Огнестойкость каменных конструкций

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.

Пенобетонный блок

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

  Реклама

Огнестойкость металлических конструкций

При
проектировании и строительстве
промышленных и гражданских зданий
применяются металлические конструкции,
выполненные из стали, чугуна и сплавов
алюминия. Наиболее распространены
конструкции из сталей различных классов
и марок, алюминия. Стальные конструкции
значительно легче и удобнее в монтаже,
чем равные по несущей способности
железобетонные конструкции. Однако в
условиях пожара под действием высокой
температуры стальные конструкции часто
обрушаются. Последствия пожаров, а также
испытания на огнестойкость показали,
что большинство стальных конструкций
деформируются и теряют устойчивость и
несущую способность через 15 мин
интенсивного воздействия на них пожара
при огневых испытаниях. Несколько дольше
сопротивляются воздействию огня
толстостенные стальные конструкции, а
также конструкции с большим запасом
прочности.

Особенно
значительным разрушениям при пожарах
подвергаются стальные незащищенные
колонны, фермы и балки. Деформации и
потеря несущей способности стальных
колонн вызывают обрушение ферм и покрытий
зданий. Такие пожары имеют катастрофический
характер и наносят огромный материальный
ущерб. Обрушившиеся строительные
конструкции здания выводят из строя
оборудование, сырье и готовую продукцию,
способствуют дальнейшему развитию
пожара.

Стальные
конструкции и конструкции здания из
алюминиевых сплавов выдерживают пожар
продолжительностью не более 15 мин.
Необходима защита таких конструкций
от воздействия огня.

В
строительной практике наиболее
распространенным способом защиты
стальных конструкций от огня является
облицовка их несгораемым материалом
(легкий бетон, сборные плиты из легких
бетонов, керамический кирпич, пустотелые
керамические камни, гипсовые и
асбестоцементные плиты, штукатурка).
Эффективность облицовок зависит от
физико-химических свойств материалов,
из которых изготовлены облицовки, а
также от их способности сопротивляться
воздействию огня, так как с повышением
температуры происходит изменение
структуры материала, теряется его
прочность, появляются трещины.

Испытаниями
стальных колонн, изготовленных из
швеллеров или двутавров и защищенных
различными облицовочными материалами,
получены сравнительные характеристики
теплоизолирующей способности защитных
материалов.

Слой
штукатурки толщиной 25 мм, нанесенный
по металлической сетке, повышает предел
огнестойкости стальной колонны до 50
мин. Увеличение толщины штукатурки до
50 мм повышает предел огнестойкости
колонн до 2 ч. Но для штукатурки характерно
значительное разрушение под действием
высокой температуры, на ее поверхности
образуются трещины, происходит отслоение
отдельных участков поверхности, а затем
обрушение части штукатурки. Оставшаяся
штукатурка становится рыхлой и легко
отделяется от граней колонны.

В
отличие от штукатурки, облицовка стальных
колонн в полкирпича при всех огневых
испытаниях сохраняется и обеспечивает
защиту колонны в течение 5 ч. Колонны,
облицованные в четверть кирпича, имели
предел огнестойкости 2 ч 10 мин. Однако,
если в таких колоннах пространство
между облицовкой и стальным стержнем
заполнить бетоном, кирпичом, шлаком или
другим несгораемым материалом, предел
огнестойкости конструкции может быть
увеличен до 3 ч. Стоимость облицовки
стальной колонны составляет 15% ее
стоимости.

Значительно
сложнее защищать от воздействия пожара
стальные балки и фермы. Облицовка
поверхности таких конструкций плитными
материалами практически невозможна.
Значительные трудности вызывают также
нанесение слоя штукатурки, особенно на
элементы стальных ферм, поэтому такой
способ защиты применяют сравнительно
редко.

В
настоящее время разрабатывают более
простые способы защиты металлических
конструкций от воздействия огня. Особый
интерес представляет собой нанесение
путем набрызга различных растворов,
содержащих эффективные теплоизоляционные
материалы.

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.

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.

Действие больших температур на бетон

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

Огнестойкость конструкций из железобетона

Предел огнестойкости по теплоизолирующей способности плит.

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.

Нормативные требования

Степени и предельные значения показателей огнестойкости металлических сооружений регламентируются действующими нормативными актами (Федеральным законом, в частности).

