здания. 

При этом вещества и материалы, зафиксировавшие воздействие температуры на них, выступают в качестве естественных термоиндикаторов.

Естественные термоиндикаторы подразделяют на меняющие цвет при определенной (критической) температуре, плавящиеся, выкипающие или выгорающие при заданной температуре, характеризующие определенное состояние частей здания, строительных конструкций и оборудования после огневого воздействия соответствующей мощности.

Некоторые естественные термоиндикаторы обладают свойствами «запоминать» температуры по сечению, длине и высоте строительных конструкций. К ним относится распространенные строительные материалы – бетон, дерево, пластмассы.

---

«Во время пожара возможны различные сочетания факторов, влияющих на температурный режим и поведение строительных конструкций.»

---

К числу основных факторов, определяющих разрушительные последствия пожара на здание, относятся:

1. пожарно-техническая характеристика здания;
2. размер нагрузок на элементы строительных конструкций;
3. длительность воздействия пламени или высокой температуры;
4. температурный режим по участкам здания (с учетом условий газообмена в зонах горения и охлаждающего действия огнетушащих средств).

Характерные признаки, свидетельствующие о воздействии на конструкции высокой температуры, определяются, с одной стороны, конкретными условиями горения и зависят в основном от характеристики и длительности воздействия теплового импульса, а с другой – от вида термоиндикатора.

Рассмотрим приемы определения температур, которым подверглись при пожаре материалы и конструкции. Поведение бетона при нагреве определяется изменением его составляющих — заполнителя и цементного камня.

К наиболее общим признакам, по которым можно судить о температуре, действовавшей на бетон, относятся:

• изменение цвета и закопчение;
• снижение тона звука при простукивании;
• отслаивание и отколы;
• взрывообразные и местные разрушения;
• изменение прочностных и деформативных характеристик, физико-химических свойств;
• оплавление и следы огневой эрозии бетона.

Цвет бетона изменяется в зависимости от вида заполнителя и вяжущего. При температуре до 300 С тяжелый бетон принимает розовый оттенок, при 400–600 С – красноватый, при 900–1000 С – бледно-серый.

В зоне интенсивного горения с температурами более 800 С сильной закопченности бетона, как правило, не бывает, так как сажа полностью выгорает. В зоне действия повышенных и умеренно высоких температур (100–400 С) может происходить значительное оседание сажи.

При простукивании молотком можно установить степень повреждения огнем структуры бетона. Неповрежденный бетон имеет высокий тон звука, с увеличением степени разрушения бетона звук становится глухим. После воздействия температур более 600 С молоток при уларе сминает бетон на поверхности образца.

⇒ Часть сечения образца, прогретая свыше 500 С, при уларе средней силы откалывается.

При воздействии умеренно высоких (200–400 С) и высоких температур (400–800 С) разрушение бетона носит или относительно спокойный, или взрывообразный характер.

При относительно спокойном разрушении происходит температурное расшатывание бетона. Это объясняется тем, что в тяжелом бетоне коэффициент линейного температурного расширения заполнителей изменяется в больших пределах, вследствие чего сцепление заполнителей с цементным камнем при умеренно высоких температурах резко снижается.

Микротрещины в бетоне образуются при температуре 300–400 С. При дальнейшем росте температур возникают макротрещины. После нагрева бетона до 500 «С трещины увеличиваются настолько, что становятся видны невооруженным глазом. Ширина температурно-усадочных трещин при этом менее 0,1 мм.

После воздействия температур 400–800 С трещины развиваются интенсивнее. Ширина раскрытия поверхностных трещин 0,5–1 мм. Образцы, прогретые до центра сечения температурами свыше 700 С, после охлаждения разрушаются. Увлажнение образцов бетона, нагретого до 600 С, приводит к их полному разрушению.

Взрывообразное разрушение бетона в период пожара происходит в статически неопределимых, преднапряженных и тонкостенных элементах, а также в железобетонных конструкциях, изготовленных из автоклавных, пропаренных и высокопрочных бетонов.

⇒ В условиях пожара бетон взрывается через 10–20 мин после начала интенсивного огневого воздействия на железобетонные конструкции.

Взрывообразное разрушение может происходить непрерывно в радиусе очага пожара на поверхности конструкций, подверженных воздействию огня. Взрыв наиболее поражает участки железобетонных конструкций, на которые непосредственно воздействует пламя.

Взрывообразное разрушение бетона возникает, как правило, при быстром нагреве поверхности элемента (непосредственное воздействие пламени, жесткий температурный режим, высокая плотность теплового потока).

При этом температура на поверхности бетона 700–900 С. В случае умеренного повышения температуры взрыв бетона происходит при 1000–1200 С и выше.

Конструкции, находившиеся под воздействием повышенных и высоких температур (до 700 С), можно определить по изменению скорости распространения ультразвука (рис. 1) при известной прочности поврежденного бетона и длительности огневого воздействия.

Температуру нагрева свыше 200 С в зависимости от изменения физического состояния бетона или его химического состава можно определить методом термического анализа.

Во время пожаров с высокой плотностью теплового потока возможно оплавление некоторых составляющих бетона. Так, при температуре 1100-1150 С происходит оплавление керамзита, при 1300– 1500 С – полевых шпатов, входящих в состав гранитного заполнителя, при 1700–1710 С – кремнезема; при 2000–2050 С – глинозема.

Рис. 1. Номограмма для определения температуры нагрева тяжелого бетона класса В 15 в зависимости от его остаточной прочности и скорости распространения ультразвука.

На развитие термической эрозии бетона существенное влияние оказывает огневое воздействие с высокими 400–800 С, а ещё большее – умеренно яростными температурами 800–1200 С. При температуре свыше 1200 С защитный слой бетона интенсивно растрескивается, легкоплавкие и тугоплавкие составляющие бетона плавятся. 

Во время огневого воздействия со сверхвысокими температурами огневая эрозия бетона принимает катастрофический характер. Это явление происходит вследствие плавления не только тугоплавких, но и огнеупорных составляющих бетона.

Таким образом, по следам термической эрозии бетона можно судить о степени его нагрева после пожара:

• 200–400………………………… Умеренная – снижение прочностных и деформативных характеристик
• 400–800………………………… Ускоренная – нарушение структуры
• 800–1600………………………. Быстрая – оплавление неогнеупорных составляющих
• Более 1600……………………. Сверхбыстрая оплавление огнеупорных составляющих.

Навигация по записям

Огнезащита бетона и железобетонных конструкций

Огнезащита бетона

Огнезащита бетона — это фраза, которая достаточно странно звучит для человека, не сведущего в вопросах строительства и пожарной безопасности. В обывательском понимании единственным подверженным пожарам материалом является дерево. Подкрепляется это мнение и тем, что оставшиеся после пожара в частном деревянном строении головешки каждый видел наверняка, а вот бетон представляется чем-то нерушимым, не подверженным горению. Отчасти это возможно и верно — бетон действительно не горит сам по себе, то есть не вспыхивает ярким пламенем, однако даже самые прочные железобетонные конструкции в случае пожара начинают представлять серьёзную опасность для тех, кто не успел покинуть здание, а значит огнезащита бетона является весьма актуальной мерой, принятие которой предписывается действующими строительными нормативами.

Чем опасен пожар для бетонной или железобетонной конструкции? Минеральная составляющая бетона действительно способна выдерживать огромные температуры. Вот только бетонная смесь содержит воду в качестве одного из компонентов раствора. Эта вода начинает закипать уже при температуре в 250 градусов, а, как вы понимаете, до такой температуры при контакте с открытым огнем материал разогревается буквально за считанные секунды. Дальше больше — по достижении температуры в 550 градусов начинается распад гидроксида кальция, в результате которого получаются негашеная известь и вода. Говоря простым языком, понятным не только химикам, как только пожар начинают тушить водой, она немедленно вступает в реакцию с известью. При этом известь сильно увеличивается в объемах. Структура бетона начинается разрушаться, его начинает «рвать», появятся трещины, и уже буквально через несколько минут единственным, что будет удерживать железобетонную конструкцию от обрушения будет арматура, о которой речь пойдет немного позже. Также в состав бетона входит песок, который, в свою очередь, тоже не «любит» длительного нагрева. Расширяясь от нагрева он деформирует структуру материала. Несколько слов стоит также сказать и пустотах в железобетонной или бетонной конструкции, предусмотренным проектом. Чаще всего, это — деформационные швы, которые принято в целях повышения теплоизоляции и гидроизоляции заделывать специальными полимерными герметизирующими составами. Огонь буквально выжигает этот полимерный состав, и проникает в образовавшиеся бреши, продолжая разрушение бетона.

Арматура также подвержена негативному воздействию открытого пламени. Как только температура нагрева превышает допустимые значения, металл становится мягким и податливым, его несущая способность снижается, и он становится не в состоянии выдерживать нагрузку.

Как вы понимаете, вышеописанные процессы занимают совсем немного времени, а значит, незащищенная бетонная конструкция разрушится очень скоро. В том случае, если возникли какие-либо проблемы с эвакуацией людей из здания, это чревато человеческими жертвами и увечьями.

Огнезащита бетонных и железобетонных конструкций — это целый комплекс мер, большинство из которых направлено на повышение огнеупорности поверхности материала. Заключаются эти меры в создании дополнительного защитного слоя на поверхности бетона, который будет с высокой долей эффективности препятствовать нагреву самой конструкции в течение максимально длительного периода времени.

Достаточно рассмотреть некоторые из этих средств, чтобы иметь представление о механизме их работы.

Лакокрасочные огнезащитные материалы

Огнезащита бетона может осуществляться при помощи специальных лакокрасочных материалов. Их также называют интумесцентными материалами. Такое название образовано от английского слова intumescent, что дословно обозначает «разбухающий». Это наилучшим образом отражает их способность при нагреве разбухать, создавая негорючую пену на поверхности конструкции, препятствующую проникновению жара. Она обладает крайне низкой теплопроводностью, что позволяет добиваться внушительных показателей эффективности огнезащитных мер. К преимуществам данного метода огнезащиты железобетона и бетонных конструкций можно отнести тонкость защитного слоя.

Защитные штукатурки

Суть данного метода огнезащиты бетона заключается в нанесении на конструкцию слоя защитной штукатурки, которая имеет низкую теплопроводность и не горит. Такие материалы отлично подходят для того, чтобы использоваться на уличных элементах конструкций, поскольку они отлично переносят любые погодные условия, не теряют своих свойств в широком температурном диапазоне, не выделяют вредных веществ при горении, что также является плюсом для использования их внутри помещений. Помимо того, что материал даст некоторое количество лишнего времени при эвакуации, также снижается вероятность отравления продуктами горения.

