Стойкость бетона при пожаре

Стойкость бетона при пожаре

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.

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.

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:

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

Огнестойкость конструкций из железобетона

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.

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.

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.

Источник:
http://kladembeton.ru/poleznoe/beton-pri-pozhare.html

Как определяется жаростойкость бетона?

При пожаре свойства железобетонных конструкций проявляют себя в огнеупорности и жаростойкости. Температура плавления бетона равна 1100—2000 °C в зависимости от внутреннего состава, добавленного в раствор. Начиная с 200 °C, происходит снижение прочности и растрескивание, но материал довольно огнестойкий и медленно модифицируется за счет малой скорости нагревания поверхности. Тепло выделяется в процессе испарения воды при разрушении целостности цемента, таким образом позволяя сопротивляться непродолжительному влиянию высоких температур. Для строительства рекомендуется использовать бетон с жаростойкими характеристиками.

Читайте также  Дюбель для бетона: металлический, распорный, химический

Воздействие высоких температур на бетон

Разрушение материала происходит послойно за счет ослабления прочности и давления паров, проникающих в поры конструкции. Структура видоизменяется вследствие высокой температуры в различных диапазонах:

  • Если температура при пожаре не достигла 200 °C, сжатие конструкции не происходит. При 250 °C и низкой влажности наступает стадия хрупкого разрушения.
  • При воздействии жара до 350 °C на поверхности бетона образуются трещины от усадки материала.
  • При температурном режиме, достигающем 450 °C, трещины возникают уже в зависимости от состава цемента и его характеристик.
  • Температура свыше 573 °C разрушает структуру бетонного слоя из-за изменения свойства α-кварца в β-кварц, увеличивая объем.
  • Температурные режимы от 750 °C приводят к полному разрушению бетона.

Бетонные части при пожаре не стоит поливать водой, так как это ведет к растрескиванию материала с разрушением верхнего слоя защиты, обнажая арматуру.

Температура плавления бетонных конструкций

В журнале Civil Engineering в 2010 году были опубликованы методы определения критических температур и деформаций для решения вопросов огнеупорности. Согласно этому, расплав каждого элемента, который находится в составе цементного камня, меняется в зависимости от наличия даже небольшого количества примеси. По внешнему состоянию определяют температуру плавления:

  • Не достигая отметки в 300 °C, цвет конструкции становится розовым, на верхний слой налипает сажа.
  • При 600 °C окрашивается в красный, выгорает сажа.
  • При более высоких температурных режимах бетон становится бледным.

Самыми уязвимыми частями при пожаре считают изгибаемые элементы: балки, плиты и ригели. Арматура в этих конструкциях покрыта тонким слоем бетона. Поэтому эта часть быстро прогревается до критических температур и разрушается. Согласно предоставленной информации строительной документации по расчету огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций, ее остаточную прочность после стандартного пожара считают допустимой при сохранении основных характеристик. Расчет проводят на основании расчетных нагрузок, сопротивлении бетонного слоя и арматуры. При постройках зачастую делают искробезопасный пол. Покрывают его эпоксидной основой или полиуретаном.

Особенности огнестойких бетонов

Жаростойкий бетон производят с помощью материалов, которые под воздействием высоких температур не меняют свои характеристики. Для повышения жаропрочности применяют следующие методы:

Для повышения огнестойкости бетона, при изготовлении в раствор добавляются специальные составляющие, такие как кремний.

  • Исключая плавление, горение и другие разрушения, в раствор вводят алюминиевые и кремниевые составляющие.
  • Для получения стандартной плотности до 600 МПа/см² домешивают в состав портландцемент.
  • Добавляют в смесь пористые вулканические или искусственные огнеупорные породы.

В состав ячеистых бетонов входит заполнитель на минеральной кремниевой основе. Так как кремний имеет свойство жаропонижения, то этот материал наиболее часто используют при строительстве с повышенными требованиями пожароопасности. Помимо этого, огнестойкие виды применяют для изготовления камер горения, тепловых электростанций и прочее.

