41.Вогнестійкість залізобетонних конструкцій.

Найбільшого поширення під час будівництва житлових, громадських і промислових будинків набув залізобетон, із якого виготовляються перекриття й покриття, стіни, елементи сходів, колони, балки й ригелі. Згідно з ДБН В. 1.1-7-2002 нормативні значення меж вогнестійкості цих конструкцій можуть досягати 150 хв., а для несучих конструкцій висотних будинків — навіть 180 хв.

Основными факторами, влияющими на предел огнестойкости конструкций, являются влага, коэффициент теплопроводности и прочность арматуры. Влага в бетоне играет двоякую роль. Во-первых, при действии на бетон высоких температур вода, испаряясь, замедляет темп прогрева, увеличивая тем самым предел огнестойкости. Во-вторых, вода способствует взрывообразному разрушению бетона при интенсивном прогреве вследствие образования пара. Необходимым условием взрыва бетона является быстрое повышение t-ры, т.е. прогрев по стандартному температурному режиму или непосредственное воздействие огня на конструкцию.

При пожарах и испытаниях через 10-20мин после воздействия огня на конструкцию бетон взрывообразно разрушается, откалываясь от обогреваемой поверхности пластинами площадью 200 см² и толщиной 0,5 - 1см. куски бетона отлетают на расстояние до 15м. Такое разрушение происходит по всей поверхности, приводя к быстрому уменьшению сечения конструкции и, как следствие, к потере несущей способности и огнезащитных свойств. При влажности бетона выше 5% и температуре 160 - 200°С, что способствует максимальному давлению пара в порах, бетон разрушается почти во всех случаях. При влажности 3,5 - 5% разрушение носит местный характер. При влажности менее 3% взрывы не наблюдаются. При нагревании по растянутому во времени режиму (с достижением стандартных температур через промежуток времени, увеличенный вдвое) бетон не взрывается, несмотря на его повышенную влажность (5 - 6%). При этом вид заполнителя бетона заметно не влияет на его разрушение.

Обычно взрывоопасное разрушение происходит на новостройках, в неотапливаемых подвалах и других влажных помещениях. Бетоны с плотностью, ниже 1250 кг/м³ не взрываются при влажности 12 - 14%. Это обусловлено тем, что такие бетоны имеют сообщающиеся поры и благодаря паропроницаемости внутри конструкций не создаётся значительных внутренних усилий.

Фактори, що впливають на вогнестійкість конструкцій будинків і споруд

На підставі досліджень, спостережень і результатів випробувань можна зробити такі висновки:

• збільшення товщини стіни з бетону, цегли та стінових блоків із ніздрюватого бетону веде до підвищення її вогнестійкості. Так, збільшення товщини стіни вдвічі зазвичай обумовлює підвищення її вогнестійкості більш ніж у два рази;

• вогнестійкість залізобетонних конструкцій залежить від теплопровідності, марки бетону, в'яжучого матеріалу й наповнювачів. Так, конструкції з бетону В15, який менш теплопровідний, мають вищу вогнестійкість, ніж із бетону В30;

• вогнестійкість бетонних і залізобетонних конструкцій істотно знижується, коли в бетон додаються пластифікатори. Це спричинено тим, що під час прогріву бетону по товщині з нього інтенсивно видаляється природна й хімічно зв’язана волога, яка за рахунок наявності пластифікаторів не дроселюється крізь пори бетону та розриває його шари;

• змінення прямокутного перерізу колон на круглий значно підвищується їх вогнестійкість;

• підвищення вогнестійкості залізобетонних конструкцій можливе за рахунок або збільшення захисних шарів арматури, або застосування відповідних облицювань. Так, установлення на залізобетонних колонах облицювання з одного шару гіпсокартону завтовшки 12,5 мм зазвичай підвищує їх вогнестійкість на 30 хв. Застосування облицювання нижньої сторони багатопустотних плит перекриття з вогнезахисних штукатурок чи вогнестійкими листовими матеріалами певної товщини дає змогу збільшити із 45 хв. до 180 хв.,

• збільшення товщини захисного шару арматури більш ніж на 50 мм (для меж вогнестійкості колон понад 150 хв.) може не дати бажаної межі вогнестійкості, якщо не здійснити додаткового армування захисного шару сталевою сіткою з чарунками, не більшими 50x50 мм, що запобігатиме вибухоподібному руйнуванню бетону;

• на вогнестійкість залізобетонних конструкцій можуть істотно вплинути параметри наповнювача бетону. Бажано, щоб коефіцієнти температурного розширення наповнювача (граніт, вапняк тощо) й цементного каміння були наближені один до одного. 

Враховуючи значну кількість факторів поведінки залізобетонних конструкцій в умовах вогневого впливу, застосування розрахункових методів для визначення їх вогнестійкості має суттєві обмеження. Так, згідно з ДБН В.1.1-7-2002 такі методи не можуть бути застосовані для оцінки межі вогнестійкості конструкцій, у яких одним із основних граничних станів є втрата цілісності. На сьогодні в Україні розрахункові методи застосовують для оптимізації конструктивних параметрів конструкцій, а також для інтерполяції й екстраполяції результатів випробувань конструкцій на вогнестійкість.