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1、第16卷第2期土工基础Vol.16No.22002年6月SoilEng.andFoundationJune2002混凝土火灾致伤的原因及损伤检测方泽鹏(汕头市工程质量检验测试中心,510000)摘要混凝土在持续高温作用下将产生一系列的物理化学变化,这些变化是结构混凝土在火灾中产生伤害的主要原因。伤害的大小取决于火场的温度和火灾的持续时间,也受其它因素的影响。检测火灾混凝土的损伤层厚度及强度,必须根据现场实际情况制定详细试验方案,才能获得全面准确的数据。关键词火灾混凝土;损伤检测;无损检测中图法分类号:
2、TU528文献标识码:B文章编号:10043152(2002)02007503石英,晶型转变及热应力的共同作用改变了石子的1概述颜色并使石子!酥化∀。高温水的脱水和化合物分解使混凝土的各种物火灾对混凝土框架结构的损伤较为复杂,现象理性能受到很大的损害,混凝土内部结构改变,孔隙千差万别,这给灾后混凝土损伤检测产生较大困难。率上升,形成微裂缝并扩展产生裂缝;水化硅酸盐凝弄清混凝土在火灾中的损伤原因,对检测工作有很胶与混凝土骨料的胶结力受到损伤甚至破坏;不断大的帮助。本文通过分析高温下混凝土的物理、化脱水使混凝土干缩、开裂,表面
3、变得疏松;混凝土强学变化,提出遭受火灾的建筑物主体结构混凝土产度、弹性模量、抗渗性、抗冻性、对钢筋的胶结和保护生各种伤害的主要原因;并在实践的基础上,总结检能力等性能都受到伤害。同时高温作用下混凝土各测烧伤混凝土的可行方法。不同组分体积的变化(包括晶型转变)所产生的热应力也加大这种伤害。有研究资料显示,混凝土在[1]2火灾中混凝土的烧伤原因及现象400#600时,其强度及弹性模量下降率最大。图1是设计为C30等级强度的混凝土在各种温度下混凝土在持续高温作用下,产生了一系列的物强度与常温下强度比值对温度的关系曲线。从曲线理化学变化。中可见
4、,至800时,混凝土强度和弹性模量的余量首先是脱水。在混凝土中包含有3种形式的只有常温值的20#30%。水,分别是孔隙水、毛细管水、结晶水。前二种在热但这并不意味着遭受火灾的混凝土建筑物必定温作用下较易逸出,后者主要是水泥水化后产生的受到破坏,事实上我们经常看到遭受燃烧温度水化硅酸盐凝胶结晶水,其性能比较稳定,是混凝土1000左右火灾的建筑物其混凝土结构损害并不算微观结构的组成部分,但在持续高温作用下将不断很严重。产生这种现象的原因是由于混凝土是很好析出。的阻燃隔热材料,这一性能使混凝土在高温环境下其次是化合物的分解。当混凝土的温度高于从
5、表面到内部形成较大的温度梯度。根据文献[2]500时,混凝土中的Ca(OH)2、Ca(HCO3)2将分提供的试验资料表明,在火灾现场中,混凝土内部每解,析出水及CO2。间隔一厘米,平均的温度差将近150。这一混凝温度继续升高,混凝土骨料中的主要矿物组分土构件的温度梯度随火场的燃烧温度及火灾持续时石英将产生晶型转变,从低温型石英转变成高温型间不同会有所变化。良好的隔热性能使得混凝土构收稿日期:2002-01-1076土工基础2002件在火灾中的损伤得到大大减缓
6、。而另一方面,混凝土隔热性能在保护自身的同时也在内部产生很大3灾后混凝土烧伤层及强度检测的热应力。当热应力超过一定极限时,将先在构件胶结薄弱处产生开裂,进而出现剥离、空鼓、起拱、破火灾对混凝土构件各部位的损害情况是相当复碎等现象。这些薄弱处通常出现在混凝土与钢筋的杂。燃烧温度、持续时间是损害大小的主要原因。结合处、混凝土构件的阳角、不同材料的界面、新旧建筑物不同区域因燃烧时间、温度不同,损伤情况不混凝土的交接处等。这就是我们经常在灾后现场看同。同一区域、甚至同一构件也因火焰走向及火场到的混凝土构件保护层脱落露筋、缺角、空鼓、楼板竖向温差
7、而有差别,一般而言,梁板的损伤比柱大,捣平层和装饰层拱起、新旧混凝土剥离等现象的主柱上部比下部损伤大,构件迎火面比背火面损伤大,要原因。当火灾持续时间长,混凝土构件的损害不建筑物出风口区域比进风口区域损伤大。灾后结构仅在外层,也扩展到构件内部。特别情况下,会出现混凝土的损伤及强度检测应根据现场实际情况制定构件表面形状完整、没有开裂,而内部混凝土却开裂适当的方案。一般而言,方案的制定可按以下几个破碎的现象。这是由于外表混凝土在长时间的火灾方面考虑。中过分脱水,变得疏松且与内层混凝土剥离,使得内(1)应对灾后现场进行详细勘查,了解建筑物的部混
8、凝土的裂缝没有伸展到外面所造成的假象。笔结构情况,起火点位置、火的走向、主要燃烧物、火灾者曾在几个遭受火灾严重损伤的建筑物现场检测中的持续时间,根据灾后残留情况估计火场温度。遇到这种情况。(2