Огнестойкость бетонных элементов конструкции зависит от тепловых, механических и деформационных свойств бетона. Эти свойства значительно варьируются в зависимости от температуры, а также зависят от состава и характеристик бетонной смеси, а также от скорости нагрева и других условий окружающей среды.
Основные характеристики
В статье описаны основные характеристики бетона. Обсуждаются различные свойства, которые влияют на характеристики огнестойкости, а также роль этих свойств на огнестойкость. Представлено изменение термических, механических, деформационных и откольных свойств в зависимости от температуры для разных типов бетона.
Использование бетона
Бетон широко используется в качестве основного конструкционного материала в строительстве благодаря многочисленным преимуществам, таким как прочность, долговечность, простота изготовления и свойства негорючести, он обладает по сравнению с другими строительными материалами.
Бетонные конструктивные элементы при использовании в зданиях должны отвечать соответствующим требованиям пожарной безопасности, указанным в строительных нормах. Это связано с тем, что пожар представляет собой одно из самых тяжелых условий окружающей среды, которым могут подвергаться сооружения; следовательно, обеспечение соответствующих мер пожарной безопасности для конструктивных элементов является важным аспектом проектирования зданий.
Меры пожарной безопасности
Меры пожарной безопасности для элементов конструкции измеряются с точки зрения огнестойкости, которая представляет собой продолжительность, в течение которой элемент конструкции проявляет сопротивление в отношении целостности конструкции, стабильности и передачи температуры.
Бетон обычно обеспечивает лучшие огнестойкие свойства любого строительного материала. Эта превосходная огнестойкость обусловлена материалами, составляющими бетон (т.е. цементом и заполнителями), которые при химическом сочетании образуют материал, который является по существу инертным и имеет низкую теплопроводность, высокую теплоемкость и более медленное снижение прочности с температурой.
Именно эта медленная скорость теплопередачи и потери прочности позволяют бетону действовать в качестве эффективного огненного щита не только между соседними помещениями, но и защищать себя от повреждений в результате пожара.
Поведение конкретного конструктивного элемента
Поведение конкретного конструктивного элемента, подверженного воздействию огня, частично зависит от тепловых, механических и деформационных свойств бетона, из которого состоит элемент. Подобно другим материалам, теплофизические, механические и деформационные свойства бетона существенно изменяются в температурном диапазоне, связанном с пожарами в зданиях.
Эти свойства варьируются в зависимости от температуры и зависят от состава и характеристик бетона. Прочность бетона оказывает существенное влияние на его свойства как при комнатной, так и при высоких температурах. Свойства высокопрочного бетона (HSC) меняются в зависимости от температуры от свойств бетона нормальной прочности (NSC). Этот разброс более выражен для механических свойств, на которые влияют прочность, влажность, плотность, скорость нагрева,
На практике
На практике огнестойкость элементов конструкции раньше оценивалась в основном с помощью стандартных испытаний на огнестойкость. Однако в последние годы использование численных методов для расчета огнестойкости элементов конструкции получает все большее признание, поскольку эти методы расчета являются гораздо менее дорогостоящими и трудоемкими.
Когда элемент конструкции подвергается воздействию температуры и времени во время пожара, это воздействие вызывает предсказуемое распределение температуры в элементе.
Повышенные температуры
Повышенные температуры вызывают деформации и изменения свойств конструкционных материалов конструктивного элемента. Зная о деформациях и изменениях свойств, можно применять обычные методы структурной механики для прогнозирования характеристик огнестойкости конструктивного элемента. Наличие свойств материала при повышенной температуре позволяет использовать математический подход для прогнозирования огнестойкости элементов конструкции.
Общая информация
Очевидно, что общая информация о свойствах бетона при комнатной температуре редко применима при проектировании огнестойкости. Следовательно, крайне важно, чтобы специалист по пожарной безопасности знал, как расширить, исходя из априорных соображений, полезность мизерных данных о свойствах, которые можно получить из технической литературы.
Кроме того, знание уникальных характеристик, таких как вызванный огнем откол в бетоне, имеет решающее значение для определения огнестойкости бетонных элементов конструкции.