14.11.2008 15:42:28
Исследования показали,что изменение капиллярно-пористой структуры межпоровых перегородок ведёт кповышению устойчивости пенобетонов при воздействии огня.
Одним из важнейших свойств стеновых материаловявляется их огнестойкость, поскольку она определяет безопасность эксплуатациижилых и общественных зданий. Огнестойкость — способность материалов выдерживатьдлительное воздействие открытого огня без разрушения.
После принятия программы «Об энергосбережении»и выхода новых норм, регламентирующих сопротивление теплопередаче ограждающихконструкций зданий и сооружений, в строительстве стали шире применяться эффективныетеплоизоляционные материалы (пенопласт, сайдинг и т. д.), многие из которыхимеют полимерную основу, относятся к горючим материалам и у которых продуктыгорения токсичны. Российская статистика показывает, что около 80 % пожаровприходится на жилой сектор [1].
Бетоны относят к огнестойким материалам.Большинство строительных конструкций изготавливается из железобетона, которыйхарактеризуется повышенной пожарной устойчивостью по сравнению с металлическимиили другими видами строительных конструкций. Сухие бетоны способны длительновыдерживать без разрушения воздействие температур до 620 °C [1].
В условиях эксплуатации бетонные ижелезобетонные конструкции не бывают сухими, они находятся в состоянииравновесной влажности, величина которой зависит от параметров ихкапиллярно-пористой структуры. Ужепри незначительном нагреве в их поровой структуре появляется пар. В том случае,когда пор мало, или они сообщающиеся и открытые, пар в условиях пожараспособствует только замедлению продвижения температурного фронта в глубьконструкции. Если поры закрытые, то парообразная влага развивает в нихизбыточное давление, способствуя, таким образом, растрескиванию и какпродвижению высоких температур внутрь конструкции, так и её разрушению.
При воздействии пожара на влажные бетонные ижелезобетонные конструкции в них наблюдается взрывообразное («хрупкое»)разрушение бетона, которое в бетонах слитной структуры начинается, как правило,через 5–15 мин после начала огневого воздействия. Оно проявляется в виде околовсо стороны обогреваемой поверхности. Глубина околов обычно составляет 5–10 см,а площадь разрушающейся поверхности может достигать нескольких квадратныхметров, что в конечном итоге приводит к разрушению конструкции. Важно отметить,что скорость появления околов в условиях пожара зависит не только от влажностижелезобетонной конструкции, но и от способности бетона транспортировать тепло,то есть от его теплопроводности. Именно поэтому при возведении пожароустойчивыхжелезобетонных конструкций чаще всего на их поверхность наносят специальныесоставы с целью защиты от скоростного распространения тепла. Такие составыувеличивают время сохранения несущей способности строительных конструкций вусловиях пожара, однако полностью защитить их от разрушения не могут.
Принято считать [3], что причиной хрупкогоразрушения любого материала является его низкая прочность при растяжении.Поэтому для повышения огнестойкости строительных конструкций следуетсовершенствовать именно это свойство бетонов. Дисперсное армирование пенобетоновволокнами повышает их прочность при растяжении в 2–5 раз [2]. Понижениетеплопроводности пенобетона при сохранении его конструкционных свойств такжедолжно способствовать повышению его пожарной устойчивости [2]. Уфибропенобетона по сравнению с равноплотным пенобетоном теплопроводность меньшена 15–25 %, поэтому продвижение теплового фронта должно осуществлятьсямедленнее, чем при использовании обычного ячеистого бетона. Кроме того,экспериментально установлено, что плотность межпоровых перегородок в фибропенобетонесущественно выше, чем в обычном. Причиной являются особенности формированиякластерных агрегатов в присутствии протяжённой поверхности фаз. Повышениеплотности межпоровых перегородок предопределило понижение равновесной влажностиматериала, что, в свою очередь, должно улучшить его противопожарные свойства засчёт снижения интенсивности воздействия водяных паров на стенки пор.
В Волгоградской испытательной пожарнойлаборатории были проведены испытания на огнестойкость равноплотных пено- ифибропенобетонов. Испытания показали, что сквозное растрескиваниефибропенобетонов плотностью 600 кг/м3 под действием огня начинаетсяна 15 мин позже, чем у пенобетонов [4].
при повышении температуры до 678 °C состояние фибропенобетонного образцаостаётся без видимых изменений
Из протокола испытаний [4] следует, что приповышении температуры до 678 °Cсостояние фибропенобетонного образца остаётся без видимых изменений. Причём вэтом же интервале времени и температуры с пенобетонного образца начинаетосыпаться песок. При дальнейшем повышении температуры до 736 °C на пенобетонных образцах появляютсятрещины, а на фибропенобетонных — их практически нет. При температуре 840 °C пенобетонные образцы разделяются начасти, а у фибропенобетонных появляются трещины на поверхности (около 30 % отплощади поверхности). Дальнейшее повышение температуры (до 894 °C) приводит к появлению глубоких трещин сразломами образцов по объёму.
Таким образом, экспериментально установлено,что устойчивость к высоким температурам и предел огнестойкости (I) образца из фибропенобетона толщиной 120 мм равен 45 мин, аравноплотного образца бетона ячеистой структуры — только 30 мин.
Литература:
1. Голованов В. И. и др. Обеспечениеогнестойкости несущих строительных конструкций // Пожарная безопасность. —2002. — № 3. — С. 48–57.
2. Моргун Л. В. Структурообразование и свойствадисперсноармированных пенобетонов: Диссертация. — Ростов-на-Дону: РГСУ, 2005.
3. Пирадов К. А., Бисенов К. А., Абдуллаев К.У. Механика разрушения бетона и железобетона. — Алматы, 2000.
4. Протокол опытных испытаний образцафибропенобетона ТУ 5767-033-02069119-2003. — Волгоград, 2004.