Защитные плиты

Также огнезащита железобетонных конструкций может осуществляться при помощи размещения на них специальных многослойных плит, в основе которых лежит минеральная вата. Дынный способ хорош тем, что не создает дополнительных нагрузок на конструкцию, однако минеральная вата менее долговечна, чем огнезащитные штукатурки.

Огнезащитные материалы на основе вермикулита

Наша компания уже много лет занимается разработкой, тестированием и реализацией различных материалов для огнезащиты бетонных конструкций, а также конструкций из других материалов, требующих увеличения их огнестойкости. В качестве основы для наших огнезащитных материалов мы используем универсальное негорючее вещество, называемое вермикулитом. Это вещество активно применяется не только в строительной сфере. Оно служит сырьем для многих отраслей промышленного производства, его активно используют в сельском хозяйстве, но одной из основных сфер его применения является обеспечение пожаробезопасности. Огнезащитный состав, который мы производим получил название «Вермит», являющееся на данный момент зарегистрированной торговой маркой.

«Вермит» — это качество, которое неоднократно было подтверждено результатами лабораторных и «полевых» испытаний. Реальная же эффективность нашего состава была определена в результате реально случившегося пожара в одном из крупных супермаркетов города, в котором расположена наша компания. При строительстве несущие колонны были обработаны «Вермитом», в том время, как фермы обработаны не были. Во время пожара, активная фаза горения которого составила более 5 часов, произошло полное обрушение необработанных конструкций, в то время, как несущие колонны, обработанные «Вермитом» остались на своем месте. Благодаря «Вермиту» предел огнестойкости колонн был увеличен номинально до 120 минут, однако, как показал конкретный опыт, они выдержали все 5 часов, что является отличным результатом.

«Вермит» идеально подходит для огнезащиты бетона, бетонных и железобетонных конструкций по целому ряду причин:

• Высокая эффективность материала позволяет существенно поднять огнестойкость несущих конструкций, увеличить время возможной эвакуации людей и тушения пожара.
• Оборудование для нанесения материала отличается небольшой стоимостью и простотой в использовании
• Материал имеет меньший вес, чем нередко используемые для огнезащиты песчано-цементные составы. При этом он намного долговечнее, чем плиты из минеральной ваты, хотя и несколько тяжелее, чем они. Это свойство позволяет добиться высокой эффективности при создании незначительной дополнительной нагрузки на несущие конструкции и эффективных решений по огнезащите бетона и конструкций из этого материала.

Хрупкое разрушение — бетон — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Хрупкое разрушение — бетон

Cтраница 1

Хрупкое разрушение бетона при пожаре наиболее опасно для несущих железобетонных конструкций. Хрупкое разрушение бетона может происходить во время всего пожара до полного разрушения конструкции. В этом случае предел огнестойкости железобетонной конструкции может быть значительно меньше требуемого из-за уменьшения размера поперечного сечения.  [1]

Хрупкое разрушение бетона при пожаре в основном зависит от состава бетона, его структуры, влажности и температуры. Возможность хрупкого разрушения бетона при пожаре оценивается по значению критерия хрупкого разрушения F. Экспериментальными исследованиями установлено: если / 4, то хрупкого разрушения бетона не будет; если / г4, то бетон будет хрупко разрушаться. В этом случае необходимо принимать мероприятия по защите бетона от хрупкого разрушения при пожаре.  [2]

Поэтому необходимо рассматривать возможность хрупкого разрушения бетона при пожаре как во время строительства, так и пуска в эксплуатацию объекта и при эксплуатации сооружения в зависимости от относительной расчетной влажности воздуха.  [3]

При увеличении нормативной нагрузки с 0 5 до 0 8F предел огнестойкости предварительно напряженной балки со стержневой арматурой уменьшается с 1 ч 20 мин до 1 ч из-за хрупкого разрушения бетона сжатой зоны.  [4]

Тяжелые бетоны плотной структуры с карбонатным заполнителем ( известняк) и весовой влажностью более 4 %, высокопрочные бетоны с заполнителем из гранита и влажностью более 3 % и легкие керамзитобетоны с влажностью более 5 % и керамзитоперлитобетоны с влажностью более 10 % при нагреве по стандартному пожару могут хрупко разрушаться. Хрупкое разрушение бетона начинается через 5 — 20 мин от начала огневого воздействия с отколом больших кусков бетона в виде взрыва от нагреваемой поверхности бетона. Отколы бетона наблюдаются на глубину 5 — 10 см от нагреваемой поверхности бетона. Преждевременное взрывообразное разрушение влажного бетона может снизить предел огнестойкости бетонной или железобетонной конструкции. Этому важному и сложному явлению уделяется большое внимание для выяснения причин его возникновения. По мнению многих специалистов, причинами такого разрушения бетона при нагреве следует считать определенное влагосодержание бетона, состав и структуру бетона, а также напряженно-деформированное состояние, вызванное давлением пара в.  [5]

Хрупкое разрушение бетона при пожаре наиболее опасно для несущих железобетонных конструкций. Хрупкое разрушение бетона может происходить во время всего пожара до полного разрушения конструкции. В этом случае предел огнестойкости железобетонной конструкции может быть значительно меньше требуемого из-за уменьшения размера поперечного сечения.  [6]

Хрупкое разрушение бетона при пожаре в основном зависит от состава бетона, его структуры, влажности и температуры. Возможность хрупкого разрушения бетона при пожаре оценивается по значению критерия хрупкого разрушения F. Экспериментальными исследованиями установлено: если / 4, то хрупкого разрушения бетона не будет; если / г4, то бетон будет хрупко разрушаться. В этом случае необходимо принимать мероприятия по защите бетона от хрупкого разрушения при пожаре.  [7]

Высота сжатой зоны бетона в предельном состоянии при огневом воздействии повышается с возрастанием предварительного напряжения. С увеличением высоты сжатой зоны в крайнем сжатом волокне бетона быстрее достигаются предельные деформации сжатия. Это приводит к хрупкому разрушению бетона сжатой зоны раньше или одновременно с началом текучести продольной арматуры.  [8]

Специфические черты имеет механическое поведение балок из армированных материалов. Это вызвано тем, что работа железобетонных элементов распадается на четыре стадии: 1) от начала нагружения до появления трещин в растянутой зоне бетона; 2) от окончания первой стадии до наступления текучести арматуры; 3) от окончания второй стадии до разрушения сжатой зоны бетона; 4) потеря несущей способности конструкции. В переармированных конструкциях третья стадия отсутствует и хрупкое разрушение бетона происходит сразу же по окончании второй стадии.  [9]

Хрупкое разрушение бетона при пожаре в основном зависит от состава бетона, его структуры, влажности и температуры. Возможность хрупкого разрушения бетона при пожаре оценивается по значению критерия хрупкого разрушения F. Экспериментальными исследованиями установлено: если / 4, то хрупкого разрушения бетона не будет; если / г4, то бетон будет хрупко разрушаться. В этом случае необходимо принимать мероприятия по защите бетона от хрупкого разрушения при пожаре.  [10]

Страницы:      1

Огнезащита бетонных конструкций | «ТехАтомСтрой»

Бетон, железобетон один из самых применяемых материалов в строительстве. При строительстве сооружений из железобетона особое внимание стоит уделить вопросам огнезащиты несущих конструкций. При пожарах наблюдается хрупкое разрушение бетона в бетонных и железобетонных конструкциях. Объясняется это тем, что в строительстве шире стали применяться конструкции из бетонов повышенной прочности или прошедших тепловлажностную обработку, с тонкостенными и предварительно напряженными элементами.

Огнезащита конструкций – это не просто требование пожаробезопасности, это необходимое условие долговечности и надежности сооружения. Дело в том, что основной причиной разрушения железобетонных конструкций под действием огня является быстрый прогрев бетона и армирующих элементов плиты, вследствие чего возникает потеря целостности конструкции. Таким образом, огнезащита конструкций позволяет обезопасить сооружения от разрушения в случаях возникновения пожара и тем самым снизить вероятность внушительных расходов на восстановление объекта.

При пожаре в зданиях и сооружениях, в которых применяются бетонные и железобетонные конструкции, возможно хрупкое разрушение бетона. Разрушение бетона происходит внезапно, быстро и поэтому является наиболее опасным. Хрупкое разрушение бетона начинается, как правило, через 5-20 мин от начала огневого воздействия и проявляется как откол от нагреваемой поверхности конструкции кусков бетона в виде площадок площадью примерно от 1 см2 до 0,5-1 м2 и толщиной от 1 мм до 5 см. Разрушение бетона может продолжаться в течение всего огневого воздействия до полного разрушения конструкции. Хрупкое разрушение бетона может сопровождаться звуковым эффектом в виде легкого хлопка, треска различной интенсивности или «взрыва». При хрупком разрушении бетона возможен разлет кусков весом до нескольких килограммов на расстояние до 10-20 м.

Хрупкое разрушение бетона при пожаре может очень быстро привести к разрушению бетонных или железобетонных конструкций. В этом случае предел огнестойкости конструкций может оказаться значительно ниже требуемого вследствие уменьшения размера бетонного сечения конструкции, уменьшения толщины или полной ликвидации защитного слоя рабочей арматуры, а также образования сквозного отверстия. Уменьшение размера поперечного сечения несущей вертикальную нагрузку колонны или панели при их одностороннем нагреве приводит к увеличению напряжений в оставшейся части сечения как за счет снижения величины ее площади, так и за счет появления дополнительного изгибающего момента. Уменьшение толщины или откол защитного слоя несущей арматуры в железобетонных балках приводит к быстрому прогреву этой арматуры до критической температуры (500-700 °С) и разрушению конструкции. Уменьшение толщины ограждающей конструкции приводит к резкому увеличению температуры ее не нагреваемой поверхности до критической (180-220 °С) и в результате — к достижению предела огнестойкости конструкции.

Существует несколько способов защиты железобетонных конструкций: подбор необходимых сечений элементов, оштукатуривание, использование листовых и плитных облицовок и экранов, нанесение специальных огнезащитных красок.

Примеры применения

Требования и решения для огнезащиты железобетонных конструкций.

Полный текст документа ЗАЩИТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОТ КОРРОЗИИ СНиП 2.03.11-85

5.4 Требования к материалам и конструкциям

5.4.1 Требования к бетону и строительным конструкциям должны назначаться исходя из необходимости обеспечения проектного срока эксплуатации здания или сооружения.

5.4.2 Требования по обеспечению коррозионной стойкости бетона для каждых условий эксплуатации должны включать в себя:

1) разрешенные виды и марки (классы) составляющих бетона;

2) минимально необходимое содержание цемента в бетоне;

3) минимальный класс бетона по прочности на сжатие;

4) минимальную допускаемую марку бетона по водонепроницаемости и/или максимальный допускаемый коэффициент диффузии хлоридов или углекислого газа;

5) минимальный объем вовлеченного воздуха или газа (для бетонов с требованиями по морозостойкости).

