Механизм и факторы
Огнестойкость бетона — это способность бетона противостоять огню или обеспечивать защиту от огня. Это включает способность конкретного структурного элемента продолжать выполнять определенную структурную функцию или ограничивать огонь.
Продолжительность времени, в течение которого такой элемент, как балка, колонна, стена, пол или крыша может выдержать пожар, называется степенью пожарной безопасности.
Огнестойкость контролируется как физическими, так и тепловыми свойствами структурного элемента. Факторы, влияющие на характеристики конструкции, включают в себя уровень напряжения в бетоне и стали, бетонное покрытие, склонность заполнителя и свободной влаги к образованию трещин и условия бокового ограничения.
Тем не менее, параметры, которые контролируют тепловые характеристики, включают в себя тип заполнителя, свободную влажность в бетоне (как впитанном, так и капиллярном) и объем бетона на квадратный метр открытой площади.
Механизм бетонной огнестойкости
Огнестойкие свойства бетона легко понять. Компоненты бетона, такие как цемент и заполнители, являются химически инертными и, следовательно, в основном негорючими, а бетон обладает низкой скоростью теплопередачи.
Именно эта медленная скорость проводимости (теплообмена) позволяет бетону действовать в качестве эффективного огненного щита не только между соседними пространствами, но и защищать себя от повреждения в результате пожара.
Таким образом, определенные бетонные конструктивные элементы, такие как стены в доме, действуют как противопожарный щит, защищая соседние помещения от огня и сохраняя его структурную целостность, несмотря на воздействие сильного тепла.
Как огонь влияет на бетонные конструкции?
При высоких температурах, возникающих при пожарах, гидратированный цемент в бетоне постепенно обезвоживается, возвращаясь обратно в воду (фактически в пар) и цемент. Это приводит к снижению прочности и модуля упругости (жесткости) бетона.
При некоторых пожарах происходит выкрашивание бетона — фрагменты бетона отрываются от остального бетона, иногда с применением силы. Большинство требований к рейтингу огнестойкости определяются строительными нормами, в зависимости от типа здания и его занятости.
Оценки огня даны в часах. Например, требуемые оценки огнестойкости для колонн в высотных больницах намного более строгие, чем для одноэтажных зданий, используемых для хранения негорючих продуктов или материалов.
В высотном госпитале колоннам может потребоваться четырехчасовая оценка, тогда как в одноэтажных зданиях для наружных стен может потребоваться только часовая оценка.
Факторы, влияющие на огнестойкость бетона
1. Совокупный тип
Агрегат, используемый в бетоне, можно разделить на три класса, а именно: карбонатный, кремнистый и легкий. Известняк, доломит и известняк называют карбонатными агрегатами, потому что они состоят из карбоната кальция или магния или их сочетаний. При воздействии огня эти агрегаты кальцино-углекислого газа удаляются, а оксид кальция (или магния) остается.
Поскольку для прокаливания требуется тепло, реакция поглощает часть тепла огня. Реакция начинается на поверхности, подвергшейся воздействию огня, и медленно прогрессирует в направлении противоположного лица. В результате карбонатные агрегаты ведут себя несколько лучше, чем другие агрегаты нормального веса при пожаре.
Кремнистый заполнитель включает материалы, состоящие из кремнезема и включают гранит и песчаник. Легкие заполнители обычно производятся путем нагревания сланца, сланца или глины. Бетон, содержащий легкие заполнители и карбонатные заполнители, сохраняет большую часть своей прочности на сжатие примерно до 650 ° С.
Легкий бетон обладает теплоизоляционными свойствами и передает тепло с меньшей скоростью, чем бетон нормального веса с той же толщиной, и, следовательно, обычно обеспечивает повышенную огнестойкость.
2. Содержание влаги
Содержание влаги оказывает комплексное влияние на поведение бетона при пожаре. Бетон, которому не дали высохнуть, может отколоться, особенно если бетон является очень непроницаемым, например, бетоны, изготовленные из кремнезема или латекса, или если он имеет чрезвычайно низкое водоцементное отношение.
3. Плотность
В целом, бетоны с меньшим удельным весом (плотностью) ведут себя лучше при пожаре, высушенный легкий бетон работает лучше при пожаре, чем бетон с нормальным весом.
4. Проницаемость
Бетоны, которые являются более проницаемыми, обычно бывают удовлетворительными, особенно если они частично сухие.
5. Толщина
Чем толще или массивнее бетон, тем лучше его поведение при воздействии огня.
