Odporność ogniowa betonu: wpływ wysokich temperatur na

Wśród właściwości betonu jednym z najważniejszych parametrów jest ognioodporność, która odpowiada za odporność materiału na ogień w przypadku pożaru. W tym artykule przyjrzymy się bliżej, jaka jest odporność ogniowa, od czego zależy i jak ten wskaźnik może występować w różnych rodzajach betonu.

Informacje ogólne

Przede wszystkim należy powiedzieć, że ludzie często mylą ognioodporność konstrukcji żelbetowych z odpornością na ciepło, a są to nieco inne koncepcje:

• Odporność ogniowa - odporność materiału na krótkotrwałe narażenie na ogień otwarty w przypadku pożaru
• Odporność na ciepło - zdolność betonu do utrzymania swoich właściwości przy długotrwałym, a nawet stałym narażeniu na wysokie temperatury podczas pracy jednostek termicznych.

Ze względu na nieznaczną przewodność cieplną materiału, przy krótkiej ekspozycji na wysoką temperaturę, beton i zbrojenie, które znajduje się pod warstwą ochronną, nie mają wystarczająco dużo czasu na wystarczające ogrzanie.

Dlatego beton jest znacznie bardziej niszczycielski, aby zalać nim wodę, która występuje podczas gaszenia ognia. Kiedy to nastąpi, pękanie materiału, naruszenie warstwy ochronnej, aw konsekwencji narażenie zbrojenia.

Wysokie temperatury betonu

Pod wpływem wysokich temperatur występują różne negatywne procesy w betonie:

Жароупорные бетон

Dane z tabeli odnoszą się do zwykłego betonu. Jednak w wyniku badań naukowych i praktycznych możliwe było stworzenie żaroodpornego betonu na bazie cementu portlandzkiego, który jest w stanie wytrzymać temperatury 1100 stopni lub nawet więcej.

W tym celu do materiału dodaje się tlenek glinu lub drobno zmielony, drobno zmielony dodatek tlenku wapnia, który uwalnia się w wyniku uwodnienia cementu.

Ponadto jako wypełniacze stosuje się materiały żaroodporne i ogniotrwałe, takie jak:

• Gruz ceglany;
• Żużel wielkopiecowy;
• Tuf;
• Chamotte;
• Andezyt;
• Bazalt;
• Ruda żelaza z Chrome.

Maksymalna temperatura, jaką może wytrzymać beton, zależy od wypełniaczy. Na przykład przy użyciu szamotu maksymalna temperatura wynosi 1100-1200 stopni Celsjusza. Jeśli struktura nie zostanie podgrzana do temperatury większej niż 700 stopni, można wykorzystać bitumiczną glinę lub żużel wielkopiecowy jako wypełniacz.

W ten sposób możliwe jest przygotowanie betonu odpornego na wysoką temperaturę nawet własnymi rękami na placu budowy.

Wskazówka! Po wykonaniu konstrukcji żelbetowych często zachodzi potrzeba ich obróbki. W takim przypadku należy użyć specjalnego wyposażenia z dyszami diamentowymi. Na przykład budowniczowie często wykonują diamentowe wiercenie otworów w betonie, a także cięcie betonu zbrojonego diamentowymi kołami.

Odporność ogniowa конструкций из железобетона

Odporność ogniowa конструкций из железобетона зависит от многих параметров:

• Wymiary sekcji konstrukcji;
• Grubość warstwy ochronnej;
• Średnica i ilość zbrojenia;
• Załaduj na strukturę.

Wraz ze spadkiem gęstości materiału, a także wzrostem jego grubości, wzrasta granica odporności ogniowej. Należy również zauważyć, że ten wskaźnik zależy od schematu statycznego i rodzaju wsparcia konstrukcji. Dlatego przed wylaniem eksperci muszą wykonać obliczenia odporności ogniowej konstrukcji żelbetowych.

Poziome konstrukcje

Giętarki z pojedynczym rozpiętością z podpartym podpórkami są niszczone przez ogień w wyniku nagrzewania dolnego zbrojenia podłużnego po wystawieniu na działanie ognia. Dlatego ich temperatura graniczna zależy od klasy zbrojenia, przewodności cieplnej materiału, a także grubości warstwy ochronnej.

Te projekty obejmują następujące typy produktów:

• Podłogi i panele;
• Płyty belkowe;
• Działa;
• Belki itp.

Zwróć uwagę! W biegach i belkach granica odporności ogniowej zależy w dużej mierze od szerokości przekroju.