Цементы

5.4.3 В качестве вяжущих для приготовления бетонов (таблица Д.2) следует применять:

1) портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент поГОСТ 10178, ГОСТ 30515, ГОСТ 31108;

2) сульфатостойкие цементы по ГОСТ 22266;

3) глиноземистые цементы по ГОСТ 969.

Допускается применение цементов (вяжущих) низкой водопотребности (ЦНВ, ВНВ), напрягающих и безусадочных цементов и других вяжущих, приготовленных на основе указанных выше цементов. При этом следует подтвердить соответствие коррозионной стойкости и морозостойкости бетона на указанных вяжущих и стойкости арматуры в этих бетонах условиям эксплуатации конструкций, зданий и сооружений.

В газообразных и твердых средах (таблицы Б.1, Б.3) следует применять портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент.

В жидких средах (таблицы В.3, В.4, В.5) и грунтах (таблица В.1), содержащих сульфаты, следует применять сульфатостойкие цементы, шлакопортландцементы и портландцементы, в том числе портландцементы нормированного минералогического состава, а также портландцементы с добавками, повышающими сульфатостойкость бетона.

В средах, агрессивных по содержанию хлоридов (таблицы В.2, В.3, Г.1, Г.2), следует применять портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент или пуццолановый портландцемент с учетом требований к бетону по морозостойкости.

В жидких средах, агрессивных по суммарному содержанию солей при наличии испаряющих поверхностей (таблица В.3), допускается применение глиноземистого цемента при условии соблюдения требования к температурному режиму твердения бетона.

Для бетонных и железобетонных конструкций с предварительно напряженной арматурой применение глиноземистого цемента не допускается.

В бетонных и железобетонных конструкциях, к бетону которых предъявляются требования по водонепроницаемости марок свыше W6, допускается применение цемента с компенсированной усадкой и напрягающего цемента.

Рекомендуемые виды цемента приведены в таблице Д.2.

Заполнители

5.4.4 В качестве мелкого заполнителя следует использовать кварцевый песок по ГОСТ 8736 класса I, а также пористый песок по ГОСТ 9757. Песок класса II по ГОСТ 8736 допускается применять для бетона конструкций, эксплуатирующихся в агрессивных средах, при наличии технического обоснования.

В качестве крупного заполнителя для бетона следует использовать фракционированный щебень из изверженных пород, гравий и щебень из гравия марки по дробимости не ниже 800.

Однородный щебень из осадочных пород, не содержащий слабых включений, с маркой по дробимости не ниже 600 и водопоглощением не выше 2% допускается применять для изготовления конструкций, эксплуатируемых в газообразных, твердых и жидких средах при любой степени агрессивного воздействия, за исключением жидких сред, имеющих водородный показатель рН ниже 4.

Для конструкционных легких бетонов следует применять искусственные и природные пористые заполнители по .

Наличие и количество в заполнителях вредных примесей должно быть указано в соответствующей документации на заполнитель и учитываться при проектировании бетонных и железобетонных конструкций. Мелкий и крупный заполнители должны быть проверены на содержание потенциально реакционно-способных пород. При наличии в составе заполнителей реакционно-способных пород следует предусматривать в качестве мер защиты от коррозии, вызываемой взаимодействием реакционно-способных пород заполнителя со щелочами цемента, следующие мероприятия:

1) подбор состава бетона с минимальным расходом цемента;

3) изготовление бетона на портландцементах с минеральными добавками, пуццолановом портландцементе и шлакопортландцементе;

4) применение активных минеральных добавок в составе бетона;

5) введение в состав бетона гидрофобизирующих и газовыделяющих добавок;

6) запрещение вводить в состав бетона противоморозные добавки и добавки ускорители твердения, содержащие соли натрия и калия — поташ, нитрит натрия, сульфат натрия и др.;

7) введение добавок солей лития;

8) разбавление заполнителей с примесями реакционно-способных пород заполнителем, не содержащим реакционно-способных компонентов;

9) создание сухих условий эксплуатации.

Эффективность указанных мероприятий при использовании конкретного заполнителя должна быть доказана испытаниями по методикам ГОСТ 8269.0.

Для высокопрочных бетонов следует применять заполнители нереакционно-способные со щелочами цемента.

Добавки

5.4.5 Для повышения стойкости бетона железобетонных конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, следует использовать добавки по ГОСТ 24211, снижающие проницаемость бетона и повышающие его химическую стойкость и морозостойкость, усиливающие защитное действие бетона по отношению к арматуре, а также повышающие стойкость бетона в условиях воздействия биологически активных сред.

Общее количество химических добавок при их применении для приготовления бетона не должно составлять более 5% массы цемента. При большем количестве добавок требуется экспериментальное подтверждение коррозионной стойкости бетона.

Добавки, применяемые при изготовлении железобетонных изделий и конструкций, не должны оказывать коррозионного воздействия на бетон и арматуру.

Максимально допустимое содержание хлоридов в бетоне, выраженное в процентах ионов хлоридов к массе цемента, не должно превышать значений, указанных в таблице Г.3.

В состав бетона не допускается введение хлоридов (хлориды натрия, кальция и др.) при изготовлении следующих железобетонных конструкций:

1) с напрягаемой арматурой;

2) с ненапрягаемой проволочной арматурой диаметром 5 мм и менее;

3) эксплуатируемых в условиях влажного или мокрого режима;

4) с автоклавной обработкой;

5) подвергающихся электрокоррозии.

Не допускается введение хлоридов в состав бетонов и растворов для инъектирования каналов предварительно напряженных конструкций, а также для замоноличивания швов и стыков сборных и сборно-монолитных железобетонных конструкций.

Добавки, содержащие нитраты, нитриты, тиоцианаты (роданиды) и формиаты, допускается применять в бетонах для преднапряженных конструкций в агрессивных средах, если применяется арматурная сталь с индексом К.

Применение добавок электролитов в бетоне конструкций, подвергающихся электрокоррозии, не допускается.

Количество вводимых в бетон минеральных добавок следует определять, исходя из требований обеспечения необходимой коррозионной стойкости бетона на уровне не ниже, чем у бетона без таких добавок.

5.4.6 Воду для затворения бетонной смеси и увлажнения твердеющего бетона следует применять в соответствии с ГОСТ 23732. Применение рециклированной и комбинированной (смешанной) воды для бетонов конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах, допускается при наличии экспериментального подтверждения коррозионной стойкости бетона.

5.4.7 Требования к бетону в зависимости от классов сред эксплуатации приведены в таблице Д.1. Данная таблица используется с учетом таблиц, регламентирующих марки бетона по водонепроницаемости, диффузионной проницаемости, морозостойкости. Показатели бетона по проницаемости приведены в таблице Е.1.

5.4.9 Бетоны конструкций зданий и сооружений, подвергающихся воздействию воды и знакопеременных температур, марок по морозостойкости более F150 следует изготавливать с применением воздухововлекающих или микрогазообразующих добавок, а также комплексных добавок на их основе. Объем вовлеченного воздуха в бетонной смеси для изготовления железобетонных конструкций и изделий должен соответствовать значениям, указанным в ,  и других нормативных документах на бетоны конкретных видов.

5.4.10 Подбор состава бетона с учетом воздействия среды эксплуатации рекомендуется выполнять в специализированных лабораториях научно-исследовательских институтов, университетов, других научно-исследовательских организаций в случаях, если:

1) заданные проектом сроки эксплуатации здания и сооружения существенно превышают 50 лет, а также, если здание или сооружение имеет повышенный уровень ответственности по ГОСТ Р 54257;

2) среда эксплуатации агрессивна, но характер агрессивности не ясен;

3) возможно повышение агрессивности среды в период эксплуатации здания или сооружения;

4) планируется массовое возведение однотипных конструкций;

5) для приготовления бетона используются новые материалы (цементы, заполнители, наполнители, добавки и т.п.).

5.4.11 Расчет железобетонных конструкций, подверженных воздействию агрессивных сред, следует выполнять с учетом категории требований к трещиностойкости и предельно допустимой ширины раскрытия трещин в бетоне, для газообразных и твердых агрессивных сред по таблице Ж.3, а для жидких агрессивных сред — по таблице Ж.4.

5.4.12 При реконструкции зданий и сооружений рекомендуется выполнять поверочный расчет конструкций с учетом коррозионного износа бетона и арматуры.

5.4.13 Арматурные стали по степени опасности коррозионного повреждения подразделяются на группы I-II. Группа III включает в себя неметаллическую композитную арматуру.

Группа I. Арматура для конструкций без предварительного напряжения горячекатаная, горячекатаная и термомеханически упрочненная, поставляемая в стержнях и мотках.

Группа II. Напрягаемая арматура в виде горячекатаных и термомеханически упрочненных стержней с нормированной стойкостью против коррозионного растрескивания, а также высокопрочная арматурная проволока и канаты из проволоки.

При армировании 7-проволочными прядями торцы конструкций должны быть заглушены или арматура должна иметь защитное покрытие.

Для армирования предварительно напряженных железобетонных конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, предпочтительнее применять арматурные стали группы II и неметаллическую арматуру группы III.

В железобетонных конструкциях без предварительного напряжения, эксплуатируемых в среднеагрессивных и сильноагрессивных средах, допускается применение термомеханически упрочненной арматуры классов А400, А500, горячекатаной арматуры класса А500 и холоднодеформированной арматуры классов А500 и В500, выдерживающих испытания на стойкость против коррозионного растрескивания по ГОСТ 10884 и ГОСТ 31383 в течение не менее 40 ч. В агрессивных средах для армирования рекомендуется применять неметаллическую композитную арматуру, отвечающую требованиям нормативно-технической документации на нее.

5.4.14 Требования к толщине защитного слоя и проницаемости бетона при воздействии газообразных и твердых агрессивных сред следует устанавливать в соответствии с таблицами Ж.3 и Ж.5, при воздействии жидких сред — с таблицей Ж.4, а при воздействии жидких хлоридных сред — с таблицей Г.1.

5.4.15 Толщину защитного слоя тяжелого и легкого бетонов конструкций плоских плит, полок ребристых плит и полок стеновых панелей допускается принимать равной 15 мм для слабоагрессивной и среднеагрессивной степени воздействия газообразной среды и 20 мм — для сильноагрессивной степени, независимо от класса арматурных сталей. Для неметаллической композитной арматуры толщина защитного слоя назначается из условия обеспечения совместной работы арматуры с бетоном.