На основании этого документа все известные виды металлоконструкций по предельным состояниям входящих в их состав элементов и способности противостоять распространению пожара классифицируются по следующим признакам:

1. «R» – потеря балками, фермами, рамами или колоннами их начальной несущей способности.
2. «E» – нарушение целостности металлической конструкций (чаще всего используется для оценки состояния наружных стен).
3. «I» – снижение теплоизолирующих свойств до предельных значений.

Для ряда специфичных элементов вводятся смешанные признаки ухудшения состояния (REI120 или RE30, например). Добавим также, что все эти величины измеряются в часах или минутах.

Более подробно ознакомиться с величинами этих показателей для различных конструктивных элементов можно в таблицах.

Таблица 1. Степени огнестойкости зданий, строений и пожарных отсеков

Таблица 2. Значение критической температуры различных металлических конструкций

Все эти характеристики для большинства незащищённых металлических элементов имеют сравнительно малое значение, укладывающееся в диапазон R10-R15 (R6-R8 – для алюминия).

Причины этого – в структурных особенностях стальных деталей, связанных с их теплопроводностью и характером распределения температур по продольным сечениям.

В качестве исключения могут рассматриваться массивные колоны со сплошным сечением, предел огнестойкости которых нередко достигает значения R45.

Превышение заданного в ней показателя (одного или сразу нескольких) однозначно свидетельствует о том, что металлоконструкцией или её элементом достигнут .

Огнестойкость железобетонных конструкций

Железобетонные
конструкции благодаря их негорючести
и сравнительно небольшой теплопроводности
довольно хорошо сопротивляются
воздействию агрессивных факторов
пожара, но не беспредельно. Современные
железобетонные конструкции, как правило,
выполняют тонкостенными, без монолитной
связи с другими элементами здания, что
ограничивает их способность выполнять
свои рабочие функции в условиях пожара
до 1 ч., а иногда и менее. Еще меньшим
пределом огнестойкости обладают
увлажненные железобетонные конструкции.
При повышении влажности конструкции
до 3,5% увеличивается предел огнестойкости,
при дальнейшем повышении влажности
бетона с плотностью более 1200 кг/м³
кратковременное действие пожара может
вызвать взрыв и быстрое разрушение
конструкции. Предел огнестойкости
железобетонной конструкции зависит от
размеров ее сечения, толщины защитного
слоя, количества и диаметра арматуры,
класса бетона и вида заполнителя,
нагрузки на конструкцию и схемы ее
опирания.

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.

Плиты, колонны, стены

Пределы огнестойкости отдельных элементов железобетона, подверженных сильным деформационным изгибам, при проведении типовых испытаний обычно укладываются в диапазон значений R45-R90.

Сравнительно небольшие усреднённые значения для этих элементов объясняются тем, что арматура, вносящая основной вклад в прочностные характеристики конструкции, защищена в них тонким слоем бетонного покрытия.

Для участков растянутого арматурного усиления это равнозначно отсутствию какой-либо преграды для свободного распространения огня. Следствием указанной особенности железобетонных структур является высокая скорость их разогрева до критических для данного типа конструкций температур.

С данными по рабочим значениям пределов огнестойкости железобетонных сооружений (а также входящих в них и подверженных деформации гибких элементов) можно ознакомиться в таблицах.

При оценке огнестойкости элементов металлоконструкций (лестниц, например) основное внимание обращается на их поведение в критических условиях. . Окончательной целью проводимых испытаний является выработка рекомендаций, позволяющих повысить пределы огнестойкости за счёт принятия специальных технических и организационных решений

Окончательной целью проводимых испытаний является выработка рекомендаций, позволяющих повысить пределы огнестойкости за счёт принятия специальных технических и организационных решений.

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

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.

Колонны

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.

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.

Предел огнестойкости конструкций из железобетона

На огнестойкость конструкций из железобетона влияет множество факторов, в число которых входят следующие: особенности геометрии, нагрузка, габариты бетонных слоев, тип используемой при строительстве арматуры, разновидность бетона и другие. 

При возникновении пожара предел огнестойкости строительных конструкций может достигаться по ряду причин:  

• понижение прочностных характеристик бетона вследствие увеличение температуры, 
• появление щелей, сколов в сечениях, 
• потеря теплоизолирующих свойств.  

К самым чувствительным конструктивным элементам относят изгибаемые конструкции из железобетона. Данный факт можно объяснить тем, что рабочая арматура растянутой зоны, обеспечивающая главный вклад в несущую способность конструкций, защищается от огня небольшим бетонным слоем. Это является определяющим фактором, сказывающимся на высокой скорости прогревания рабочей арматуры.

