6.1. Pierderea integrității - sau formarea prin găuri de trecere sau prin-fisuri în betonul umed cu încălzire cu o singură față - are loc în 5-20 minute după începerea focului și este însoțită de exfolierea betonului de suprafață încălzită.
În structurile din beton armat cu pereți subțiri, cu o grosime de 40-200 mm, aceasta conduce la formarea găurilor și a fisurilor. În cazul modelelor cu o grosime mai mare de 200 mm, aceasta duce la despicarea bucăților de beton cu o grosime de până la 50-100 mm, ceea ce reduce secțiunea transversală a elementului.
Cauza defectarea fragilă a betonului în caz de incendiu este formarea de fisuri în structura de beton și tranziția lor în dezvoltarea spontană neechilibru de sarcini externe și încălzirea neuniformă și a vaporilor de filtrare cu grosimea secțiunii elementului.
6.2. Pentru a evita rupturile fragile în beton, tensiunile de compresiune în beton nu trebuie să depășească valorile indicate în Fig. 6.1, indiferent de tipul de beton.
Fig. 6.1. Dependența fracturii crăpătoare a betonului la eforturile de comprimare din beton și la grosimea elementului
6.3. Structurile din beton de beton grele cu umplutură silicat și o umiditate mai mare de 3,5%, cu un material de umplutură carbonat și o umiditate mai mare de 4% poate casante eșecul betonului într-un incendiu.
Posibilitatea unei fracturi fragile de beton într-un incendiu conform V.V. Zhukov este estimat prin criteriul fracturii fragile F. Dacă F ≤ 4, atunci nu va fi o fractură fragilă a betonului. Dacă F> 4, betonul va fi fragil pentru rupere, iar limita de rezistență la foc pentru integritate nu va depăși E15. Criteriul pentru fracturarea fragilă a betonului trebuie să fie determinat de formula
unde a este un coeficient de proporționalitate egal cu 1,16 · 10 -2 W · m -3/2;
# 945; bt - coeficientul de deformare a temperaturii betonului, luați conform tabelului. 2.4 pentru temperatura betonului de 250 ° C;
EBT - modul concret, MN / m 2 (MN / m 2 = MPa = 10 kgf / cm2), determinată de formula (2.5), în care raportul (# 946; b din tabelul 2.2 la incalzire de beton 250. ° C;
# 961; - Densitatea betonului în stare uscată, kg / m3, se presupune a fi egală cu densitatea de beton în stare naturală minus apa evaporată într-o cantitate de 150 kg / m3;
K 1 1 - coeficient de pseudo-intensitate a solicitarilor de beton, MN · m -3/2. ia masa. 6.1 în funcție de tipul și cantitatea de agregat grosier;
- coeficientul de conductivitate termică a betonului, W / (m · ° C), determinat prin formulele (3.2) și (3.3) pentru temperatura betonului de 250 ° C;
n este porozitatea totală a betonului.
Porozitatea totală a betonului cu agregate dense este determinată de formulele:
pentru beton cu B / C ≥ 0,4
n = U (B / C = 0,2) 10-3; (6.2)
pentru beton cu V / C <0,4
n = (B / C · 8 · 10-4) C. (6.3)
Dacă există un fum de silice din beton (MC) sau modificator (MB) valori ale raportului apă-ciment în formulele (6.2) și (6.3) sunt binevenite: în beton cu fum de silice
în beton cu un modificator
Umiditate volumetrică de lucru a betonului. m 3 / m 3. este egal cu:
unde Wb este conținutul de umiditate în echilibru al betonului în greutate, kg / kg.
Note: 1. Dacă dimensiunea agregată este mai mare de 10 mm, valorile lui K 1 1 sunt înmulțite cu 1,14. 2. Pentru tratarea căldurii și a umezelii din beton, valorile lui K 1 1 sunt împărțite la 1,4. 3. Valori K 1 1 pentru fluxul de agregate grosiere <50 и>35% sunt acceptate prin interpolare liniară.
6.4. Conținutul maxim de umiditate la echilibru a betonului din structuri din beton armat pot fi stocate în prima lună a rigidizarea betonului umed sau operarea în condiții de umezeală, când toți porii și capilarele sunt umplute cu apă.
