• Общая информация об огнестойкости бетонов и поведении бетонов при пожарах

      При высокотемпературном нагреве в бетоне происходят сложные физико-химические и физикомеханические процессы.Прочность бетона при действии высоких температур зависит от свойств вяжущих веществ, от дисперсного состава заполнителей. При нагревании бетонов и растворов происходит дегидратация образовавшихся в процессе твердения гидросиликата и гидроалюмината кальция, а равно и гидрата окиси кальция. Распад гидратов приводит к нарушению механической прочности отвердевшей цементной массы. Результатом физико-механических и химических процессов в нагретом бетоне может явиться отслаивание заполнителя от цементного камня вследствие появления трещин на поверхности контакта, что приводит иногда к растрескиванию всего элемента. На растрескивание бетона оказывает влияние и миграция химически связанной воды в порах бетона, механизм которой изучен недостаточно. 
       Взрывообразное послойное разрушение бетона может происходить вследствие растягивающих напряжений, возникающих из-за давления паров физической влаги в порах, а также, или в дополнение к этому, из-за разупрочнения бетона после потери им связанной воды. Разупрочнение бетона может способствовать его разрушению не только из-за давления паров в порах, но и под действием термических напряжений, а также из-за различия в коэффициентах температурного расширения различных наполнителей бетона. 
      Нарушение структуры бетона после высокотемпературного огневого воздействия происходит в следующих диапазонах температур: 
    • в начале пожара при температуре до 200°С прочность бетона на сжатие практически не изменяется. Считается, что только в случаях, если влажность бетона превышает 3,5%, то при огневом воздействии и температуре 250°С возможно хрупкое разрушение бетона.  Но оно возможно и при более низкой влажности,  даже при воздействии стандартных температурных воздействий (что доказали огневые испытания в 2016-2017 гг. блоков тоннельной обделки), и особенно проявляется при воздействии огневого воздействия, развивающегося по "тоннельной" или "углеводородной" кривой,

    • от 250 до 350°С в бетоне образуются, в основном,  трещины от температурной усадки бетона.                       

    • до 450°С в бетоне образуются трещины преимущественно от разности температурных деформаций цементного камня и заполнителей. 

    • свыше 450°С происходит нарушение структуры бетона из-за дегидратации Са(ОН)2, когда свободная известь в цементном камне гасится влагой воздуха с увеличением объема. 

    • при температуре свыше 573°С наблюдается нарушение структуры бетона из-за модифицированного превращения α-кварца в β-кварц в граните с увеличением объема заполнителя. 

    • при температуре свыше 750°С структура бетона полностью разрушается.

    Рисунок2 На фотографии один из блоков тоннельной обделки, проходивший 90-минутные огневые испытания во ВНИИПО в 2017 г. Взрывообразное разрушение началось уже на 20-й минуте.

     Такие же приблизительно  результаты были и при отжиге блоков тоннельной обделки в МГСУ (Мытищи) в 2016 г.

     

     Применение в типовых композициях тяжелых и мелкозернистых бетонов нашей микросинтетических полипропиленовой фибры  серии "PROZASK" позволяет  предотвратить  взрывообразное разрушения бетона при высокотемпературном воздействиии, тем самым повысить огнестойкость/пожаростойкость железобетонных конструкций (просим не путать с жаростойкими и огнеупорными бетонами, для которых высокая температура является стандартным режимом эксплуатации).

     Проведенная серия механических и огневых испытаний бетонов и железобетонных (а также стеклопластиково-бетонных, с композитной арматурой) конструкций на примере блоков тоннельной обделки (т.н. тоннельные "тюбинги") под нагрузкой по ГОСТ 30247.1-94 показала соответствие данных бетонов (с доказанной  огнестойкостью) требованиям действующего российского законодательства.

     Мы предлагаем всем заказчикам и производителям железобетонных конструкций воспользоваться технологией введения специальной микрофибры "PROZASK IGS" в бетонную матрицу и получить в результате бетоны с повышенной огнестойкостью ( которые мы также условно называем "огнестойкие бетоны" или "пожаростойкте бетоны").  Фибра "Prozask IGS" была применена при строительстве тоннелей Kenfish Town Cable (London), Schlossberg Tunnel (Graz, Austria), North Downs Tunnel (Kent, UK), Airside Tunnel (Heathrow Airport, UK), De Westerscvheide Tunnel (Netherland), Penchala Tunnel (Kuala Lumpar, Malaysia) и еще более 20 тоннелей.

     В свою очередь, мы готовы оказать содействие по проектированию вами конструкций (например, с привлечением специалистов НИИЖБ)или получению заключений по огнестойкости ваших конструкций (например специалистами ВНИИПО МЧС России), соответствующих требованиям российского противопожарного законодательства.