Фактът, че механичните свойства, свързани с товароподемността, намаляват с температурата, се дължи на редица фактори. Основните, които влияят върху бетона, са:

  1. Дехидратация на циментов гел.?
  2. Промени в състава на неговите компоненти.
  3. Експлозивно изпаряване на вода.
  4. Ефекти от топлината върху вътрешната броня.

бетон

Химия на бетона

1. - Дехидратация на циментовия гел

Когато се достигнат температури от 300 ° C, се появяват значителни спадове в механичната устойчивост на бетонната паста.

На първо място гелът CSH (Хидратиран калциев силикат) гел започва да се дехидратира, което предполага увеличаване на порьозността и омекотяване на материала.
Реакциите на хидратация, които формират процеса на втвърдяване, са:

Тези компоненти образуват хидратиран калциев силикатен гел. Тези реакции се обръщат с подаване на топлина. От 300 ° C силикатните вериги, съставляващи гела, се разкъсват, със следните последици:

  • Порьозността се увеличава драстично. ?
  • Якостите на натиск падат от 55 до 16 MPa между стайната температура и 450 ° C.
  • ?Якостите на опън при огъване падат от 8 MPa на 1 MPa в същия интервал?.

Тези остри капки означават възможността за структурна повреда. Ето защо, както ще видим, температурата от 300 ° C става критична при проучвания за устойчивост на огън на бетон, определени като критична точка на разрушаване на циментовата паста. ?

2.- Промени в състава на неговите компоненти

?Както видяхме, с повишаване на температурите фазите на много компоненти на бетона се променят, променяйки, понякога значително, техните свойства. Този ефект обаче е по-малко важен от предишния. Например фазите на портландит, етрингит и калцит се променят с температура на микроструктурното ниво. Но дотогава дехидратацията на гела вече отслаби бетона до необратими нива.?

3.- Експлозивното изпаряване на водата ?

Особено подходящо при бетони с висока якост. Изсушаването и дехидратацията на бетона генерира водна пара, колкото по-бързо, толкова по-рязко се повишава температурата. Ако налягането, генерирано от тази пара, е по-високо от изходната скорост през порите, тя може да счупи най-външните слоеве на елемента и вътрешната броня може да бъде изложена на действието на огън. Този ефект се нарича преливане и понякога може да бъде толкова внезапен, че да стане експлозивен. В главата за конструкциите в тунелите това явление е разгледано по-пълно ?

4.- Ефектите от температурата върху вътрешната броня?

?Разположението на армировките в близост до частта на опънния елемент ги кара да понасят влиянието на температурата в относително ранно време. ?

Всъщност това е една от стойностите, които Еврокод 2 част 1-2 приема като еталон за изчисления на пожароустойчивост, заедно с минималния размер или сечение. Подсилващата стомана има същите ефекти с температурата като структурната стомана, ефекти, които се увеличават, ако тази стомана е предварително напрегната, тъй като работи по-близо до границата на еластичност. Ако защитата на бетона е недостатъчна или ефектът на разцепване го оставя изложен на въздействието на топлина, той губи капацитета си, както и структурния си аналог. Срутването на конструкцията е близо.

Променливи на поведението на бетона при пожар

Поведението на огън на конкретен конструктивен елемент ще зависи от:

  1. Размерът му. Колкото по-голяма е неговата секция, толкова по-добра е производителността.
  2. Бронираното покритие. Колкото по-голямо е разстоянието до оста на подсилващия елемент, толкова по-добри са огневите показатели.
  3. Порьозност. Колкото по-малко порест е бетонът, толкова по-лошо е огнеустойчивостта.

Бетонът има добро поведение при пожар, наличието на вода и ниската топлопроводимост забавят нагряването на секциите. Въпреки това, дори и за стоманобетонни конструкции, контрол на пожароустойчивостта е необходим, като се вземе предвид повишаването на температурата и поведението на арматурните пръти.

Механизмите на колапс могат да бъдат различни. В повечето случаи загубата на носеща способност се дължи на загубата на якост на стоманената армировка, особено когато във фазата на проектиране те не са взели изрично предвид действието на пожара и не е добре защитено. бетон. Срутването на бетона е по-рядко, тъй като дебелините обикновено са достатъчно високи, за да позволят на вътрешните слоеве на секцията да бъдат устойчиви на по-постепенно нагряване, което води до загуба на якост на натиск с времето забавяне по отношение на производителността на бронята. В резултат на това най-уязвимите елементи, армировка на повърхността или много тънки колони, могат да се възползват най-малко от намалената топлопроводимост на бетона.

Методи за определяне на устойчивост на огън R

От регулаторна гледна точка Техническият строителен кодекс определя, че огнеустойчивостта на бетонна конструкция може да бъде оценена въз основа на резултата от:

  • Сравнения с таблици.
  • Изчисления.

Класификация на основата за сравнение с таблици:

CTE в своя основен документ DB SI 6 предлага таблици, които могат да се използват за проверка на огнеустойчивостта на стоманобетонни конструкции по отношение на греди, колони, стени и тавани от стоманобетон и предварително напрегнат бетон.

Класификация въз основа на резултата от изчислението:

CTE уточнява, че огнеустойчивостта на бетонна конструкция може да бъде оценена аналитично чрез изчислителните методи, посочени в EN 1992-1-2:? „Проектиране на бетонни конструкции - Част 1-2: Общи правила - структурен пожар“.

Методите за изчисление, които могат да бъдат възприети при изпитвания на огнеустойчивост на бетонни конструкции по силата на гореспоменатия стандарт, могат да бъдат разграничени:

  • Опростени методи за изчисление. ?
  • Разширени методи за изчисление. ?
  • Методи за изчисление, произтичащи от сравнение с таблици. ?

Защита на стоманобетонни конструкции

Защитните системи се прилагат към стоманобетонни конструкции, за да се подобрят характеристиките на самата конструкция. Изолационната защита, приложена като покритие на повърхността на конструктивните елементи, въз основа на съотношението на еквивалентност между защитния материал и бетона, което се определя като „минималната дебелина на бетона, способна да произведе същия изолационен ефект 1 cm защитен материал ".

Стойностите на съотношението на еквивалентност на защитните материали се изчисляват, като се използват само методите за изпитване, определени в EN 13381-3 „Методи за изпитване за определяне на приноса към огнеустойчивостта на конструктивните елементи. Част 3: Защита, приложена върху бетонни елементи “, и резултатът от тестовете, проведени съгласно EN 13381-3, не е истинска класификация на елемента, а по-скоро процедура за определяне на еквивалентни дебелини в зависимост от вида на елемента защита и пожароустойчивост.

Известно е като съотношение на еквивалентност, което също се оказва функция на адхезионните характеристики на защитната опора, и двете с променлива огнеустойчивост.
Solexin е определил следните съотношения на еквивалентност за платките Fireguard 13 чрез тестове, проведени в съответствие с EN 13381-3:

Оразмеряване на защитата

Следователно в края на оразмеряването на защитата:

  1. Преминете към определянето на необходимия бетонен слой по отношение на необходимата пожароустойчивост, вида на армировката и минималните напречни сечения чрез проверка на аналитичните методи или таблиците, описани по-горе.
  2. Интегрирайте съществуващите бетонни покрития с изчислителните стойности чрез еквивалентна дебелина на защитните характеристики на тези, които са експериментално определени в съответствие със стандарта EN 13381-3.