Уровень огнестойкости железобетонных конструкций и колон

ЖБ конструкции с тонкими стенками в основном не имеют единой монолитной связи с другими частями. Они способны выдерживать температуру пламени и осуществлять свои основные функции на протяжении 1 часа. Максимальный уровень огнестойкости обусловлен размерами сечения конструкции, вида арматуры, качества класса бетона, выбранного вида заполнителя, защитного бетонного слоя и нагрузки, которую выдерживает конструкция.

Предел стойкости перекрытий, стен и колонн зависит от качества цементного раствора, его характеристик и толщины конструкций. Максимально крепкой считают сталь с температурными нагрузками до 1570 °C. Огонь наклоняет стены при возгораниях в сторону за счет прогревания с одной стороны. Чем больше нагрузка и меньше толщина слоя, тем ниже уровень сопротивляемости. Колонны могут сопротивляться действию разрушений за счет приложения нагрузки (центральной или вне ее центра), количества и качества крупного заполнителя, объема арматуры и защитного слоя из бетона.

Источник:
http://znaybeton.ru/rabota-s-betonom/vazhnye-momenty/ognestoykost.html

Огнестойкость бетона: воздействие высоких температур на горизонтально расположенные бетонные конструкции, колонны. Жароупорные бетоны

Среди характеристик бетона, одним из важнейших параметров является огнестойкость, которая отвечает за сопротивляемость материала открытому огню при пожаре. В данной статье мы подробней рассмотрим, что такое огнестойкость, от чего она зависит и каким может быть этот показатель у разных видов бетона.

Общие сведения

В первую очередь следует сказать, что люди зачастую путают огнестойкость железобетонных конструкций с жаростойкостью, а это несколько разные понятия:

  • Огнестойкость — сопротивление материала непродолжительному воздействию открытого огня при пожаре
  • Жаростойкость — это способность бетонов сохранять свои свойства при длительном или даже постоянном воздействии высоких температур во время эксплуатации тепловых агрегатов.

В результате незначительной теплопроводности материала, при непродолжительном воздействии высокой температуры бетон и арматура, которая расположена под защитным слоем, не успевают достаточно разогреться.

Поэтому гораздо более губительным для бетона является его поливание водой, что происходит при тушении пожара. При этом происходит растрескивание материала, нарушение защитного слоя и, как следствие, обнажение арматуры.

Воздействие высоких температур на бетон

Под воздействием высоких температур, в бетоне происходят различные негативные процессы:

На фото — жаропрочный бетон

Жароупорные бетоны

Данные из таблицы относятся к обычным бетонам. Однако в результате научных и практических изысканий была открыта возможность создания жароупорного бетона на основе портландцемента, который способен выдерживать температуру в 1100 градусов и даже выше.

Для этого в состав материала вводят алюмокремнеземистые либо кремнеземистые тонкомолотые добавки, связывающие гидроокись кальция, которая выделяется в результате гидратации цемента.

Кроме того, в качестве заполнителей используют термостойкие и огнеупорные материалы, такие как:

  • Кирпичный щебень;
  • Доменный шлак;
  • Туф;
  • Шамот;
  • Андезит;
  • Базальт;
  • Хромистый железняк.

Максимальная температура, которую может выдерживать такой бетон, зависит от наполнителей. К примеру, при использовании шамота, максимальная температура составляет 1100-1200 градусов по Цельсию. Если конструкция не будет подвергаться нагреву свыше 700 градусов, в качестве наполнителя можно применять бой глиняного кирпича либо доменный шлак.

Таким образом, приготовить жаростойкий бетон можно даже своими руками на строительной площадке.

Совет!
После возведения железобетонных конструкций зачастую возникает необходимость в их механической обработке.
В таком случае используют специальное оборудование с алмазными насадками.
К примеру, строителями зачастую выполняется алмазное бурение отверстий в бетоне, а также резка железобетона алмазными кругами.