Толщину защитного слоя монолитных конструкций следует принимать на 5 мм более значений, указанных в таблицах Г.1, Ж.3, Ж.4, Ж.5.

Для предварительно напряженных железобетонных конструкций 2-й категории трещиностойкости ширину непродолжительного раскрытия трещин допускается увеличивать на 0,05 мм при повышении толщины защитного слоя на 10 мм.

5.4.16 Для конструкций 3-й категории трещиностойкости применение проволоки классов B-I и Вр-I диаметром менее 4 мм не допускается в конструкциях, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах.

5.4.17 Арматурные канаты для предварительно напряженных железобетонных конструкций следует изготавливать из проволоки диаметром не менее 2,5 мм в наружных и не менее 2,0 мм — во внутренних слоях каната.

5.4.18 Применение бетонных и железобетонных конструкций из легких бетонов в агрессивных средах допускается наравне с тяжелыми бетонами при соответствии их физико-технических характеристик соответствующим характеристикам тяжелых бетонов.

5.4.19 Несущие конструкции из легких бетонов на пористых заполнителях с водопоглощением свыше 14% объема для применения в агрессивных средах не допускаются.

5.4.20 Ограждающие конструкции из легких и ячеистых бетонов для производств с агрессивными газообразными и твердыми средами следует применять в соответствии с таблицей Л.1.

5.4.21 Железобетонные конструкции из армоцемента допускается применять в слабоагрессивной газообразной, жидкой и твердой средах при условии армирования оцинкованной арматурой или неметаллической композитной арматурой. В жидкой и твердой средах необходимо применять вторичную защиту поверхности армоцементных конструкций.

Воздействие огня на бетон

Воздействие огня на бетон

Как мы обсуждали в нашем последнем блоге, строительные материалы часто бывают повреждены несколькими типами. Понимание механических и физических свойств строительных материалов и воздействия тепла на эти свойства являются важными аспектами оценки ущерба. Знание того, как тепло влияет на различные строительные материалы, может помочь определить уровень повреждения компонентов здания.

Что происходит, когда бетон подвергается воздействию огня?

Бетон, подвергшийся воздействию повышенных температур в результате пожара, может испытывать как механические, так и химические изменения. Возможные механические изменения включают:

• Отслаивание — Вытеснение кусков бетона из поверхностного слоя.
• Внешнее растрескивание — тепловое расширение и обезвоживание бетона.

Оба могут обеспечивать проходы для прямого нагрева открытой арматуры (арматуры).

Пример отслаивания бетонного покрытия от нижней части эстакады в результате пожара:

Пример растрескивания бетонной балки в результате пожара:

При температурах выше 260 ° C (500 ° F) арматура может стать хрупкой (также известной как «синяя хрупкость»). При температурах выше 704 ° C (1300 ° F) арматурный стержень может потерять 20% своей расчетной прочности. Разрушение конструкции железобетона часто происходит, когда эффективная прочность на растяжение стальной арматуры теряется из-за нагрева.

К потенциальным химическим изменениям в бетоне, подвергающимся воздействию тепла огня, относятся:

Сводные изменения

• Увеличение объема агрегатов на кварцевой основе
• Известняковые агрегаты разлагаются

Обесцвечивание из-за изменения состава бетона

• Бетон станет розовым в результате химических изменений в составах, содержащих железо

Карбонизация

• Разрушение цементного теста в бетоне
• Приводит к снижению щелочности или защитному покрытию, которое способствует коррозии арматуры.

Пример химических изменений в бетоне, поврежденном огнем:

Обесцвечивание в розовый —

Обозначает химические изменения в железосодержащих соединениях. Происходит, когда температура превышает 300 ° C (570 ° F) в течение длительного периода. Указывает на неисправность, не подлежащую ремонту, и требует замены бетона.

В отличие от стали, свойства бетона не меняются. Это связано с преобразованием физических и химических свойств самого цемента.

В следующем блоге мы обсудим методы, которые можно использовать для оценки воздействия огня на различные элементы конструкции.

Воздействие огня на бетонные конструкции

Обрушение конструкции шоссе на этой неделе в Атланте должно подчеркнуть концепцию, согласно которой бетон и кладка могут быть «негорючими», но их нельзя считать полностью пожаробезопасными. Часто я сталкиваюсь с людьми, которые считают, что их здание из стали или каменной кладки означает, что оно не особенно восприимчиво к серьезным повреждениям от пожара.Конечно, в этих случаях присутствует элемент огнестойкости просто из-за неспособности материала гореть и, таким образом, общего снижения пожарной нагрузки. Однако только потому, что сами конструктивные элементы не вносят особого вклада в пожарную нагрузку, это не означает, что чрезмерное нагревание от пожара не вызовет серьезных или даже катастрофических повреждений.

Основные материалы бетона (т.е. цемент и заполнители) химически соединяются с образованием материала, который по существу является инертным.Как отмечается в публикации «Бетон и огонь», выпущенной Центром бетона, «Бетон не горит — его нельзя« поджечь », как другие материалы в здании, и он не выделяет токсичных паров при воздействии огня. Кроме того, в отличие от некоторых пластмасс и металлов он не выделяет дым и не капает расплавленные частицы, поэтому не увеличивает пожарную нагрузку ».

Что еще более важно с точки зрения пожарной безопасности, бетон имеет относительно низкую теплопроводность. Эта низкая скорость теплопередачи позволяет бетону действовать как эффективный противопожарный барьер между соседними помещениями.

«Скорость повышения температуры через поперечное сечение бетонного элемента относительно медленная, поэтому внутренние зоны не достигают таких высоких температур, как поверхность, подверженная воздействию огня», — продолжает публикация.

Когда огонь подвергает бетон воздействию высоких температур, это может привести к значительным повреждениям из-за температурного удара материала. По сути, как и большинство других материалов, бетон расширяется при нагревании. При сильном нагревании внешние слои расширяются намного быстрее, чем внутренние части.Это «дифференциальное расширение» нелегко поглощается бетонным материалом, что может привести к разделению слоев и, в конечном итоге, к отрыву. Тот же эффект может произойти и в обратном направлении, когда огонь тушат струями из шланга или автоматическими спринклерными системами. В этом случае, когда горячий бетон внезапно остывает, внешний слой может сузиться с другой скоростью и отколоться.

Кроме того, если чрезмерное тепло проникает в бетон настолько, что ослабляет компоненты стальной арматуры в бетоне, структурная целостность всей конструкции может быть нарушена.

Графика The Concrete Center

Хотя бетонные конструкции, такие как автомобильный мост в Атланте, безусловно, устойчивы к повреждениям от огня, вы всегда должны учитывать последствия любого пожара, когда бетон или кладка подвергается воздействию высоких температур. В этом случае воздействие тепла во время продолжающегося инцидента могло привести к серьезным травмам или смерти людей, осуществляющих реагирование, или гражданских лиц, которые не выдерживали достаточного расстояния от зоны обрушения.

Если в какой-либо момент во время пожара вы заметите серьезное растрескивание, образование явных трещин, обнаженную конструкционную сталь или прогиб конструкции, вы должны немедленно принять меры для удаления всего персонала из зоны обрушения.

Бетон, поврежденный огнем | Дадли Инжиниринг

Фонд подвергся сильному огню

Dudley Engineering была привлечена для проведения структурной оценки фундамента в Брайане, штат Техас, который подвергся сильному пожару.Пожар 4-Alarm привел к полной потере надстройки, и владелец благоразумно обратился к Dudley Engineering, чтобы убедиться, не был ли поврежден фундамент, перед восстановлением.

Директор, Брайан Тайсон, ЧП провел оценку, которая состояла из визуальной оценки фундамента, включая:

• следы ожога
  • Пятна дыма и следы ожога обычно являются хорошими индикаторами участков, подвергшихся воздействию высоких температур, и требуют дальнейшей оценки (см. Звуковой молоток ниже)
• трещин
  • Бетон, подвергшийся сильному нагреву и затем облитый водой, как это обычно бывает при обычном строительном пожаре, может привести к резким изменениям температуры и, следовательно, к быстрому расширению и сжатию бетона, приводящему к образованию трещин.Подумайте о том, чтобы поместить стакан в морозильную камеру, а затем вынуть его и протечь горячей водой, он треснет (хотя мы никогда раньше не делали этого).
• изменений цвета
  • Изменение цвета бетона может указывать на то, что бетон подвергся воздействию тепла, превышающего 550 ° F. Бетон, подвергающийся воздействию температур выше 550 ° F, часто приобретает розовый оттенок, что указывает на химические изменения в железосодержащих заполнителях и цементном тесте.
• сколов на поверхности
  • Высокая температура может вызвать испарение поровой воды в бетоне, что может привести к растрескиванию бетона.

Оценка также включала испытания бетона с помощью молотка . Звуковой молоток можно использовать для сравнения резонанса бетона после удара молотка. Здоровый бетон при ударе будет издавать резкий высокочастотный звонкий звук, в то время как поврежденный или некачественный бетон, как правило, будет издавать глухой стук или мягкий шум.Мы, в подтверждение многих задокументированных случаев, пришли к выводу, что ударный молоток является надежным и экономичным средством оценки повреждений бетона в результате пожара. Звуковой молоток также можно использовать для разрушающих испытаний для оценки прочности бетона. Здоровый бетон будет разбит парой ударов звучащим молотком, в то время как бетон, поврежденный высокой температурой, рассыпется от нескольких сильных ударов. Кроме того, механика разрушения бетона, поврежденного нагреванием, уникальна тем, что плоскость разрушения обычно формируется вокруг заполнителя, а не непосредственно через заполнитель, что характерно для здорового бетона.

Чтобы узнать больше о возможностях Dudley Engineering по оценке и диагностике конструкций, щелкните ссылку.

Меловая цементная паста — для бетона, поврежденного при нагревании

Связанные

Почему взрывается бетон?

Бетон, вероятно, настолько близок к чудесному материалу, насколько мы когда-либо собирались получить.Он очень прочный, дешевый, универсальный и долговечный. Римляне использовали его для строительства многих из своих самых старых сохранившихся построек, и это было настолько важно, что люди потратили сотни лет, пытаясь воссоздать рецепт после того, как он был утерян для истории.

Но у бетона есть одна большая слабость: огонь.

Когда бетон нагревается до чрезвычайно высоких температур, он может взорваться. Эти взрывы могут иметь довольно серьезные последствия, когда пожар возникает рядом с бетонной конструкцией, но фактический процесс взрыва не очень хорошо понимается учеными.

Новое исследование, однако, пытается изменить это, воссоздав эти взрывы в лаборатории.

В ходе исследования швейцарские и французские ученые создали собственный высококачественный бетон и нагрели его до нескольких сотен градусов. Затем они сняли его на стандартную камеру и использовали нейтронную томографию, в результате которой было получено трехмерное изображение взрывающегося бетона.

