混凝土火灾现场痕迹鉴别研究

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1、混凝土火灾现场痕迹鉴别研究　　摘要：本文主要基于混凝土的物理和化学特性，就如何通过火灾现场混凝土外观、颜色、强度以及化学成份的变化来判断混凝土受热温度以及进一步确定现场起火点做了分析和说明。关键词：火灾现场；混凝土；火灾痕迹；调查取证Abstract:Thispaperismainlybasedonthephysicalandchemicalpropertiesofconcrete,appearance,color,intensityandthechemicalcomponentchangestodeterminetheconcretetemperaturefi

2、eldandfurthertodeterminethefirepointisanalyzedandexplainedhowtopassthefiresceneconcrete.Keywords:thesceneofthefire;concrete;firetrace;investigation中图分类号:由于我国建筑大量采用钢筋混凝土结构，在大量火灾现场调查取证时，基于混凝土燃烧痕迹的鉴别很多时候可以为火灾的调查提供直接的证据并为案件判定提供依据，所以基于混凝土的物理和化学特性，加强在火灾现场的各种痕迹鉴别和取证将为火灾事故调查提供直接帮助。一、混凝土主要物化组

3、成及分析7混凝土是由水泥为凝胶材料，砂子为细骨料，鹅卵石或碎石为粗骨料，和水按一定比例配制而成的混合物，经硬化后形成的一种人造石材。为了增大混凝土的抗拉强度，加入钢筋形成钢筋混凝土。我国的水泥按原料的来源不同可分为普通水泥(P)、矿渣水泥(K)、火山灰水泥(H)。混凝土、钢筋混凝土和水泥砂浆饰面之间只是骨料有所不同，其凝结过程和在火场中被烧后发生的物理、化学变化是相同的，都是凝胶材料水泥在起作用。水泥在凝固过程中经过十分复杂的物理和化学变化，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙、氢氧化钙、碳酸钙等组成。生成的这些水化物依靠CaO－SiO2－H2O胶凝结构相连接

4、，而且不断地增大化学键力。由上述物质中的各个原子、分子建立成复杂的网状结构，将骨料紧紧包住，而达到水泥凝固硬化。二、混凝土受热温度的痕迹鉴定根据混凝土的物化特性，通常情况下，我们可以根据混凝土颜色变化、强度变化、外观变化、化学成分变化来对燃烧痕迹进行鉴定。根据颜色变化痕迹判断一般呈浅色的部位就是受火灾温度高、烧的重的部位。温度不超过200℃颜色无变化，随着温度升高，颜色由深色向浅色变化。300～600℃为淡红色，600～800℃为灰白色，800℃以上为草黄色。7根据强度变化痕迹判定100～150℃时，混凝土通过自蒸作用失去自由水，导致Ca(OH)2晶体进一步结晶

5、，未水化的进一步水化，使混凝土硬而致密，强度增加。在160～370℃，混凝土失去水化硅酸钙所吸附的物理水和水化铝酸钙中的水，使混凝土收缩。实际试验证明，混凝土受热温度低于300℃，温度升高对混凝土强度影响不大，甚至使强度增强[1]。受热温度高于300℃，混凝土的脱水收缩超过热膨胀，混凝土体积缩小，而砂子、石子等骨料受热时不断膨胀。两者相反作用的结果，使混凝土发生龟裂，强度下降；400～600℃，由于Ca(OH)2晶体失水，发生晶体破坏，使混凝土失去“骨架”，并且骨料中的石英在560℃由低温型相变为高温型，体积突然膨胀，使混凝土裂缝变大，强度急剧下降。普通混凝土都

6、经不起600℃高温长时间作用，通常把600℃称为混凝土破坏性温度。700～900℃，混凝土中的CaCO3发生分解，使混凝土粉化，强度丧失殆尽。根据外观变化痕迹判定从混凝土不同的外观也可初步判断其受热温度。通常在100～300℃外观无变化，强度增加；300～400℃开始有微裂纹，强度不变；600～700℃裂缝增大增多，强度下降较多；800～900℃酥裂脱落，强度几乎全部消失；1000℃以上熔结、熔瘤。7根据化学成分变化判定化学方法鉴定的主要依据是混凝土中的水泥在火灾中发生两种反应：Ca(OH)2CaO＋H2OCaCO3CaO＋CO2主要方法有中性化深度的确定、炭化

7、化层中CO2含量的测定等。1）测定中性化深度7混凝土中由于存在Ca(OH)2和少量NaOH、KOH，因而硬化后的混凝土呈碱性，pH值为12～13。混凝土经火灾作用后，碱性的Ca(OH)2发生分解，放出水蒸气，留下中性的CaO。现场勘查时，可以用1%酚酞的无水乙醇溶液用喷雾器喷于破损的混凝土表面，稍后会出现变红的界限。测量出不显红色部分的深度，即为中性化深度。现场勘查时还可以在混凝土构件表面凿取小块，放入1%酚酞的无水乙醇溶液中，测定混凝土中性化深度。其中呈红色变化的，说明Ca(OH)2存在，可以判定该水泥构件在火灾中承受温度不超过500℃，或者受火时间很短；如果

8、不呈红色，或者红色相对浅