Железобетонные конструкции после пожара

Огнестойкость конструкций из железобетона

Огнестойкость конструкций из железобетона зависит от многих параметров:

  • Размеров сечения конструкции;
  • Толщины защитного слоя;
  • Диаметра и количество арматуры;
  • Нагрузки на конструкцию.

С уменьшением плотности материала, а также увеличением его толщины, предел огнестойкости возрастает. Также следует отметить, что данный показатель зависит от статической схемы и вида опирания конструкции. Поэтому перед заливкой, специалисты обязательно выполняют расчет огнестойкости железобетонных конструкций.

Горизонтально расположенные конструкции

Свободно опертые однопролетные изгибаемые элементы при воздействии пожара разрушаются в результате разогревания нижней продольной арматуры. Поэтому их предельная температура зависит от класса арматуры, теплопроводности материала, а также толщины защитного слоя.

К таким конструкциям относятся следующие виды изделий:

  • Настилы перекрытий и панели;
  • Балочные плиты;
  • Прогоны;
  • Балки и пр.

Обратите внимание!
У прогонов и балок предел огнестойкости во многом зависит еще и от ширины сечения.

Также следует отметить, что при одинаковых параметрах, огнестойкость балок и плит разная, что связано с тем, что балки при пожаре разогреваются с трех сторон.

Тонкостенные изгибаемые конструкции могут преждевременно разрушаться под воздействием пожара по косому сечению у опор. Такие разрушения предотвращают путем установки вертикальных каркасов длиной ¼ пролета на при опорных участках.

К изгибаемым тонкостенным конструкциям относятся:

  • Ребристые и пустотные панели;
  • Балки и ригели;
  • Настилы и пр.

Опертые по контуру плиты обладают гораздо большим пределом огнестойкости, чем изгибаемые элементы. Такие плиты армированы в двух направлениях, поэтому их огнестойкость зависит от соотношения длины арматуры в длинном и коротком проемах.

Читайте также  Инструкция по проектированию и монтажу кабельной системы обогрева кровли и водосточной системы

У квадратных плит критическая температура составляет 800 градусов по Цельсию.С увеличением одной из сторон, критическая температура снижается, соответственно уменьшается и предел огнестойкости. Если соотношение сторон более четырех, то огнестойкость плит такая же, как и у конструкций, которые оперты на две стороны.

Обратите внимание!
С точки зрения огнестойкости наиболее прочной является арматурная сталь марки 25Г2С класса А-III.
Ее критическая температура составляет 570 градусов по Цельсию.
Надо сказать, что цена арматуры из такой стали относительно высокая.

Огнестойкость таких конструкций как колонны также зависит от ряда факторов:

  • Нагрузки на них (центральной и внецентральной);
  • Размеров поперечного сечения;
  • Вида крупного заполнителя;
  • Процента армирования;
  • Толщины защитного слоя у продольной арматуры. Поэтому при заливке конструкции должна строго соблюдаться инструкция.

Разрушение колонн под воздействием открытого огня происходит в результате снижения прочности бетона и арматуры. Причем, внецентреннаянагрузка уменьшает их огнестойкость.

В случаях, когда нагруз­ка происходит с большим эксцентриситетом, огнестойкость конструкции зависит от толщины защитного слоя в области растянутой арматуры. Другими словами — характер работы колонн при нагревании аналогичен с простыми балками. Если же нагрузка происходит с малым эксцентриситетом, то конструкция может сопротивляться воздействию пожара, как и центрально-сжатые колонны.

Обратите внимание!
Огнестойкость колонн, выполненных из раствора на гранитном щебне, на 20 процентов меньше, чем колонн на известковом щебне.

Пример — огнестойкость газобетона

Огнестойкость ячеистых бетонов

Как уже было сказано выше, чем меньше плотность материала, тем он более устойчивый к воздействию пожара. Поэтому предел огнестойкости газобетонных блоков и других изделий из ячеистого бетона более высокий.

