Бетон и железобетон

Наличие локальных зон расплавления (проплавления) металла

Полезная информация о температурных режимах в различных зонах пожара может быть получена путем выявления мест расплавления тех или иных металлов, сплавов, а также стекла и некоторых других материалов. Необходимо обращать внимание и фиксировать в протоколе места расплавления алюминия и его сплавов (температура плавления 600-660°С), бронзы (880-1040°С), меди (1083°С), стали (1300-1400°С) и др.

Необходимо, однако, иметь в виду, что так называемые проплавления в металле могут возникнуть и при температуре ниже температуры плавления. Возможно это, как минимум, по двум причинам:

1) локальный нагрев тонкого стального изделия (листа, проволоки и т.п.) приводит к образованию слоя окалины, соизмеримого по толщине с самим изделием. Окалина, не обладая достаточной механической прочностью, может выкрошиться, и на изделии после пожара обнаружится "дырка";

2) растворение металла в металле. Расплавленный в ходе пожара более легкоплавкий металл при попадании на металл более тугоплавкий может привести к "растворению" последнего в расплаве первого металла. Причем происходит это при температуре, значительно ниже температуры плавления "тугоплавкого" металла.

Такой процесс возможен, например, при попадании расплавленного алюминия на медь и ее сплавы. Происходит это за счет образования эвтектического сплава меди с алюминием. Точно такой же способностью растворяться в расплавленном алюминии обладает сталь. Конечным результатом протекания указанных реакций может быть проплавление (отверстие) в тонком стальном листе, в стенке стальной трубы и т.д.

Учитывая, что расплавления и проплавления относительно тугоплавких металлов и сплавов (меди, а тем более стали) происходят на пожаре достаточно редко, сам факт их наличия должен быть зафиксирован, причина образования в каждом конкретном случае должна быть выяснена.

Квалификационным признаком, позволяющим отличить такое отверстие от проплавления, возникшего, например, под действием электрической дуги, является характерный контур проплавления (в форме лужицы, потека) и тоненькая каемка алюминия, обычно сохраняющаяся по периметру отверстия. В неясных случаях фрагмент объекта с проплавлением подлежит изъятию и направлению на лабораторные исследования.

При нагреве в ходе пожара от температур 150-200°С и выше бетон и железобетон постоянно разрушаются - чем выше температура и длительность нагрева, тем больше. Происходит это вследствие постепенной дегидратации (удаления физически, а затем и химически связанной воды) цементного камня, неравномерного теплового расширения отдельных ингредиентов, входящих в состав бетона, и некоторых других процессов.

Процесс разрушения бетона не очень хорошо заметен визуально вплоть до температур нагрева 700-800°С, когда процесс дегидратации полностью завершается и бетон просто начинает сыпаться. Тем не менее, есть признаки, достаточно просто выявляемые и характеризующие (весьма примерно) степень разрушения материала в ходе пожара. Это изменение тона звука при простукивании и образование трещин.

Изменение тона звука при простукивании

Изменение тона звука определяется простукиванием бетонных и железобетонных конструкций каким-либо массивным предметом. Бетон разрушается при нагревании, в нем появляются микротрещины, и тон звука меняется.

Неповрежденный бетон имеет высокий и звонкий тон звука. С увеличением степени разрушения бетона тон становится глухим. Изменение в тональности звука особенно заметно при нагреве выше 600-700 °С, когда бетон практически полностью дегидратирован и потому разрушен.

При простукивании бетона, нагретого до различных температур, можно также заметить, как снижаются с увеличением температуры его прочностные свойства. Нагрев более 500°С приводит к тому, что часть сечения образца при ударе средней силы откалывается. При нагреве более 600 °С молоток при ударе сминает бетон на поверхности образца [ 23 - 25 ].

Визуальная фиксация трещин бетонных конструкций

Микротрещины в тяжелом бетоне начинают образовываться при 300-400 °С.

При 500 °С трещины увеличиваются настолько, что становятся видны невооруженным глазом (ширина трещин не менее 0,1 мм).

При 600-800 °С ширина раскрытия трещин достигает 0,5-1,0 мм.

При 700-800 °С образуются визуально наблюдаемые разрушения на бетоне, в частности, отслоение защитного слоя на железобетонных изделиях [ 23 - 25 ].

Отмеченная выше зависимость интенсивности трещинообразования и ширины раскрытия трещин от температуры нагрева позволяет оценивать примерную температуру нагрева конструкций в тех или иных зонах пожарища. Конечно, речь может идти об очень приблизительной, ориентировочной оценке, т.к. ширина раскрытия трещин зависит от множества факторов, в том числе скорости нагрева и охлаждения при тушении.

Более точное и достоверное определение температуры нагрева бетона и железобетона в ходе пожара, а также выявление зон термических поражений на бетонных и железобетонных конструкциях возможно специальными полевыми и лабораторными методами (см. разд. 12.1). Для лабораторных исследований необходим отбор проб в соответствии с рекомендациями разд. 5.3.

Дата добавления: 2014-10-15