Той факт, що механічні властивості, пов’язані з несучою здатністю, знижуються з температурою, зумовлений низкою факторів. Основними, що впливають на бетон, є:

  1. Дегідратація цементного гелю.?
  2. Зміни складу його компонентів.
  3. Вибухонебезпечне випаровування води.
  4. Вплив тепла на внутрішню броню.

вогню

Хімія бетону

1.- Дегідратація цементного гелю

При досягненні температури 300 ° С спостерігається помітне падіння механічного опору бетонної пасти.

Насамперед гель CSH (гідратований силікатний кальцієвий комплекс) починає зневоднюватись, що передбачає збільшення пористості та крихкість матеріалу.
Реакціями гідратації, що формують процес затвердіння, є:

Ці компоненти утворюють гідратований силікатний гель кальцію. Ці реакції зворотні при надходженні тепла. Від 300 ° C силікатні ланцюги, з яких складається гель, розриваються, що має наступні наслідки:

  • Пористість різко зростає. ?
  • Міцність на стиск падає з 55 до 16 МПа між кімнатною температурою та 450 ° C.
  • ?Міцність на розрив на вигин падає з 8 МПа до 1 МПа за той же інтервал?.

Ці різкі перепади позначають можливість структурного руйнування. Ось чому, як ми побачимо, температура 300 ° С стає критичною при дослідженнях вогнестійкості бетону, визначаючись як критична точка руйнування цементної пасти. ?

2.- Зміни складу його компонентів

?Як ми бачили, із підвищенням температури фази багатьох компонентів бетону змінюються, змінюючи, іноді суттєво, їх властивості. Однак цей ефект менш важливий, ніж попередній. Наприклад, фази портландиту, етрінгіту та кальциту змінюються із зміною температури на мікроструктурному рівні. Але на той час зневоднення гелю вже послабило бетон до незворотних рівнів.?

3.- Вибухоне випаровування води ?

Особливо актуально в високоміцних бетонах. Сушіння та зневоднення бетону утворює водяну пару, чим швидше, тим різкіше підвищення температури. Якщо тиск, що генерується цією парою, вищий за швидкість виходу через пори, він може порушити крайні шари елемента, а внутрішня броня може бути піддана дії вогню. Цей ефект називається сколюванням, і іноді він може бути настільки раптовим, що стає вибухонебезпечним. У главі про конструкції в тунелях це явище обговорюється більш повно ?

4.- Вплив температури на внутрішню броню?

?Розташування арматури поблизу частини розтягуючого елемента змушує їх відчувати вплив температури відносно рано. ?

Насправді це одне із значень, яке Єврокод 2, частина 1-2 бере як еталон для розрахунків вогнестійкості, разом із мінімальним розміром або розділом. Арматурна сталь зазнає тих самих ефектів з температурою, що і конструкційна сталь, ефекти, які посилюються, якщо ця сталь попередньо напружена, оскільки вона працює ближче до межі пружності. Якщо захист бетону недостатній або ефект відколу залишає його під дією тепла, він втрачає свою здатність, а також структурний аналог. Колапс конструкції близько.

Змінні поведінки бетону на вогонь

Пожежна поведінка бетонного конструктивного елемента буде залежати від:

  1. Його розмір. Чим більше його секція, тим кращі показники.
  2. Броньоване покриття. Чим більше відстань до осі армуючого елемента, тим кращі вогневі показники.
  3. Пористість. Чим менш пористий бетон, тим гірша поведінка вогню.

Бетон має хорошу поведінку у випадку пожежі, наявність води та низька теплопровідність уповільнюють нагрівання секцій. Однак навіть для залізобетонних конструкцій необхідний контроль вогнестійкості з урахуванням підвищення температури та поведінки арматурних прутків.

Механізми колапсу можуть бути різними. У більшості випадків втрата несучої здатності зумовлена ​​втратою міцності сталевої арматури, особливо тоді, коли на стадії проектування вони явно не враховували дію вогню і вона недостатньо захищена. . Руйнування бетону буває рідше, оскільки товщини, як правило, достатньо високі, щоб внутрішні шари секції були стійкими до більш поступового нагрівання, що спричиняє втрату міцності на стиск з часом затримка щодо характеристик броні. Як результат, саме найбільш вразливі елементи, армування поверхні або дуже тонкі колони, можуть найменше виграти від зниженої теплопровідності бетону.

Методи визначення стійкості до вогню R

З регуляторної точки зору, Технічний будівельний кодекс визначає, що вогнестійкість бетонної конструкції може бути оцінена на основі результатів:

  • Порівняння з таблицями.
  • Розрахунки.

Класифікація бази порівняння з таблицями:

CTE у своєму Основному документі DB SI 6 пропонує таблиці, які можуть бути використані для перевірки вогнестійкості залізобетонних конструкцій щодо балок, колон, стін та стель із залізобетонного та попередньо напруженого бетону.

Класифікація на основі результату розрахунку:

CTE вказує, що вогнестійкість бетонної конструкції може бути оцінена аналітично за допомогою методів розрахунку, визначених стандартом EN 1992-1-2:? '' Проектування бетонних конструкцій - Частина 1-2: Загальні правила - структурна пожежа ''.

Методи розрахунку, які можуть бути застосовані при випробуваннях на вогнестійкість бетонних конструкцій в силу вищезазначеного стандарту, можна виділити:

  • Спрощені методи розрахунку. ?
  • Розширені методи розрахунку. ?
  • Методи обчислення, що виникають при порівнянні з таблицями. ?

Захист залізобетонних конструкцій

Системи захисту застосовуються до залізобетонних конструкцій з метою покращення експлуатаційних характеристик самої конструкції. Ізоляційний захист, застосовуваний як покриття поверхні елементів конструкції, заснований на співвідношенні еквівалентності між захисним матеріалом і бетоном, який визначається як “мінімальна товщина бетону, здатна виробляти однаковий ізоляційний ефект 1 см захисного матеріал ".

Значення коефіцієнта еквівалентності захисних матеріалів слід розраховувати, використовуючи лише методи випробування, визначені EN 13381-3 'Методи випробувань для визначення внеску у вогнестійкість конструктивних елементів. Частина 3: Захист, що застосовується до бетонних елементів ', і результат випробувань, проведених згідно з EN 13381-3, не є справжньою класифікацією елемента, а скоріше процедурою визначення еквівалентних товщин залежно від типу елемента захист і вогнестійкість.

Це відоме як відношення еквівалентності, воно також виявляється функцією адгезійних характеристик захисної опори, як зі змінною вогнестійкістю.
Solexin визначив наступні співвідношення еквівалентності для плат Fireguard 13 за допомогою випробувань, проведених згідно з EN 13381-3:

Розмір захисту

Отже, наприкінці розміру захисту:

  1. Перейдіть до визначення необхідного шару бетону щодо необхідної вогнестійкості, типу арматури та мінімальних перетинів шляхом перевірки аналітичних методів або таблиць, описаних вище.
  2. Інтегруйте існуючі бетонні прокладки з розрахунковими значеннями через еквівалентну товщину захисних характеристик тих, які були експериментально визначені відповідно до стандарту EN 13381-3.