Согласно многочисленным исследованиям, которые были проведены шведским техническим университетом, а также и финским техническим центром, при нагревании,прочность ячеистого бетон аизменяется следующим образом:

  • Повышение температуры до 400 градусов –прочность материала увеличивается до 85 процентов.
  • Разогрев до 700 градусов – прочность снижается до первоначальных показателей.
  • Разогрев до 1000 градусов –прочность падает на 86 процентов и этот показатель стабилизируется.

Таким образом, предел огнестойкости пенобетонных блоков составляет около 900 градусов. Для сравнения, обычный бетон при температуре около 400-700 градусов теряет основную часть своей прочности.

Поэтому данный материал получил широкое распространение при строительстве зданий, в которых планируется повышенный уровень пожароопасности.

Как мы выяснили, огнестойкость и жаростойкость бетона зависят от ряда факторов, начиная от наполнителя материала и заканчивая особенностями бетонных конструкций. Поэтому данному показателю необходимо уделять внимание на всех этапах строительства.

Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.

Источник:
http://masterabetona.ru/betonirovaniye/321-ognestojkost-betona

Огнестойкость бетона

Это один из показателей стойкости бетона к агрессивным средам, воздействующим на него. Каждое из них определяет специфические характеристики бетона и влияет на область его применения. Огнестойкость или жаростойкость – способность бетона выдерживать высокие температуры, не разрушаясь. Огнестойкости присущи критические показатели температуры, выше которой происходит деформация структура материала. Однако, есть отличительные особенности действия жара на материал.

Отличие огнестойкости бетона от жаростойкости

Огнестойкость – это способность противостоять повышенным температурам недолговременно, например, во время пожара, прорыва горячего пара или газа. Жаростойкость же характеризуется возможностью выдерживать температуру длительное время, при этом сохраняя эксплуатационные свойства материала. Бетон в общей своей массе обладает отличной огнестойкостью или огнеупором, а вот жаростойкость различных составов отличается. Кратковременное воздействие огня на бетон даже оказывает благоприятное влияние на него, повышает прочностные характеристики материала (вспомните обжиг глиняных горшков, принцип тот же). Но если открытый огонь длительное время воздействует на состав, разрушения не избежать.

Способы повышения огнестойкости и жаропрочности бетона

Безусловно, при кратковременном воздействии на бетонный состав огня происходит упрочнение бетона: под действием высокой температуры вся «свободная» остаточная влага испаряется, делая состав твёрдым и прочным. Однако по мере продолжения «горения» бетона, его структура начинает разлагаться на составляющие компоненты. Данный процесс усугубляется, если бетон резко охладить или потушить жидкостью: начинают образовываться трещины, сколы и элементы неисправимой деформации, происходит ослабление арматурных конструкций в ЖБИ.

Чтобы предотвратить подобные отрицательные влияния температур на бетон, применяют следующие методы повышения его жаропрочности:

  • введение алюминиевых и кремниевых добавок (позволяют избежать плавления при горении и других разрушений)
  • применение в составе портландцемента (придаёт составу стандартный показатель прочности в пределах от 200 до 600 Мпа/см2)
  • использование пористых огнеупорных пород в качестве наполнителей (в т.ч. вулканического происхождения и искусственные)

Что касается огнестойкости, то для её достижения можно достичь применением глиноземистых компонентов, но при этом существенно уменьшается прочность материала. Важно, что достигается огнестойкость путём добавления заполнителей в процессе изготовления смеси (андезит, базальт, шамот, кирпичный щебень и т.д.).

Огнестойкость лёгких бетонов

Такое свойство лёгких бетонов объясняется их низкой плотностью за счёт их пористости. Кроме того, в состав многих ячеистых бетонов входит минеральные кремниземистые заполнители, имеющие жаропрочный эффект. То есть именно лёгкий ячеистый бетон наиболее распространен при строительстве сооружений, где требуются повышенные показатели пожаробезопасности.