Взгляните на их камеру:

Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Исследователи уже знали, что эти взрывы были вызваны испарением водяного пара, находящегося внутри бетона. Вода расширяется при нагревании, и в конечном итоге давление достигает критической точки, когда конструкция разрушается. Но в этом исследовании ученые установили точный механизм.

Вот что происходит: когда бетон нагревается, цемент внутри становится обезвоженным, теряя часть воды в виде пара. Этот водяной пар начинает удаляться от источника тепла, но остается внутри структуры бетона.

Типичный бетон с высокими эксплуатационными характеристиками чрезвычайно непористый, поэтому в конечном итоге водяной пар исчерпывает места для расширения. Когда это происходит, давление начинает расти, а взрыв — лишь вопрос времени.

Вооруженные этими знаниями, исследователи смогли разработать набор добавок, которые могли бы предотвратить эти взрывы и сделать бетон более безопасным при нагревании.

Это хорошая новость для пожарных, которые работают возле бетона. В будущем им не придется беспокоиться о том, что на них взорвутся целые конструкции при тушении пожаров.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Глоссарий

Глоссарий

Глоссарий

Ускоритель: Топливо или окислитель, часто воспламеняющаяся жидкость, используемый для инициирования огня или увеличения скорости роста или распространения огня.(NFPA 921 3.3.2)

Аморфный : Некристаллический и без дальнего порядка.

Ампер: Единица электрического тока, эквивалентная потоку в один кулон в секунду; один кулон определяется как 6,24х10 18 электронов. (NFPA 921 3.3.6)

Arc: Высокотемпературный световой электрический разряд через зазор или через среду, например обугленную изоляцию. (NFPA 921 3.3.7) (Примечание: это определение не является общепринятым; в этой программе мы используем искру и дугу взаимозаменяемо)

Дуга насквозь: Дуга, связанная с матрицей обугленного материала (например,g., обугленная изоляция проводника), которая действует как полупроводящая среда. (NFPA 921 3.3.8)

Зона происхождения: Комната или место, где начался пожар. (См. Также пункт отправления) (NFPA 921 3.3.9)

Поджог: Преступление в виде злонамеренного и преднамеренного или опрометчивого наблюдения за огнем или взрыва. (NFPA 921 3.3.11)

Самовоспламенение: Возгорание происходит от тепла, но без искры или пламени. (NFPA 921 3.3.12)

Температура самовоспламенения: Самая низкая температура, при которой горючие материалы воспламеняются на воздухе без искры пламени. (NFPA 921 3.3.13) Температура самовоспламенения, свойство материала, существенно меняется в зависимости от условий; Иногда предполагается, что этот термин относится к температуре, измеренной для данного материала с использованием определенной процедуры ASTM. В этой программе мы используем этот термин для обозначения температуры горения без искры или пламени в условиях, соответствующих обсуждаемому вопросу.

Обратная тяга : Возгорание в результате внезапного попадания воздуха в замкнутое пространство, содержащее продукты неполного сгорания с недостатком кислорода. (NFPA 921 3.3.14)

Бусина : Закругленная глобула повторно затвердевшего металла на конце остатков электрического проводника, образовавшаяся в результате дугового разряда и характеризующаяся резкой линией разграничения между расплавленной и нерасплавленной поверхностями проводника. (NFPA 921 3.3.15)

Транспортное средство, работающее на двух видах топлива. : Транспортные средства с двумя отдельными топливными системами (резервуарами для хранения) с возможностью получения топлива из одной или другой.

Причина : Обстоятельства, условия или действия, которые вызвали или привели к происшествию пожара или взрыва, материальному ущербу в результате пожара или взрыва, телесным повреждениям или гибели людей в результате пожара или взрыва. (NFPA 921 3.3.22)

Потолочная форсунка : Относительно тонкий слой текущих горячих газов, который образуется под горизонтальной поверхностью (например, потолком) в результате удара струи и движения потока газа по горизонтали.(NFPA 921 3.3.23)

Слой потолка : Плавучий слой горячих газов и дыма, образующийся при пожаре в отсеке. (NFPA 921 3.3.24)

Char : Обожженный углеродистый материал, имеющий почерневший вид. (NFPA 921 3.3.25)

Горючий : Способен к горению, как правило, на воздухе при нормальных условиях окружающей температуры и давления, если не указано иное; горение может произойти в случаях, когда в воздухе присутствует окислитель, отличный от кислорода (например,g., хлор, фтор или химические вещества, содержащие в своей структуре кислород). (NFPA 921 3.3.28)

Горючая жидкость : Жидкость с температурой вспышки 37,8 ° C (100 ° F) или выше. (См. Также Легковоспламеняющиеся жидкости.) (NFPA 921 3.3.30)

Продукты сгорания : Тепло, газы или твердые частицы и жидкие аэрозоли, образующиеся при горении. (NFPA 921 3.3.31)

Сжатый природный газ (CNG): Природный газ представляет собой смесь углеводородов, в основном метана.В качестве природного газа в транспортных средствах используется сжатый природный газ (КПГ) или сжиженный природный газ (СПГ). СПГ сжимается до 2400-3600 фунтов на квадратный дюйм и хранится на борту транспортного средства в специально разработанных и сконструированных цилиндрах. (Министерство энергетики США, Руководство покупателя автомобилей для потребителей, 2006 г.)

Проводимость : Передача тепла другому телу или внутри тела при прямом контакте. (NFPA 921 3.3.32)

Конвекция : передача тепла путем циркуляции в среде, такой как газ или жидкость.(NFPA 921 3.3.33)

Зажигание холодным пламенем: Относительно медленная, самоподдерживающаяся, почти не светящаяся газофазная реакция образца или продуктов его разложения с окислителем. Холодное пламя видно только в затемненном месте. (NFPA 325, 1994) См. Зажигание горячим пламенем.

Порог воспламенения холодным пламенем (CFT): Самая низкая температура, при которой наблюдается воспламенение холодного пламени для конкретной системы.

Ток : поток электрического заряда.(NFPA 921 3.3.34)

Дедуктивное рассуждение : Процесс, посредством которого выводы делаются путем логического вывода из заданных посылок. (NFPA 921 3.3.35)

Дефлаграция : распространение зоны горения со скоростью, меньшей, чем скорость звука в непрореагировавшей среде. (NFPA 921 3.3.36)

Обнаружение : 1) Обнаружение наличия пожара, особенно детектором по одному или нескольким продуктам возгорания, таким как дым, тепло, ионизированные частицы, инфракрасное излучение и т.п.2) Акт или процесс обнаружения или локализации пожара. (NFPA 921 3.3.37)

Детонация : распространение зоны горения со скоростью, превышающей скорость звука в непрореагировавшей среде. (NFPA 921 3.3.38)

Диффузионное пламя : Пламя, в котором топливо и воздух смешиваются или диффундируют вместе в области горения. (NFPA 921 3.3.39)

Drop Down : Распространение огня при падении или падении горящих материалов.Синоним слова «упасть». (NFPA 921 3.3.40)

Электрическая искра : Маленькая раскаленная частица, образованная несколькими дугами. (NFPA 921 3.3.42) (Примечание: это определение не является общепринятым; в этой программе мы взаимозаменяемо используем искру и дугу)

Электромобиль (EV): Транспортное средство, приводимое в движение электродвигателем с питанием от бортовых аккумуляторов.

Пожар : Процесс быстрого окисления, который представляет собой химическую реакцию, приводящую к выделению света и тепла различной интенсивности.(NFPA 921 3.3.53)

Причина пожара : Обстоятельства, условия или действия, которые объединяют вместе топливо, источник воспламенения и окислитель (например, воздух или кислород), что приводит к пожару или взрыву горения. (NFPA 921 3.3.55)

Образцы пожара : видимые или измеримые физические эффекты, которые остаются после пожара. (NFPA 921 3.3.58)

Распространение огня : Движение огня из одного места в другое.

Пламя : Тело или поток газообразного материала, участвующий в процессе горения и излучающий лучистую энергию… В большинстве случаев некоторая часть излучаемой лучистой энергии видна человеческому глазу.(NFPA 921 3.3.63)

Flameover : Состояние, при котором несгоревшее топливо (пиролизат) от возникшего пожара накопилось в слое перекрытия до достаточной концентрации (то есть на уровне нижнего предела воспламеняемости или выше), при котором оно воспламеняется и горит; может происходить без воспламенения и до возгорания других видов топлива, отличных от источника. (NFPA 921 3.3.65)

Легковоспламеняющийся : Способен гореть пламенем. (NFPA 921 3.3.66)

Предел воспламеняемости : Верхний и нижний предел концентрации при указанной температуре и давлении горючего газа или пара воспламеняющейся жидкости и воздуха, выраженный в процентах от объема топлива, который может воспламениться.(NFPA 921 3.3.67)

Легковоспламеняющаяся жидкость : жидкость с температурой вспышки в закрытом тигле ниже 37,8 ° C (100 ° F) и максимальным давлением пара 2068 мм рт.ст. (40 psia) при 37,8 ° C (NFPA 921 3.3. 68)

Огнеопасный Диапазон : Диапазон концентраций между нижним и верхним пределами воспламеняемости. (NFPA 921 3.3.69)

Вспышка огня : Пожар, который быстро распространяется через диффузное топливо, такое как пыль, газ или пары воспламеняющейся жидкости, без создания разрушающего давления.(NFPA 921 3.3.70)

Температура воспламенения жидкости : Самая низкая температура жидкости, определенная специальными лабораторными испытаниями, при которой жидкость выделяет пар с достаточной скоростью, чтобы поддерживать мгновенное пламя на ее поверхности. (NFPA 921 3.3.71) Как и в случае с самовоспламенением, существует специальная процедура испытаний ASTM для многократного измерения температуры воспламенения; значение которого будет значительно варьироваться в зависимости от условий.

Перекрытие : переходная фаза в развитии пожара в отсеке, при котором поверхности, подверженные тепловому излучению, достигают температуры возгорания более или менее одновременно, и огонь быстро распространяется по всему помещению, что приводит к полному вовлечению помещения или полному вовлечению отсека или закрытого помещения. пространство.(NFPA 921 3.3.72)

Транспортные средства с гибким топливом (FFV) : Транспортные средства, построенные с одной системой привода и одним топливным баком, но двигатель может работать на разных видах топлива. FFV предоставляют варианты для работы с различными видами топлива в зависимости от того, что доступно в любой момент времени.