Należy również zauważyć, że przy tych samych parametrach, odporność ogniowa belek i płyt jest różna, co wynika z faktu, że belki podczas pożaru są ogrzewane z trzech stron.

Cienkościenne konstrukcje gnące mogą przedwcześnie zapadać się pod wpływem ognia wzdłuż ukośnych odcinków przy podporach. Uszkodzeniom takim zapobiega się przez instalację pionowych ramek? rozpiętość przy wspieraniu obszarów.

Zginalne cienkościenne konstrukcje obejmują:

• Prążkowane i wydrążone panele;
• Belki i dźwigary;
• Posadzki itp.

Obsługiwane wzdłuż konturu płyty mają znacznie większą odporność ogniową niż elementy gnące. Takie płyty są wzmocnione w dwóch kierunkach, więc ich ognioodporność zależy od stosunku długości zbrojenia do długich i krótkich otworów.

Na kwadratowych płytach krytyczna temperatura wynosi 800 stopni C. Przy wzroście jednej ze stron, odpowiednio spada krytyczna temperatura, zmniejsza się również granica odporności ogniowej. Jeśli współczynnik kształtu jest większy niż cztery, wówczas odporność ogniowa płyt jest taka sama jak w przypadku struktur, które są obsługiwane z dwóch stron.

Zwróć uwagę! Z punktu widzenia ognioodporności, najbardziej trwała jest stal zbrojeniowa z klasy A-III klasy 25Г2С. Jego krytyczna temperatura wynosi 570 stopni Celsjusza. Muszę powiedzieć, że cena osprzętu wykonanego z takiej stali jest stosunkowo wysoka.

Kolumny

Odporność ogniowa таких конструкций как колонны также зависит от ряда факторов:

• Obciążenie (centralne i poza centrum);
• Wymiary przekroju poprzecznego;
• Typ kruszywa grubego;
• Procentowe wzmocnienie;
• Grubość warstwy ochronnej w zbrojeniu wzdłużnym. Dlatego podczas wylewania konstrukcji należy ściśle przestrzegać instrukcji.

Zniszczenie kolumn pod wpływem otwartego ognia następuje w wyniku spadku wytrzymałości betonu i zbrojenia. Ponadto obciążenie mimośrodowe zmniejsza ich ognioodporność.

W przypadkach, gdy obciążenie występuje z dużą mimośrodowością, odporność ogniowa konstrukcji zależy od grubości warstwy ochronnej w obszarze naprężonego zbrojenia. Innymi słowy - charakter pracy kolumn podczas podgrzewania jest podobny z prostymi belkami. Jeżeli obciążenie występuje z małą mimośrodowością, wówczas konstrukcja może wytrzymać działanie ognia, a także centralnie ściśniętych kolumn.

Zwróć uwagę! Odporność ogniowa kolumn wykonanych z zaprawy na gruzach granitowych jest o 20 procent mniejsza niż w przypadku kolumn na gruzach wapiennych.

Odporność ogniowa ячеистых бетонов

Jak wspomniano powyżej, im niższa gęstość materiału, tym większa odporność na działanie ognia. Dlatego odporność ogniowa bloczków gazobetonowych i innych produktów z betonu komórkowego jest wyższa.

Według licznych badań przeprowadzonych przez Szwedzki Uniwersytet Techniczny, a także Fińskie Centrum Techniczne, po podgrzaniu wytrzymałość betonu komórkowego zmienia się w następujący sposób:

• Zwiększenie temperatury do 400 stopni - wytrzymałość materiału wzrasta do 85 procent.
• Rozgrzewka do 700 stopni - siła jest zredukowana do oryginalnych liczb.
• Rozgrzewanie do 1000 stopni - siła spada o 86 procent, a wskaźnik stabilizuje się.

Tak więc ognioodporność bloków z betonu pianowego wynosi około 900 stopni. Dla porównania, zwykły beton w temperaturze około 400-700 stopni traci większość swojej wytrzymałości.

Dlatego materiał ten jest szeroko stosowany w budowie budynków, w których planuje się zwiększony poziom zagrożenia pożarowego.

Wniosek

Jak się przekonaliśmy, odporność ogniowa i wytrzymałość cieplna betonu zależy od wielu czynników, od materiału wypełniacza do właściwości konstrukcji betonowych. Dlatego należy zwrócić uwagę na ten wskaźnik na wszystkich etapach budowy.

Z filmu w tym artykule możesz uzyskać więcej informacji na ten temat.