Применение жаропрочных и огнестойких бетонов

Использование такого типа бетона связано, прежде всего, с термином «пожаробезопасность». Воздействие высоких температур происходит внутри печей, специальных установок на теплоэлектростанциях. Такие материалы применяют в сфере изготовления тепловых конструкций, камер горения, коллекторов. Широко используется огнеупорный бетон в химической промышленности.

Источник:
http://rus-stroy.net/ognestojkost-betona/

Огнестойкость бетона

Наряду со многими характеристиками, бетон обладает способностью выдерживать значительное температурное воздействие и препятствовать распространению огня и пожара, которая называется огнестойкостью. Бетонные конструкции выделяются как огнестойкостью, так и жаростойкостью. Эти понятия очень часто путают между собой, однако это совершенно разные качества.

Различие между огнестойкостью и жаростойкостью

Главной задачей огнестойкости является способность кратковременно выдерживать воздействие высоких температур и открытого пламени огня. Этот параметр очень важен, когда речь идет о предотвращении распространения пожара в помещении. При создании противопожарных разрывов и ограждении путей эвакуации.

Жаростойкость отвечает за способность бетона не изменять свои физико-химические и прочностные свойства во время длительного воздействия высоких температур. Такие бетоны получили широкое распространение при возведении помещений тепловой обработки, плавилен, опорных конструкций оборудования котельных и прочих элементов.

Кратковременно выдерживать воздействие пламени способен любой бетонный элемент. Поэтому огнестойкость присуща всем бетонам. Они воспринимают температуру без видимых повреждений и изменения структуры. При этом нельзя сказать, что он жаростойкий. Длительное поддержание высокой температуры неизбежно приведет к образованию трещин и разрушению. Так температура в 250 градусов снижает прочность всего на 25%, при этом увеличение ее до 500 градусов приведет к полному разрушению.

Факторы, влияющие на огнестойкость

На степень сопротивляемости открытому пламени оказывают влияние следующие факторы:

  • Механический состав бетонной смеси. Малое сопротивление оказывают природные пористые заполнители, в то время, как крупный гранитный щебень способен выдерживать более высокие температурные пределы. Самым лучшим заполнителем будет вторичный щебень из керамического обожженного кирпича.
  • Величина нагружения. Напряжения в бетоне, возникающие под воздействием механических нагрузок способствуют существенному снижению огнестойких характеристик.
  • Армирование. Наличие арматуры в конструкции дает существенное преимущество. Однако небольшой диаметр и малая величина защитного слоя бетона ненадолго продлят сопротивление огню.
  • Общая толщина. Чем толще сооружение, тем большая преграда возникает на пути распространения огня.

Все эти параметры учитываются при проектировании и построении конструктивной схемы. Проводятся соответствующие расчеты и принимаются решения по предотвращению распространения открытого пламени при пожаре.

Способы увеличения огнестойкости

Для того, чтобы предупредить сильные разрушения железобетонных элементов от воздействия огня, нужно обеспечить хорошую защиту арматурным элементам. Это осуществляется защитным слоем, который варьируется в пределах начиная от 1,5-2,5 см, заканчивая 5 см в ответственных местах сооружения: ребрах, диафрагмах жесткости, нагруженных колоннах и т.д.

Читайте также  Использование керамзита вместо щебня в бетоне для фундамента

Из вышеперечисленных показателей видно, что огнестойкость параметр относительный, зависящий от ряда факторов. Количественно он измеряется в минутах и отвечает за время в течении которого элементы бетона способны сопротивляться огню без появления разрушений.

Увеличить время, в течении которого бетон может воспринимать нагревание без разрушения можно путем введения в состав смеси добавок из алюминия и кремния, использование искусственных пористых или натуральных заполнителей вулканического происхождения. Можно применять глиноземные компоненты, но это существенно уменьшит прочностные характеристики.

