Каталог "Пожарная безопасность"-2020

ВЗРыВОЗАщищеннОе ОбОРуДОВАние. ОгнеЗАщитныемАтеРиАЛы, пОкРытия и РАбОты СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ КАТАЛОГ ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ | 2020 www.secuteck.ru 60 РАЗДеЛ И зучение результатов пожаров явно свидетельствует о том, что в некото- рых случаях разрушение конструкций происходит по причине оголения арматур- ного каркаса вследствие взрывообразного разрушения бетона (рис. 1 и 2). При взрывообразном (хрупком) разрушении защитного слояжелезобетонной конструкции бетон со стороны огневого воздействия внезапно и быстро (уже через 5–10 минут) разрушается, что сопровождается следую- щими явлениями: n звуковые эффекты (треск, хлопки, взрывы); n отрыв и разлет на расстояние от несколь- ких сантиметров до 10–20 м осколков (ле- щадок), которые имеют размер от 1 кв. см до 0,5–1 кв. м и толщину от 1 мм до 5 см. В результате это приводит к быстрому уменьшению толщины защитного слоя бе- тона, преждевременному прогреву арматур- ного каркаса и резкому снижению несущей способности конструкции. Факторы, влияющие на разрушение Некоторые специалисты связывают взры- вообразное разрушение с тремя возмож- ными причинами: 1. Разрушение по причине нарастания дав- ления в порах из-за наличия в них влаги. 2. Термический стресс, который может происходить даже без наличия влаги в бе- тоне, но при сочетании огромных внутрен- них напряжений именно в защитном слое бетона из-за приложенной нагрузки с высо- кой скоростью падения физических харак- теристик бетона при прогреве конструкции. 3. Комбинированное воздействие давле- ния в порах и возникновения зон термиче- ского стресса. Рассмотрим эти факторы по отдельности. Физическая влажность железобетонной конструкции Во время огневого воздействия вода рас- сматривается как вещество, пытающееся "выйти" в основномв сторону, противополож- ную стороне огневого воздействия, то есть внутрь бетона. Стоит учесть, что в очень ма- леньких капиллярах (с радиусом около 0,08 мкм) с давлением 15 атм температура кипения воды составляет около 200 °С и, на- оборот, закипание воды создает высокое давление. При этом нужно принимать во вни- мание одновременное резкое падение проч- ности бетона на сжатие и растяжение при на- греве. Таким образом, создание давления в порах до 1,5–3 атм является типовым явле- нием и также приводит к разрушению теряю- щего прочность при огневом воздействии бе- тона. Химически связанная вода При нагревании сначала испаряется сво- бодная капиллярная вода, а затем химиче- ски связанная, которая начинает испа- ряться при 105 °С. Процесс завершается примерно при 800 °С. Некоторые исследо- вания показывают, что потери химически связанной воды при нагревании бетона могут составить до 2,3% от веса бетонных образцов. градиент температур цементного камня и заполнителей При температурах около 500 °С резко воз- растают объемные деформации гранита и песчаника. В то же время объемные деформации цементного камня достигают Огнестойкость железобетонных сооружений с добавлением полипропиленовой микрофибры Прогрев железобетонных конструкций при огневом воздействии может сопровождаться утратой конструктивной целостности как самими конструкциями, так и в целом зданиями и сооружениями, вплоть до прогрессирующего разрушения, либо конструкции могут потерять способность выполнять свое функциональное назначение. В связи с этим вопрос повышения стойкости железобетонных конструкций к огневому воздействию и взрывообразному (хрупкому) разрушению становится все более актуальным СеРгей АнтОнОВ Слушатель Академии государственной противопожарной службы МЧС России, магистратура "Техносферная безопасность" s Рис. 1. Атланта, США, 2017 г. Автомобильная эстакада. Обрушение секции эстакады произошло через 40 минут после начала пожара s Рис. 2. Россия, Владивосток, 2011 г. Около 1200 кв. м бетона было повреж- дено во время пожара при строительстве моста через бухту Золотой Рог