Статьи по теме

0
50

Пожарно-прикладной и спасательный спорт

Опубликовано: 14 марта, 2017

Доступно о пожарной безопасности

Пожарно-прикладной и спасательный спорт

Опубликовано: 14 марта, 2017

О пожарно-прикладном (пожарно-спасательном) спорте нельзя говорить, как о занятии отвлеченном. Это прямое продолжение профессии огнеборца, квинтэссенция умений и мастерства. В отличие от профессиональных атлетов в других видах спорта, у которых обычно нет других занятий, спортсмены-пожарные являются действующими специалистами по борьбе с огнем…

• Ответственный за пожарную безопасность
• Добровольные пожарные. Добровольная пожарная охрана. ВДПО.

Причины разрушения снижения прочности

Основная причина снижения прочности металлоконструкций при пожаре – длительное воздействие критических температур. В результате этого разрушаются нормальные связи между элементами всей конструкции с одновременным ослаблением межмолекулярных металлических связей (вследствие плавления).

Среди факторов, способствующих разрушению стальных конструкций, особо выделяются:

• высокая теплопроводность, объясняемая образованием во время пожара так называемого «электронного газа»;
• обезуглероживание поверхностного слоя металлических заготовок, способствующее возникновению в нём нагрузок растягивающего типа;
• большой перепад температур по сечениям каркасных оснований и перекрытий из металла, приводящий к появлению критических напряжений.

При подготовке решений по защите конструкций от термических воздействий во время пожара все эти факторы должны учитываться в единой связке.

Предел огнестойкости деревянных конструкций

По сравнению с металлическими аналогами, деревянным конструкциям свойственна горючесть. На пределы огнестойкости деревянных конструкций влияют несколько факторов: время, которое проходит от начала взаимодействия огня с материалом до факта непосредственного воспламенения дерева, время, затрачиваемое от начала горения до достижения предельного состояния. 

Для улучшения огнестойкости древесины традиционно прибегают к нанесению нескольких слоев штукатурки. Двухсантиметровый слой, нанесенный на колонну из дерева, способен увеличить предел огнестойкости деревянной конструкции до R60. Высокой эффективностью огнезащиты обладают всевозможные лакокрасочные покрытия, пропитка древесины антипиренами. 

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.

Бетонные прогоны

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

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.

Плиты перекрытия

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.

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.

Колонны

Колонны

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

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.

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.

Критические для металла температуры

Под потерей огнестойкости понимается критическое состояние объекта, предшествующее его полному разрушению. По параметру возгораемости все входящие в состав строительных конструкций материалы условно делятся на несгораемые, трудносгораемые и легкосгораемые.

Отличительной особенностью металлоконструкций является быстрая потеря ими своих противопожарных свойств в условиях сильного разогрева, характерного для классической пожарной ситуации.

В связи с этим предел огнестойкости металлических конструкций редко превышает значение 10-20 минут, а конкретная его величина зависит от целого ряда факторов.

В первую очередь она определяется интенсивностью разогрева материала, из которого сделано сооружение. В случае разового или кратковременного воздействия открытого огня, сопровождающегося скачкообразным изменением температуры, металл нагревается не так быстро (в сравнении с окружающим пространством).

При постоянном и медленном нарастании энергии нагрева в очаге пожара металл сопротивляется ему только в течение короткого времени.

По истечении этого временного промежутка его температура выравнивается с окружением. Далее, на рассматриваемый показатель существенное влияние оказывают характеристические размеры отдельных элементов конструкций, а именно приведённая толщина металлов, предел огнестойкости которых подлежит оценке и размеры площади нагрева.

С увеличением характеристических размеров металлоконструкций и уменьшением площади их непосредственного контакта с огнём, скорость повышения температуры снижается.

Ещё одним фактором, определяющим поведение изготавливаемых из металла сооружений и позволяющим поднять порог их огнестойкости, является наличие специальных защитных средств.

Из сказанного следует, что температура нагрева металлических конструкций при пожаре может принимать произвольные значения. А для оценки состояния сооружения необходим какой-то фиксированный параметр, определяющий снижение прочностных свойств металла с его накаливанием.

Для этого и вводится специальный температурный показатель (коэффициент), по достижении которого граница прочности металла в нагретом состоянии уменьшается до предельно низкой величины. Приведшее же к этой ситуации значение температуры называется критическим.

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.

Базальтовый щебень

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

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.).