Источник:
http://www.beton24.su/ognestojkost-betona/

Огнестойкость бетона: действие больших температур на

Среди черт бетона, одним из наиболее значимых параметров есть огнестойкость, которая несёт ответственность за сопротивляемость материала открытому огню при пожаре. В данной статье мы подробней рассмотрим, что такое огнестойкость, от чего она зависит и каким возможно данный показатель у различных видов бетона.

Неспециализированные сведения

Прежде всего направляться заявить, что люди обычно путают огнестойкость железобетонных конструкций с жаростойкостью, а это пара различные понятия:

  • Огнестойкость — сопротивление материала непродолжительному действию открытого огня при пожаре
  • Жаростойкость — это свойство бетонов сохранять свои свойства при долгом либо кроме того постоянном действии больших температур на протяжении эксплуатации тепловых агрегатов.

В следствии малом теплопроводности материала, при непродолжительном действии большой температуры бетон и арматура, которая расположена под защитным слоем, не успевают достаточно разогреться.

Исходя из этого значительно более губительным для бетона есть его поливание водой, что происходит при тушении пожара. Наряду с этим происходит растрескивание материала, нарушение защитного слоя и, как следствие, обнажение арматуры.

Действие больших температур на бетон

Под действием больших температур, в бетоне происходят разные негативные процессы:

Жароупорные бетоны

Данные из таблицы относятся к простым бетонам. Но в следствии научных и практических изысканий была открыта возможность создания жароупорного бетона на базе портландцемента, который способен выдерживать температуру в 1100 градусов а также выше.

Для этого в состав материала вводят алюмокремнеземистые или кремнеземистые тонкомолотые добавки, связывающие гидроокись кальция, которая выделяется в следствии гидратации цемента.

Помимо этого, в качестве заполнителей применяют термостойкие и огнеупорные материалы, такие как:

  • Кирпичный щебень;
  • Доменный шлак;
  • Туф;
  • Шамот;
  • Андезит;
  • Базальт;
  • Хромистый железняк.

Большая температура, которую может выдерживать таковой бетон, зависит от наполнителей. К примеру, при применении шамота, большая температура образовывает 1100-1200 градусов по шкале Цельсия. В случае если конструкция не будет подвергаться нагреву свыше 700 градусов, в качестве наполнителя возможно использовать бой глиняного кирпича или доменный шлак.

Так, приготовить жаростойкий бетон возможно кроме того своими руками на строительной площадке.

Совет! По окончании возведения железобетонных конструкций обычно появляется необходимость в их механической обработке. При таких условиях применяют особое оборудование с алмазными насадками. К примеру, строителями обычно выполняется алмазное бурение отверстий в бетоне, и резка железобетона алмазными кругами.

Огнестойкость конструкций из железобетона

Огнестойкость конструкций из железобетона зависит от многих параметров:

  • Размеров сечения конструкции;
  • Толщины защитного слоя;
  • Диаметра и количество арматуры;
  • Нагрузки на конструкцию.

С уменьшением плотности материала, и повышением его толщины, предел огнестойкости возрастает. Кроме этого направляться подчернуть, что данный показатель зависит от статической схемы и вида опирания конструкции. Исходя из этого перед заливкой, эксперты в обязательном порядке делают расчет огнестойкости железобетонных конструкций.

Горизонтально расположенные конструкции

Вольно опертые однопролетные изгибаемые элементы при действии пожара разрушаются в следствии разогревания нижней продольной арматуры. Исходя из этого их предельная температура зависит от класса арматуры, теплопроводности материала, и толщины защитного слоя.

К таким конструкциям относятся следующие виды изделий:

  • Настилы перекрытий и панели;
  • Балочные плиты;
  • Прогоны;
  • Балки и пр.

Обратите внимание! У прогонов и балок предел огнестойкости сильно зависит еще и от ширины сечения.