Топливо : Материал, поддерживающий горение при определенных условиях окружающей среды. (NFPA 921 3.3.74)

Топливный газ : Природный газ, промышленный газ, сжиженный нефтяной газ и аналогичные газы, обычно используемые в коммерческих или жилых целях, таких как отопление, охлаждение или приготовление пищи.(NFPA 921 3.3.75)

Топливная нагрузка : Общее количество горючего содержимого здания, помещения или зоны пожара, включая внутреннюю отделку и отделку, выраженное в единицах тепла или эквивалентном весе в древесине. (NFPA 921 3.3.76)

Пожар, контролируемый топливом : Пожар, при котором скорость тепловыделения и скорость роста регулируются характеристиками топлива, такими как количество и геометрия, и при котором имеется достаточно воздуха для горения.(NFPA 921 3.3.77)

Пожар, контролируемый топливом : Пожар, при котором скорость тепловыделения и скорость роста регулируются характеристиками топлива, такими как количество и геометрия, и при котором имеется достаточно воздуха для горения. (NFPA 3.3.77)

Полное вовлечение помещения : Состояние возгорания отсека, при котором весь объем охвачен огнем. (NFPA 3.3.78)

Газ : Физическое состояние вещества, которое не имеет собственной формы или объема и расширяется, принимая форму и объем контейнера или оболочки, которые оно занимает.(NFPA 3.3.79)

Светящееся горение : Светящееся горение твердого материала без видимого пламени. (NFPA 3.3.80)

Замыкание на землю : непреднамеренный ток, который течет за пределами нормального пути цепи, например (а) через заземляющий провод оборудования, (б) через проводящий материал, находящийся в контакте с более низким потенциалом (например, заземление), кроме электрической системы грунт (металлические водопроводные или водопроводные трубы и т. д.), (c) через комбинацию этих обратных путей заземления.(NFPA 3.3.81)
Опасность: любое расположение материалов и источников тепла, которое может нанести вред, например, травмы или возгорание горючих веществ. (NFPA 3.3.82)

Тепло : форма энергии, характеризующаяся вибрацией молекул и способная инициировать и поддерживать химические изменения и изменения состояния. (NFPA 3.3.83)

Вектор тепла и пламени : стрелка, используемая на чертеже сцены пожара, чтобы показать направление потока тепла, дыма или пламени.(NFPA 3.3.84)

Тепловой поток : мера скорости теплопередачи к поверхности, выраженная в киловаттах / м2, килоджоулей / м2 * с или британских тепловых единицах / фут * с. (NFPA 3.3.85)

Теплота сгорания: Тепло, выделяющееся при реакции топлива (обычно углеводорода) с кислородом с образованием воды и углекислого газа. [1] Значение указывается в единицах энергии на единицу массы или объема.

Heat of Ignition : Тепловая энергия, вызывающая возгорание.(NFPA 3.3.86)

Скорость тепловыделения (HRR): Скорость, с которой тепловая энергия вырабатывается при горении. (NFPA 3.3.87) Скорость тепловыделения используется в качестве объективного средства сравнения скорости горения топлива или групп топлив. Измеренная частота возгорания автомобиля будет зависеть от используемого источника возгорания, расположения источника возгорания и других условий.

High Explosive: Материал, способный выдерживать фронт реакции, который движется через непрореагировавший материал со скоростью, равной или большей скорости звука в этой среде [обычно 1000 м / с (3000 футов / сек)]; материал, способный выдержать детонацию (см. также детонацию) (NFPA 3.3.88)

Взрыв высокого порядка : Быстрый рост давления или взрыв большой силы, характеризующийся разрушающим действием на ограничивающую конструкцию или контейнер и большими расстояниями между ракетами. (NFPA 3.3.89)

Горячее пламя: Быстрая, самоподдерживающаяся, иногда слышимая газофазная реакция образца или продуктов его разложения с окислителем. Обычно реакцию сопровождает хорошо заметное желтое или синее пламя. (NFPA 325, 1994) Это видимое средство идентификации воспламенения ранее использовалось при тестовых измерениях температуры воспламенения.В последних процедурах испытаний используются другие средства обнаружения пламени. См. Зажигание холодным пламенем.

Гибридные автомобили : Характеризуется наличием более одной системы привода. Обычно бензиновые двигатели и электродвигатели используются для наиболее эффективной работы каждого из них.

Гиперголический материал : любое вещество, которое самовоспламеняется или взрывается при воздействии окислителя. (NFPA 3.3.90)

Воспламеняющаяся жидкость : Любая жидкость или жидкая фаза любого материала, способного разжечь огонь, включая легковоспламеняющуюся жидкость, горючую жидкость или любой другой материал, который можно сжижать и сжигать.(NFPA 3.3.91)

Зажигание : Процесс инициирования самоподдерживающегося горения. (NFPA 3.3.92)

Энергия зажигания : Количество тепловой энергии, которое должно быть поглощено веществом для воспламенения и горения. (NFPA 3.3.93)

Температура воспламенения : Минимальная температура, которой должно достигнуть вещество для воспламенения при определенных условиях испытаний. (NFPA 3.3.94)

Индуктивное рассуждение : Процесс, с помощью которого человек начинает с определенного опыта и переходит к обобщениям.(NFPA 3.3.96)

Isochar : линия на диаграмме, соединяющая точки одинаковой глубины обугливания. (NFPA 3.3.97)

Джоуль : предпочтительная единица измерения тепла, энергии или работы в системе СИ; в калории 4,184 джоулей, а в британской термической единице (БТЕ) ​​- 1055 джоулей. Ватт — это Джоуль в секунду. (См. Также британские тепловые единицы и калории). (NFPA 3.3.98)

Киловатт : измерение скорости выделения энергии. (NFPA 3.3.99)

Температура возгорания : См. Температура возгорания.(NFPA 3.3.100)

Наслоение : систематический процесс удаления обломков сверху вниз и наблюдения за относительным расположением артефактов на месте пожара. (NFPA 3.3.101)

Сжиженный углеводородный газ (СНГ) : СНГ на 90% состоит из пропана, а остальное — бутан, пропилен и другие газы.

Low Explosive : Взрывчатое вещество, скорость реакции которого составляет менее 1000 м / с (3000 футов / с). (NFPA 3.3.102)

Взрыв низкого порядка : Медленный рост давления или взрыв малой силы, характеризующийся толкающим или выталкивающим действием на ограничивающую конструкцию или контейнер, а также малой дальностью полета.(NFPA 3.3.103)

Материал, который первым воспламенился : Топливо, которое первым воспламеняется от тепла воспламенения; Чтобы иметь смысл, необходимо указать как тип материала, так и его форму. (NFPA 3.3.104)

Минимальная энергия воспламенения Минимально возможная энергия, которая приведет к воспламенению горючей смеси электрическим разрядом. Минимальная энергия воспламенения зависит от состава смеси и других условий.

Негорючий материал : Материал, который в том виде, в котором он используется, и при ожидаемых условиях не воспламеняется, не горит, не поддерживает горение или не выделяет легковоспламеняющиеся пары при воздействии огня или тепла. Также называется негорючим материалом (не рекомендуется). (NFPA 3.3.105)

Негорючий : (1) Трудно гореть пламенем. (2) Не воспламеняется и не горит под воздействием огня. Его антоним легко воспламеняется. (NFPA 3.3.105)

Ом : Единица электрического сопротивления (R), которая измеряет сопротивление между двумя точками проводника, когда постоянная разность потенциалов в один вольт между этими двумя точками создает в этом проводнике ток в один ампер. (NFPA 3.3.107)

Происхождение : См. Пункт происхождения или район происхождения. (NFPA 3.3.108)

Перегрузка по току : Любой ток, превышающий номинальный ток оборудования или допустимую нагрузку на проводник; это может быть результатом перегрузки, короткого замыкания или замыкания на землю.(NFPA 3.3.109)

Перегрузка : Эксплуатация оборудования с превышением номинальной номинальной полной нагрузки или превышения номинальной допустимой токовой нагрузки, которая, если она сохраняется в течение достаточного времени, может вызвать повреждение или опасный перегрев. (NFPA 3.3.110)

Дефицит кислорода : Недостаток кислорода для поддержания горения. (См. Также пожар, управляемый вентиляцией.) (NFPA 3.3.111)

Разделительная дуга : Кратковременный электрический разряд, который может возникнуть, когда ток в цепи под напряжением прерывается из-за разделения проводников.

Управляемая температура воспламенения : см. 3.3.94, Температура воспламенения. (NFPA 3.3.112

Пластик : любой из широкого диапазона природных или синтетических органических материалов с высокой молекулярной массой, которым можно придать желаемую форму давлением, нагреванием, экструзией и другими способами. (NFPA 3.3.113) (См. Полимеры)

Шлейф : столб горячих газов, пламени и дыма, поднимающийся над огнем; также называется конвекционной колонной, тепловой восходящей тягой или тепловой колонной.(NFPA 3.3.114)

Точка происхождения : точное физическое место, где источник тепла и топливо вступают в контакт друг с другом и начинается пожар. (NFPA 3.3.115)

Полимеры : большие молекулы неметаллических элементов, состоящие из множества повторяющихся единиц (мер). Обычно называют пластиком. (См. Пластик)

Пожар в бассейне : Пожар в бассейне — это пожар, горящий над горизонтальным резервуаром испаряющегося углеводородного топлива, где топливо имеет нулевой или низкий начальный импульс.Возгорание пула может быть статическим (например, там, где находится пул) или «текущим» возгоранием.

Реакция перед пламенем: Медленная, не светящаяся газовая реакция образца или продуктов его разложения с окислителем. (NFPA 325, 1994) В последних процедурах испытания температуры воспламенения используются невизуальные средства обнаружения пламени для определения температур воспламенения, вызывающих предпламенные реакции

Порог реакции перед пламенем (RTT): Самая низкая температура, при которой наблюдаются экзотермические газофазные реакции для конкретной системы.(NFPA 325, 1994)

Пламя с предварительной смесью : Пламя, в котором топливо и окислитель смешиваются перед сгоранием, как в лабораторной горелке Бунзена или газовой плите; распространение пламени определяется взаимодействием между скоростью потока, процессами переноса и химической реакцией. (NFPA 3.3.116)

Консервация : Применение или использование мер по предотвращению повреждения, изменения или исправления или порчи. (NFPA 3.3.117)

Продукты сгорания : См. Продукты сгорания.(NFPA 3.3.118)

Время распространения: Время, необходимое для распространения огня из одной точки транспортного средства в другую, часто используется в отношении времени распространения огня из одной точки транспортного средства в пассажирский салон.

Ближайшая причина : Причина, которая непосредственно вызывает следствие без вмешательства какой-либо другой причины. (NFPA 3.3.119)

Пиролиз : Химическое разложение соединения на одно или несколько других веществ только под действием тепла; пиролиз часто предшествует горению.(NFPA 3.3.120)

Пирофорный материал : Любое вещество, которое самовоспламеняется при воздействии атмосферного кислорода. (NFPA 3.3.121)

Закалка : Прекращение горения из-за теплопередачи и массопереноса к поверхности или аэродинамических эффектов, таких как поля деформации и быстрое перемешивание.