Conținutul de umiditate de echilibru al betonului, în funcție de umiditatea relativă a aerului la care va fi folosit structura din beton armat, și de consumul de ciment sunt luate din tabel. 6.2.
Consumul de ciment, kg pe 1 m 3 de beton
Greutatea umedă a betonului Wb · 10 2. kg / kg, în funcție de umiditatea relativă a aerului,%
Notă. Valorile medii ale lui Wb sunt luate prin inerție liniară.
6.5. După cum se vede din formula (6.1), friabil valoarea criteriului fracturii F a betonului depinde de proprietățile fizice ale betonului, care sunt ușor diferite pentru compoziții diferite, iar producția volumetrică de umiditate din beton, care afectează în mod semnificativ valoarea acestui criteriu. Cu cât este mai concret de umiditate, cu atât mai mare valoarea criteriului ruperii casante și cu atât mai mare riscul posibilitatea ruperii casante betonului în timpul unui incendiu.
Este necesar să se ia în considerare posibilitatea fracturii crăpate a betonului în timpul unui incendiu, atât în timpul construcției cât și în timpul punerii în funcțiune și a funcționării instalației, în funcție de umiditatea relativă a aerului.
6.6. Betonul, având valoarea criteriului de fractură fragilă F> 4, trebuie protejat de fracturarea fragilă în timpul unui incendiu prin următoarele măsuri:
1) creșterea siguranței la incendiu, astfel încât în caz de incendiu să poată fi localizată în stadiul inițial;
2) o scădere a umidității relative calculate în cameră;
3) armarea structurală suplimentară a stratului de suprafață din beton din partea de încălzire cu plasă de armare cu celule 25-70 mm și diametrul armăturii 0,5-1,0 mm;
4) prin aplicarea unei straturi de întârziere la flacără de 2-4 cm grosime pe suprafața betonului încălzit;
5) dispozitivul de căptușeală metalică pe partea laterală a suprafeței încălzite;
6) folosind betoane cu un consum redus de ciment, V / C redus, agregat mare cu un coeficient de extindere a temperaturii mai scăzut.
Exemplul 17. Dat fiind. Compoziții de beton greu, care au fost utilizate în construcția unui centru comercial subteran (Tabelul 6.3).
Numele structurilor în care a fost folosit betonul
Este necesar să se determine posibilitatea fracturii crăpătoare a betonului în structurile din beton armat în timpul impactului unui incendiu asupra incendiului.
Calcul. Betonul are cea mai mare umiditate după construcție. Prin urmare, ia în considerare posibilitatea de fracturi fragile de beton în timpul unui incendiu în timpul construirii instalației, atunci când umiditatea relativă a designului de aer este de 75%.
Determinarea criteriului pentru fracturarea fragilă a betonului F se realizează conform formulei (6.1), care include valorile următoarelor cantități fizice.
Coeficientul de deformare a temperaturii betonului greu pe un agregat de silicat când este încălzit la 250 ° C este luat din tabel. 2.4 - # 945; bt = 8,25; 10-6 ° C'1.
Coeficientul de conductivitate termică a betonului greu pe un agregat de silicat la 250 ° C se determină prin formula (3.2)
# 955; = 1,2 - 0,00035; 250 = 1,11 W / (m ° C).
Coeficientul de pseudo-intensitate a stresului din beton este luat din tabel. 6.1 luând în considerare nota 1, deoarece mărimea agregată pentru toate compozițiile de beton a fost de 20 mm. Pentru prima compoziție de beton K 1 1 = 0,58 · 10 3 kN / m -3/2.
Modulul de elasticitate pentru clasa B30 de beton este luat din tabelul. 2.3 - Eb = 32,5 · 10 3 MPa.
factor # 946; b. ținând seama de scăderea modulului de elasticitate a betonului cu o creștere a temperaturii la 250 ° C, luăm conform tabelului. 2.2 - # 946; b = 0,6.
Ebt = 32,5 · 10 3 · 0,6 = 19,5 · 10 3 MN / m2; # 961; = 2380-150 = 2230 kg / m3.
Porozitatea totală a betonului este determinată de formulele (6.2) și (6.3).
Pentru prima compoziție cu B / C = 0,42> 0,4
P = 0,1 (3,7 + 0,45) (0,42-0,2) = 0,091.