Кроме этого направляться подчернуть, что при однообразных параметрах, огнестойкость балок и плит различная, что связано с тем, что балки при пожаре разогреваются с трех сторон.

Тонкостенные изгибаемые конструкции смогут преждевременно разрушаться под действием пожара по косому сечению у опор. Такие разрушения предотвращают методом установки вертикальных каркасов длиной ? пролета на при опорных участках.

К изгибаемым тонкостенным конструкциям относятся:

  • Ребристые и пустотные панели;
  • Балки и ригели;
  • Настилы и пр.

Опертые по контуру плиты владеют значительно громадным пределом огнестойкости, чем изгибаемые элементы. Такие плиты армированы в двух направлениях, исходя из этого их огнестойкость зависит от соотношения длины арматуры в долгом и маленьком проемах.

У квадратных плит критическая температура образовывает 800 градусов по шкале Цельсия.С повышением одной из сторон, критическая температура понижается, соответственно значительно уменьшается и предел огнестойкости. В случае если соотношение сторон более четырех, то огнестойкость плит такая же, как и у конструкций, каковые оперты на две стороны.

Обратите внимание! С позиций огнестойкости наиболее прочной есть арматурная сталь марки 25Г2С класса А-III. Ее критическая температура образовывает 570 градусов по шкале Цельсия. Нужно заявить, что цена арматуры из таковой стали относительно высокая.

Огнестойкость таких конструкций как колонны кроме этого зависит от ряда факторов:

  • Нагрузки на них (центральной и внецентральной);
  • Размеров поперечного сечения;
  • Вида большого заполнителя;
  • Процента армирования;
  • Толщины защитного слоя у продольной арматуры. Исходя из этого при заливке конструкции обязана строго соблюдаться инструкция.

Разрушение колонн под действием открытого огня происходит в следствии понижения прочности бетона и арматуры. Причем, внецентреннаянагрузка сокращает их огнестойкость.

В случаях, в то время, когда нагруз­ка происходит с громадным эксцентриситетом, огнестойкость конструкции зависит от толщины защитного слоя в области растянутой арматуры. Другими словами — темперамент работы колонн при нагревании аналогичен с несложными балками. В случае если же нагрузка происходит с малым эксцентриситетом, то конструкция может сопротивляться действию пожара, как и центрально-сжатые колонны.

Обратите внимание! Огнестойкость колонн, выполненных из раствора на гранитном щебне, на 20 процентов меньше, чем колонн на известковом щебне.

Огнестойкость ячеистых бетонов

Как уже было сказано выше, чем меньше плотность материала, тем он более устойчивый к действию пожара. Исходя из этого предел огнестойкости газобетонных блоков и других изделий из ячеистого бетона более большой.

В соответствии с бессчётным изучениям, каковые были проведены шведским техническим университетом, и и финским техническим центром, при нагревании,прочность ячеистого бетон аизменяется следующим образом:

  • Увеличение температуры до 400 градусов –прочность материала возрастает до 85 процентов.
  • Разогрев до 700 градусов – прочность понижается до первоначальных показателей.
  • Разогрев до 1000 градусов –прочность падает на 86 процентов и данный показатель стабилизируется.

Так, предел огнестойкости пенобетонных блоков образовывает около 900 градусов. Для сравнения, простой бетон при температуре около 400-700 градусов теряет основную часть своей прочности.

Исходя из этого данный материал стал широко распространен при постройке зданий, в которых планируется повышенный уровень пожароопасности.

Как мы узнали, огнестойкость и жаростойкость бетона зависят от ряда факторов, начиная от наполнителя материала и заканчивая изюминками цементных конструкций. Исходя из этого данному показателю нужно уделять внимание на всех этапах строительства.

Из видео в данной статье возможно взять дополнительную данные по данной теме.

Источник:
http://blog-oremonte.ru/stroitelstvo/ognestoikost-betona-deistvie-bolshikh-temperatur-na.html