火对混凝土的影响

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1、火对钢筋混凝土的影响和损伤可以分为两种类型，一种是单个构件受到火的直接灼烧，产生损伤;如构件表面混凝土爆裂脱落和烧伤层产生细微裂缝;另一种是梁柱组成的整体结构由于升温不同，产生很大的结构温度应力而引起构件的损伤，例如：许多钢筋混凝土构件受到火灾后，表面粉刷层基本剥落，梁和柱混凝土表面产生大面积龟裂，局部混凝土爆落和主筋外露，混凝土表面呈现红色、灰色、黄色均有，预应力圆孔板的混凝土保护层剥落露筋，钢筋失去性能等现象发生，这些现象都明显地表明了火灾现场温度，是火灾原因调查分析的依据。　　二、火灾中温度对钢材的影响　　钢材的物理性质：钢材在正温范围内，温度约在200℃

2、以上时，随着温度的升高，钢材的抗拉强度、屈服点和弹性模量都有变化，总的趋势是强度降低、塑性增大;温度在250℃左右，钢材的抗拉强度略有提高，而塑性却降低，因而钢材呈现脆性，在此区域对钢材再加热，钢材可能产生裂逢。此外，当温度达到250-350℃范围内时。钢材将产生徐变现象，钢材的性能受到不同程度的损伤。据一些专家对钢材进行温度试验分析，当钢材在升温1小时，恒温加热1小时后进行检测，结果是有屈服台阶的16Mn钢筋在900℃以下时的强度和延伸率变化很小，温度达到1000℃时，钢材强度下降10%;无屈服台阶的冷拔低碳钢丝经过2小时升温至600℃以下，则强度受到影响不大

3、;而温度在600℃以上时的极限强度下降达40%。据有关专家对大多数火灾事故现场中构件钢筋的测试结果表明，混凝土保护层爆落的预应力板钢丝受热温度超过600℃，梁柱构件钢筋温度低于600℃，因而，在一般情况下，火灾对钢筋的影响较比混凝土小，对于I、II级钢筋在温度达到900℃以上时才有明显的影响，由于钢筋构件混凝土保护层的作用，通常构件中的钢筋温度低于此值，可以说火灾一般对I、II级钢筋的影响不很大。但是，在600℃以上的高温却使冷却后的冷拔低碳钢丝强度大幅下降40%左右，从中可以说明火灾对预应力钢筋混凝土板的影响较大，由于建筑荷载大部分承重在板上，从而破坏结构的整

4、体性，造成更大的危害。　　三、火场温度对钢筋混凝土构件板的影响　　温度对钢筋混凝土构件板的影响，按板的损坏或大致的温度范围可以分为三种情况。　　1、混凝土表面颜色变化不大，粉刷层完好或基本完好(粉刷层熏黑)或者粉刷层部分脱落，混凝土表面熏黑，此时混凝土表面温度大致在300℃以下。　　2、钢筋混凝土粉刷层基本剥落，混凝土表面颜色为浅红或红灰，无横向裂逢或纵向裂逢，此时混凝土表面温度大致在300-500℃范围。　　3、钢筋混凝土粉刷层全部剥落，混凝土表面颜色灰黄或浅黄，有纵横裂缝，自重下板的挠度明显大于L/400(L为板的净跨长度),或者混凝土保护层爆落露筋，混凝土

5、表面温度在500-600℃以上。为了进一步确定板的刚度和强度，根据有关资料对一些火灾后板的试验分析表明：不大的温差对板的刚度有非常明显的影响，板的刚度(即混凝土弹性模量)随着温度的升高而急剧下降，比强度的下降大得多。这一特性是因为板的厚度通常较小，升温较快(火灾升温速度大约在150℃/h),加上板的截面惯性矩小，往往使得标准荷载下的变形超出允许值而受到更大的破坏。　　四、火灾中火对梁的影响　　火灾中火对梁的破坏影响可以分为两种：一种是直接灼烧危害，另一种是梁结构性能受到破坏　　1、火对梁的直接灼烧。一般梁的截面积较大，火的直接灼烧使得钢筋混凝土梁在表面一定厚度内

6、达到较高温度，梁的强度受到一定损失，而梁截面内部升温慢，温度低，在降温过程中，温度高的混凝土的收缩量大，导致梁表面大面积龟裂(梁的龟裂比板严重得多)，其灼烧深度即灼烧厚度与火场温度的大小有关，梁混凝土弹性模量的下降，温度对梁的变形的影响比板小。因此，火灼烧对主梁的主要影响是烧伤层强度和耐火性的变化;　　2、梁结构性的破坏，在火灾发生时，由于板和梁升温不同，产生温度应力，梁受到拉力造成现浇梁的上部出现分布垂直裂逢。混凝土构件的连接处被拉裂破坏了承重体系的整体性，降低了整体结构的安全性，也不同程度地影响了梁端局部承压能力和端部钢筋锚固，导致梁承压破坏。　　五、火灾中

7、火对钢筋混凝土柱子的影响　　火对柱的影响与梁的影响相似，大致有两种情况，直接灼烧和结构性破坏。　　1、火对柱的直接灼烧，情况与梁相似，柱子表面有大量龟裂逢，柱子的受力为轴向受压和小偏心受压，由于柱子混凝土弹性模量受火后下降，将使柱子内纵向钢筋压力有一定的增加，可以说在火灾中火对柱子的整体受压能力影响不很大，但是火对柱子表面烧伤导致柱子保护层脱落，降低了柱子的有效截面积。　　2、火对柱子结构性的破坏，由于火场中温度对钢筋混凝土构件产生温度应力，温度应力作用使梁受拉，使得部分柱子被拉裂，柱子局部承压力降低，又由于梁拉裂后继续产生膨胀位移，使得柱子产生偏移，降低了柱子

8、的承截能力。　　六、火灾