Расстояние гашения : характерный масштаб длины, связанный с ламинарным гашением пламени во время распространения в узком канале или трубе.

Лучистое тепло : Тепловая энергия, переносимая электромагнитными волнами, которые длиннее световых и короче радиоволн; лучистое тепло (электромагнитное излучение) увеличивает ощутимую температуру любого вещества, способного поглощать излучение, особенно твердых и непрозрачных предметов. (NFPA 3.3.122)

Излучение : Передача тепла посредством электромагнитной энергии. (NFPA 3.3.123)

Скорость тепловыделения .См. Скорость тепловыделения. (NFPA 3.3.124)

Rekindle : Возврат к пламенному горению после очевидного, но неполного тушения. (NFPA 3.3.125)

Rollover : См. 3.3.65, Flameover.

Научный метод : Систематическое стремление к знаниям, включающее распознавание и формулировку проблемы, сбор данных посредством наблюдения и эксперимента, а также формулировку и проверку гипотез. (NFPA 3.3.129)

Место взрыва : Кратероподобное углубление, образовавшееся в месте возникновения взрыва. (NFPA 3.3.130)

Вторичный взрыв : Любой последующий взрыв в результате первоначального взрыва. (NFPA 3.3.132)

Самонагревание : Результат экзотермических реакций, спонтанно протекающих в некоторых материалах при определенных условиях, при которых тепло выделяется со скоростью, достаточной для повышения температуры материала.(NFPA 3.3.133)

Самовоспламенение : Возгорание в результате самонагрева. Синоним самовозгорания. (NFPA 3.3.134)

Температура самовоспламенения : минимальная температура, при которой самонагревающиеся свойства материала приводят к воспламенению. (NFPA 3.3.135)

Короткое замыкание : Аномальное соединение с низким сопротивлением между обычными проводниками цепи, где сопротивление обычно намного больше; это ситуация перегрузки по току, но это не перегрузка.(NFPA 3.3.136)

Дым : переносимые по воздуху твердые и жидкие частицы и газы, выделяющиеся при пиролизе или сгорании материала, вместе с количеством воздуха, которое уносится или иным образом смешивается с массой. (NFPA 3.3.137)

Конденсат дыма : Конденсированный остаток взвешенных паров и жидких продуктов неполного сгорания. (NFPA 3.3.138)

Дымовой взрыв : См. 3.3.14, Обратная тяга.(NFPA 3.3.139)

Тление : Горение без пламени, обычно с раскаленным пламенем и дымом. (NFPA 3.3.140)

Сажа : Черные частицы углерода, образующиеся в пламени. (NFPA 3.3.141)

Отслаивание : Выкрашивание или точечная коррозия бетонных или каменных поверхностей. (NFPA 3.3.142)

Искра : Движущаяся частица твердого материала, излучающая лучистую энергию из-за своей температуры или процесса горения на ее поверхности.(NFPA 3.3.143)

Хищение : Утрата, уничтожение или существенное изменение объекта или документа, который является доказательством или потенциальным доказательством в судебном разбирательстве, лицом, несущим ответственность за его сохранение. (NFPA 3.3.144)

Самопроизвольное нагревание : Процесс, при котором температура материала увеличивается без отвода тепла от окружающей среды. (NFPA 3.3.145)

Самовозгорание : Возгорание материала в результате внутренней химической или биологической реакции, в результате которой выделяется достаточно тепла для воспламенения материала.(NFPA 3.3.146)

Тушение : Сумма всей работы, проделанной для тушения пожара, начиная с момента его обнаружения. (NFPA 3.3.147)

Целевое топливо : Топливо, которое может воспламениться под действием теплового излучения, например, от пламени или слоя горячего газа. (NFPA 3.3.148)

Температура : Степень явного тепла тела, измеренная термометром или аналогичным прибором. (NFPA 3.3.149)

Термоколонка : см. 3.3.114, Плюм. (NFPA 3.3.150)

Тепловое расширение : Пропорциональное увеличение длины, объема или площади поверхности тела с повышением температуры. (NFPA 3.3.151)

Термическая инерция : Свойства материала, характеризующие скорость повышения температуры его поверхности при воздействии тепла; связаны с произведением теплопроводности материала (k), его плотности (?) и его теплоемкости (c). (NFPA 3.3.152)

Термопласт : Пластиковые материалы, которые размягчаются и плавятся под воздействием тепла и могут достигать текучести.(NFPA 3.3.153)

Термореактивные пластмассы : Пластмассы, которые в процессе производства затвердевают до постоянной формы и обычно не размягчаются при нагревании; обычно образуют обугливание при пожаре. (NFPA 3.3.154)

Верхний слой : См. Потолочный слой. (NFPA 3.3.156)

Пар : Газовая фаза вещества, особенно тех, которые обычно являются жидкими или твердыми при обычных температурах. (См. Также Gas.) (NFPA 3.3.157)

Плотность пара : Отношение средней молекулярной массы данного объема газа или пара к средней молекулярной массе равного объема воздуха при той же температуре и давлении. (NFPA 3.3.158)

Вентиляционное отверстие : отверстие для прохождения или рассеивания жидкостей, таких как газы, пары, дым и т.п. (NFPA 3.3.159)

Вентиляция : Циркуляция воздуха в любом помещении за счет естественного ветра или конвекции либо с помощью вентиляторов, нагнетающих воздух в здание или вытяжных из него; противопожарная операция по удалению дыма и тепла из конструкции путем открытия окон и дверей или проделывания отверстий в крыше.(NFPA 3.3.160)

Пожар с контролируемой вентиляцией : Пожар, при котором скорость или рост тепловыделения регулируется количеством воздуха, доступного для огня. (NFPA 3.3.161)

Вентиляция : Выход дыма и тепла через отверстия в здании. (NFPA 3.3.162)

Вольт (В) : Единица электрического давления (электродвижущая сила), представленная символом «E»; разность потенциалов, необходимая для протекания тока в один ампер через сопротивление в один Ом.(NFPA 3.3.163)

Ватт (Вт) : Единица мощности или скорость работы, равная одному джоулю в секунду, или скорость работы, представленная током в один ампер при потенциале в один вольт. (NFPA 3.3.164)

Список литературы

1. Куо, К., Принципы горения , 1986.

ОЦЕНКА ПОЖАРНЫХ БЕТОННЫХ СТЕНОК

ВВЕДЕНИЕ

Противопожарная безопасность требует, чтобы стена не только препятствовала распространению огня из одной области в другую, но также сохраняла свою структурную целостность во время тушения пожара.Если люди, пожарные и содержимое здания должны быть полностью защищены, конструкция не должна разрушаться, подливать топливо в огонь или выделять токсичные газы во время пожара.

Бетонные противопожарные стены обеспечивают максимальную безопасность во время и после сильного пожара. Поскольку бетонная кладка представляет собой негорючий конструкционный материал, который не добавляет топлива в огонь и не выделяет токсичные газы, его широко используют для создания отсеков — сдерживания огня до тех пор, пока пожарные не смогут его контролировать.Кроме того, даже после сильного пожара бетонные стены, как правило, можно отремонтировать, просто залатав трещины и заделав швы строительным раствором, вместо того, чтобы требовать сноса и замены. Опыт со строительными пожарами показал, что наибольшие повреждения бетонных стен во время пожара часто возникают из-за потери опоры, а не в результате прямого пожара в кладке.

В данном TEK представлена ​​общая информация о методах оценки и методах ремонта, а также обсуждается, что можно ожидать после того, как бетонные стены будут подвергаться возгоранию.

ОЦЕНКА ПОЖАРНЫХ СТЕН

Предварительный осмотр

После возгорания необходимо как можно скорее провести предварительный осмотр, чтобы оценить: состояние конструкции, тип и серьезность проблем, наблюдаемых в пораженной (ых) зоне (ах), возможность восстановления и необходимость проведения подробное расследование. После сбора данных о конструкции здания и пожаре следует провести предварительное расследование, как только можно будет организовать безопасный вход в здание.

Первым этапом предварительного расследования является визуальный осмотр конструктивных элементов пострадавших от пожара участков. Признаки растрескивания, отслаивания, деформации, перекоса, несоосности элементов и / или обнажения стальной арматуры должны быть задокументированы. Можно измерить деформации, деформации и геометрию любых подозрительных элементов для сравнения с неэкспонированными элементами в той же конструкции. Эти наблюдения следует регистрировать, документируя тип повреждения и его серьезность для каждого пострадавшего члена.Это краткое описание помогает определить поврежденные элементы, нуждающиеся в более подробном исследовании, а также объем и характер любого необходимого ремонта.

В дополнение к визуальной оценке структурных элементов в зонах пожара, необходимо наблюдать за содержимым здания в этих зонах. Точки плавления различных материалов (см. Таблицу 1) указывают диапазоны температур, которые имели место в определенных областях, обеспечивая оценку максимальных температур, достигнутых во время пожара. Эти расчетные максимальные температуры помогают установить серьезность пожара относительно Стандартных методов испытаний на огнестойкость строительных конструкций и материалов, ASTM E119 (ref.2) пожарный тест или другой признанный исходный уровень. Если максимальные температуры во время пожара аналогичны максимальным температурам при испытании E 119, потенциальное повреждение бетонной кладки в некоторой степени предсказуемо, основываясь на истории испытаний E119 на бетонной кладке. Протокол испытания времени / температуры ASTM E119 показан на рисунке 1.

Существует большой объем данных о бетонных стенах, испытанных в соответствии с протоколом ASTM E119. Этот метод испытаний оценивает стены, подвергшиеся стандартному испытанию огнем.Критерии эффективности включают: устойчивость к повышению температуры на неэкспонированной стороне стены; сопротивление прохождению горячих газов или пламени через стену; структурная устойчивость во время испытания; и устойчивость кладки к разрушению под прямым воздействием струи пожарного шланга сразу после испытания на пожар. Исследования показали, что показатели огнестойкости бетонных стен неизменно определяются повышением температуры на холодной (неэкспонированной) стороне стены.

Таблица 1 — Приблизительные температуры плавления некоторых распространенных материалов (см.1)

Рисунок 1 — Кривая времени / температуры для испытаний ASTM E119 (ссылка 2)

Процедуры полевых испытаний

Часть предварительной проверки определяет необходимость дальнейших испытаний и оценки. Неразрушающие полевые испытания, такие как использование ударного отбойного молотка, обычно не используются с бетонной кладкой, поскольку полые ячейки во многих случаях мешают получению значимых результатов.Кроме того, обширные полевые испытания не всегда целесообразны, поскольку удаление и замена элемента, поврежденного пожаром, иногда может быть более экономичным, чем обширное испытание. Твердое понимание структурной инженерии и воздействия огня на строительные материалы неоценимо для этого процесса принятия решений.