Pentru cea de-a doua compoziție cu B / C = 0,36 <0,4
P = 0,08,5,5 • 0,36 = 0,158.
Umiditatea volumetrică de lucru a betonului este determinată de formula (6.6), în care conținutul de umiditate în echilibru al betonului este luat din tabel. 6.2 în funcție de umiditatea relativă a aerului. Pentru prima compoziție de beton (Tabelul 6.3), We = 0.1 · 0.028 · 22.3 = 0.062 și criteriul pentru fracturarea fragilă a betonului este:
Pentru alte compoziții din beton, valorile calculate ale criteriului pentru fracturarea fragilă a betonului F sunt prezentate în tabelul. 6.4. După cum se poate observa din tabel, pentru compozițiile de beton 1, 2, 3, 5 și 6, valorile lui F ≥ 4.
În zidul din pământ, în rampe, plăci și podele, în coloane și grinzi, este posibilă defectarea fragilă a betonului în timpul unui incendiu în timpul construcției. Prin urmare, este necesar să se acorde o atenție deosebită echipamentului de protecție împotriva incendiilor, astfel încât, în caz de incendiu, focul să poată fi localizat în stadiul inițial.
Trebuie remarcat faptul că, în plăci de beton armat, în care suprafața de jos este căptușită tablă profilată și Walling „perete suspensie“ cu o căptușeală dintr-o foaie de metal, cu o suprafață interioară a distrugerii explozive nu va fi, deoarece captuseala previne fisurarea betonului cu incalzit de suprafață. În aceste construcții este posibilă numai adâncimea fisurare de 5 cm, care nu au nici un impact asupra rezistenței și deformabilității structurilor și a rezistenței lor la foc limită nu este mai mică.
După îndepărtarea construcțiilor din beton umiditatea betonului scade ca echilibrul higrometric rupt cu aer. Ușor capilar-poros se usucă. Prin evaporarea umezelii din beton incepe in primul rand din cauza pori mari și capilare din cauza încălcărilor conexiunilor fizice și mecanice și îndepărtarea apei libere. Apoi începe evaporarea apei din micropore și capilare mici. După îndepărtarea îndepărtarea apei capilare începe structural cu adsorbție a apei și a celulelor structurale formate cu cristale mici de produse de hidratare ciment și polimolecularitate adsorbită straturi. Acesta din urmă îndepărtează apa adsorbită sub formă de straturi monomoleculare.
Umiditatea maximă inițială a betonului din structură după fabricare este de 5%. În primele șase luni, conținutul de umiditate al betonului în straturile medii și pe suprafață este egalat și redus. După un an, conținutul de umiditate al betonului nu depășește 2,5%, iar după doi ani este mai mic de 2,0%. Umiditatea la echilibru a betonului la o umiditate relativă a aerului de 60% nu este mai mare de 1,5% și la 70% - nu mai mult de 2,5%.
Apoi, conținutul de umiditate al betonului scade, iar pierderea de umiditate ajunge la 2 - 5%.
Acum, luați în considerare cazul punerii în funcțiune a complexului, când sistemele de încălzire și climatizare nu au fost încă operate în condiții normale, iar umiditatea este de 50%.
Valorile criteriului pentru fractura fragilă a betoanelor F au fost calculate din formula (6.1). Din tabel. 6.4 se poate observa că toate compozițiile de beton din perioada de pornire nu vor fi distruse, deoarece valorile lui F <4.
Când se utilizează în timpul verii, umiditatea va fi de 45 - 55% și nu va exista o fractură fragilă a betonului.
În sezonul rece, când umiditatea relativă este mai mică (35-45%), betonul nu va fi distrus în structurile din beton armat ale centrului comercial subteran în timpul punerii în funcțiune și în timpul funcționării.
Scaunul poros capilar-poros cu umiditate crescândă în încăperi va reabsorbi și se hidratează. Dacă funcționarea normală a sistemului de alimentare nu reușește sau prin pereți și fund, apa intră și drenarea nu funcționează, umiditatea de beton se poate ridica rapid la maxim, așa cum sa stabilit la examinarea structurilor din beton armat din garajul subteran. În acest caz, este posibilă defectarea fragilă a betonului în timpul unui incendiu.