防火耐热混凝土

　　随着经济的飞速发展,日常生产、生活中用火、用电明显增多,引发火灾事故的因素也骤增,火灾事故特别是重特大火灾事故,给社会造成了巨大财产损失和人员伤亡。据调查,2001年震惊世界的'9·11'事件就是因为飞机撞击后引起的大火熔化了支承钢结构,造成了纽约世贸中心倒塌。在爆炸现场救火的300多名消防人员及警察因建筑倒塌而丧生。2003年11月3日凌晨,我国某市的衡州大厦一楼仓库发生火灾,最终引发楼房坍塌,20名消防队员壮烈牺牲,11名消防队员光荣负伤,96户居民受灾。事故中消防官兵伤亡创新中国纪录!究其原因,耐火等级较低的建筑材料是建筑物在火灾中发生倒塌主要原因之一。

　　可以说,如何经济有效地解决建筑物耐火问题,在火灾和不安全因素迅速增加的今天显得具有重大的意义。近年来随着一些新材料、新工艺、新技术在建筑领域中的广泛应用,建筑构件的性能也变得越来越复杂,而混凝土以其优越的性能和低廉的价格仍为大量建筑工程必不可少的材料。因此具有一定耐火能力、经济适用的防火耐热混凝土引起人们的重视。河南砂浆-特种砂浆-砂浆厂家-河南砂浆厂家

　　普通混凝土受热作用机理

　　大量研究表明,普通混凝土在高温受热下的退化包括质量减少和形成大量的孔和裂缝以及强度和弹性模量的下降,退化的结果造成普通混凝土出现大面积裂缝以至坍塌。普通混凝土受热作用机理包括水泥水化产物受热作用机理和水泥水化产物与骨料之间受热相互作用机理。

　　分析普通混凝土受热作用机理和混凝土在火灾中受损程度的影响因素,提出防火耐热混凝土是经济有效解决火灾事故中由于建筑物耐火等级低而造成巨大财产损失和人员伤亡问题的有效方法之一。综述了防火耐热混凝土的分类,为工程上选择使用防火耐热混凝土提供指导依据,并提出研制新型防火耐热混凝土是今后的研究发展方向

　　水泥水化产物受热作用机理

　　在火灾中普通混凝土的温度不断升高,当混凝土被加热到100℃时,毛细孔并始失去水分;达到100℃-150℃时,由于水蒸气蒸发促进熟料逐步水化,使混凝土抗压强度增加:200℃-300℃时由于水泥水化产物水化硅酸钙凝体开始脱水而导致组织硬化:300℃以上由于脱水加剧,混凝土收缩,开始出现裂纹,强度开始下降,575℃时氢氧化钙脱水,使水泥组织破坏,当温度达到500℃和800℃时,混凝土抗压强度分别约为原来强度的70%和30%;混凝土开始坍塌。900℃时混凝土中的碳酸钙分解,这时游离水、结晶水及水化物的脱水基本结束,强度几乎丧失。由于氢氧化钙的脱水,碳酸钙的分解,混凝土中生成了氧化钙,在射水的作用或火灾后吸收空气中的水分,氧化钙再次水化,体积膨胀,水泥层会酥松剥落。同时,高温改变了钙矾石的形成机理,60℃-800℃下钙矾石开始水解,混凝土内部形成粗大的孔结构。河南砂浆-特种砂浆-砂浆厂家-河南砂浆厂家

　　水泥石与骨料受热作用机理

　　300℃时,普通混凝土中的骨料开始膨胀,随着温度的继续升高,水泥收缩和骨料膨胀加剧,两者结合被破坏,水泥骨架破裂成块状;温度达到500℃以上后,骨料中的石英晶体发生晶型转变,体积膨胀,初生的不连贯裂缝迅速扩展并连续起来,形成大裂缝,造成混凝土的宏观破坏;水泥石受拉,骨料受压,由此加剧了内裂缝的开展,这也是强度降低的主要原因。因此,水泥用量愈大,水灰比愈大,强度降低愈烈。

　　同时,混凝土表面受火处温度升高比内部快得多以及骨料和水泥石之间的热不相容造成的内外温差和应力差也会引起混凝土开裂和强度下降。

　　混凝土在火灾中受损程度的影响因素

　　通过分析普通混凝土受热作用机理,各国研究表明,混凝土在火灾中受损的严重程度取决于以下六个因素:温度升高的速率、温度、胶凝材料和集料的组成、水分含量及火作用的持续时间。

　　因此,提高混凝土的防火耐热性,是减少混凝土在火灾中受损以至坍塌的关键,防火耐热混凝土是一种能长期承受高温作用(200℃以上),并在高温下保持所需要的物理力学性能(如有较高的耐火度、热稳定性、荷重软化点以及高温下较小的收缩等)的特种混凝土。防火耐热混凝土已成功地由耐火骨料(粗细骨料)与适量的胶结料(有时还有矿物搀合料或有机搀合料)和水按一定比例配制而成。