При необходимости можно использовать методы разрушающих испытаний для оценки прочности монолитной бетонной кладки (см. Ссылку 3). Однако неоднородные огневые повреждения на противоположных сторонах стены и соответствующие различия в прочности могут привести к ненадежным результатам.В большинстве случаев испытания на прочность не нужны.

ОЦЕНКА БЕТОННОЙ КЛАДКИ

В общем, конструкционная бетонная кладка без чрезмерных деформаций, деформаций, перекосов или больших обширных трещин обычно может быть отремонтирована, а не заменена. Когда присутствуют такие типы условий, это указывает на то, что несущая способность элемента может быть нарушена, что потребует удаления и замены подозрительных элементов.

Пожары, такие как отложения сажи и дыма, точечная коррозия агрегатов, микротрещины, мелкие сколы и другие повреждения поверхности, как правило, требуют только косметического ремонта. В следующих разделах представлены более подробные инструкции по оценке различных характеристик бетонной кладки после пожара.

Трещины

Трещины шире примерно ¹ / ₁₆ дюйма (1,6 мм) должны быть дополнительно исследованы для определения потенциального воздействия на конструкцию. Когда арматурная сталь в кирпичной кладке, армированной обычным способом, не подвергается воздействию, можно предположить, что несущая способность стены относительно не изменится (см. Также «Открытое армирование» ниже).

Минометный шов Повреждение

Швы строительного раствора часто оказываются более подверженными воздействию огня, чем прилегающая поверхность кирпичной кладки. Когда бетонные стены подвергаются воздействию пожарного шланга сразу после воздействия огня в испытаниях ASTM E119, раствор в обезвоженном состоянии иногда вымывается, обычно на глубину около дюйма (6,7 мм). Во время реальных пожаров швы минометов, подвергшиеся наиболее сильному воздействию огня, могут размягчиться или стать известковыми, хотя это повреждение обычно не глубже, чем примерно дюйма.(19 мм). Однако эта потеря раствора не влияет на несущую способность бетонной кирпичной стены (поз. 4), поэтому в большинстве случаев ее можно адекватно отремонтировать путем фиксации.

Открытая арматура

Арматура, обнаженная во время или после пожара, должна быть оценена на предмет гашения, продольного изгиба и / или потери предварительного напряжения.

Исследователь должен учитывать, что любая оголенная сталь могла быть закалена во время тушения пожара. Это быстрое охлаждение вызывает потерю пластичности стали, что может снизить несущую способность элемента.

Визуальный осмотр любой открытой структурной арматуры может помочь оценить потенциальное структурное повреждение. Эта оценка должна быть привязана к рассматриваемому элементу: либо стена, армированная обычным способом, либо стена из предварительно напряженного состояния, как показано ниже.

В стенах, армированных обычным способом, местное коробление открытых арматурных стержней обычно указывает на то, что сталь подверглась прямому воздействию огня. Когда сталь подвергается воздействию температур 1100 ° F (593 ° C) или выше, стержни теряют примерно половину своего предела текучести, и возникает коробление.Если стержни обнажены, но не изогнуты или не деформированы иным образом, после воздействия огня могло произойти скалывание. В общем, внешне не деформированная наружная арматура вряд ли получит серьезные необратимые повреждения. Точно так же, если отслаивание не обнажает арматуру, то есть защита покрытия остается неповрежденной, прочность стены вряд ли будет нарушена.

С другой стороны, в кирпичных стенах из предварительно напряженного бетона может происходить значительная потеря предварительного напряжения без каких-либо видимых повреждений обнаженных арматурных элементов.Следовательно, для предварительно напряженной кладки любые открытые предварительно напряженные арматуры должны указывать на необходимость более глубокой оценки конструкции. Искривление сухожилия наблюдается редко, поскольку сухожилие обычно остается в напряжении даже при значительной потере предварительного напряжения.

ВЛИЯНИЕ ПОЖАРА НА ПРОЧНОСТЬ СТЕН — ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Одним из эффектов воздействия огня, как определено в ходе испытаний (ссылка 4), было снижение прочности стенок на сжатие из-за постепенного обезвоживания цемента и, в зависимости от типа заполнителя, расширения и изменения физических свойств заполнителя. используется в бетонных кладках.Снижение прочности на сжатие для 8 дюймов. (203-мм) блоки, подвергшиеся воздействию от 3 до 3½ часов огня, сильно различались, что привело к максимальному снижению на 50 процентов для некоторых типов бетонных блоков. Легкие заполнители, полученные путем расширения определенных минералов в печи, стабильны при воздействии огня, поэтому минимизируют потерю прочности. Во время испытаний бетонные блоки из известнякового заполнителя также показали значительную стабильность и минимизировали потерю прочности после воздействия огня (ссылка 4). Для широкого диапазона испытанных блоков кладки прочность стены после воздействия огня оставалась прямо пропорциональной прочности на сжатие бетонной кладки до воздействия огня.

Ряд 8-дюйм. Стены (203 мм) подвергались воздействию огня от 2½ до 3½ часов, охлаждались, затем подвергались еще 2½-часовому огню перед испытанием на прочность на сжатие. Эти результаты показали, что эти стены были способны выдерживать такие же или немного более высокие нагрузки, что и аналогичные стены, выставленные один раз в течение трех-четырех часов, а также служили эффективным противопожарным барьером во время второго пожара.

РЕМОНТ ПОЖАРНОЙ КЛАДКИ БЕТОНА

Для огнеупорной бетонной кладки без больших трещин или прогибов ремонт должен быть минимальным.Процедуры и рекомендации по ремонту трещин и заделке стыков с помощью раствора подробно описаны в документе «Техническое обслуживание бетонных стен», TEK 8-1A (ref. 5). Рекомендуемые процедуры очистки описаны в документе «Очистка бетонной кладки», TEK 8-4A (ссылка 6).

РЕЗЮМЕ

• В кирпичной кладке из обычного железобетона, если арматура не обнажена, вероятность повреждения конструкции мала.
• Перемычки и балки без чрезмерных прогибов вряд ли будут иметь структурные нарушения.
• Размягчение верхней поверхности раствора приводит к небольшой потере несущей способности и может быть легко отремонтирован путем вытачивания.
• Можно ожидать, что стены, подвергшиеся однократному пожару без структурных повреждений, будут так же хорошо себя вести при втором пожаре.
• Полевые испытания для оценки поврежденных огнем бетонных стен, как правило, не проводятся. Послепожарное расследование обычно состоит только из визуального осмотра.
• Если нет серьезных деформаций, трещин или смещения бетонных стен кладки, полное восстановление стены обычно может быть выполнено путем заделки трещин и заделки швов раствора.

Список литературы

1. Оценка состояния и альтернативы ремонта огнеупорных бетонных и каменных элементов. Национальный совет по кодам и стандартам бетонной и каменной промышленности, август 1994 г.
2. Стандартные методы испытаний строительных конструкций и материалов на огнестойкость, ASTM E 119-05. ASTM International, 2005.
3. Оценка существующей бетонной кладки, TEK 18-9A.Национальная ассоциация бетонщиков, 2003.
4. Менцель, Карл А. Испытания на огнестойкость и прочность стен бетонных блоков. Портлендская цементная ассоциация, январь 1934 г.
5. Ремонт бетонных стен, ТЭК 8-1А. Национальная ассоциация бетонщиков, 2003.
6. Очистка бетонной кладки, ТЭК 8-4А. Национальная ассоциация бетонщиков, 2005.

NCMA TEK 7-5A, редакция 2006 г.

NCMA и компании, распространяющие эту техническую информацию, не несут никакой ответственности за точность и применение информации, содержащейся в этой публикации.

Причиняют ли очаги пожара бетонный ущерб? — KansasCityConcrete: Concrete

Пожарные ямы обеспечивают отличное социальное пространство для любой открытой территории. Они эстетичны и бывают самых разных стилей и размеров; есть даже видеоролики, показывающие домовладельцам, как строить собственные костровые ямы. С этой растущей популярностью встает вопрос о том, как пожарная яма повлияет на бетон, на котором она установлена.

Как очаги пожара влияют на бетон

Начнем с того, что бетон не загорится сам по себе; он будет только «сжечь» , если он будет покрыт чем-то легковоспламеняющимся, т.е.е. жидкость для зажигалок, бензин или пластик. Бетон полностью состоит из негорючих материалов, отсутствие горючести делает его идеальным основанием для костра. Бетон будет расширяться при воздействии высоких температур, что потенциально может вызвать растрескивание. Хорошая новость заключается в том, что это взломание можно предотвратить, немного предусмотревшись.

Предотвращение повреждения бетона теплом

Есть несколько способов предотвратить повреждение бетона вашего патио от костровой ямы, но вы должны сначала подумать, хотите ли вы постоянную костровую яму или наземную мобильную костровую яму.

Надземные ямы для пожара и теплостойкие маты

Если у вас есть костровище, расположенное над землей, вы можете положить под него термостойкий мат, чтобы предотвратить попадание высоких температур на бетон. Эти маты относительно доступны и определенно дешевле, чем выполнять полный ремонт бетона один раз в год. Это также отличный способ предотвратить скопление золы, что упрощает уборку после пожара. Этот тип ямы для костра лучше всего подходит для бетона, потому что тепло ни в какой точке не будет напрямую контактировать с ним.

Подвижность этой костровой ямы также предотвращает перегрев одной конкретной области вашего бетона. Время от времени перемещайте яму на несколько футов, чтобы бетон оставался великолепным на долгие годы.

Ямы для долговременного пожара и растрескивание бетона

Постоянные очаги пожара обычно вызывают растрескивание бетона со временем. Это означает, что каждые несколько лет бетон необходимо будет заменять в этой области. Есть специальные добавки, которые могут быть добавлены в ваш бетон, чтобы предотвратить преждевременное растрескивание.Вы также можете добавить огнеупорный камень в качестве барьера между бетоном и ямой. Перед установкой костровой ямы вам следует проконсультироваться со специалистом по бетону, чтобы узнать все возможные варианты установки.

Другие соображения

• Чрезвычайно важно, чтобы бетон был идеально ровным в том месте, где вы хотите построить костровище. Из соображений безопасности вам нужно будет убедиться, что костровище находится на полностью устойчивой поверхности.
• Не ставьте костровище слишком близко к дому или к чему-либо легковоспламеняющемуся, т.е.е. деревянные настилы, растения или баллоны с пропаном.