Свойства бетонов при высоких температурах
Бетон
Способность бетона противиться воздействию повышенных температур зависит основным образом от качеств его заполнителей. Заполнители, которые уже подверглись тепловому воздействию в ходе производства, меньше восприимчивы к разрушению, чем, например, кремнистый гравий, и принадлежат к классу 1 либо 2. Заполнители класса 1 включают пенистый шлак, дробленый кирпич, вспученную глину, пережженный котельный шлак и иные подобные материалы. Натуральные щебеночные заполнители, помимо известняка (который интегрирован в класс 1), имеют тенденцию сноситься и растрескиваться при нагревании. При всем при этом растрескивание имеет возможность распространяться либо на не очень большую глубину заполнителя, повреждая поверхностные слои, либо на солидную глубину, создавая опасность обнажения арматуры в обыкновенных или тяжелых конструкциях. Последнее имеет возможность явиться основанием аварий либо преждевременного выхода систем из строя.
Действо взрывообразного разрушения и растрескивания бетона при огневом воздействии изучено еще недостаточно. В США была предпринята попытка обследовать данную проблему. Некоторые эффекты данного явления описаны в тех. литературе.
Бетоны при нагревании утрачивают свою прочность, хотя в интервале температур до 200 °С случается только небольшое падение их прочности. С повышением температуры скорость нагревания бетона непрерывно увеличивается, что обусловливает последующую потерю его прочностных свойств. При температуре свыше 600 °С бетон владеет относительно низкой остаточной прочностью. Впрочем при пожаре в зданиях железобетонные системы довольно редко разогреваются до температуры повыше 600°С.
Признаки, характеризующие температуру
Строительные бетоны с натуральными или синтетическими неорганическими заполнителями относятся к негорючим материалам. Хотя в случае использования в бетоне сгораемых компонентах (например, древесных опилок) его уже невозможно считать негорючим, потому что при огневом воздействии случается частичное либо полное выгорание составляющих. Следовательно, «горючесть» аналогичных бетонов станет зависеть от термических качеств его компонентов и, понимая цветовой оттенок верхнего слоя и глубину его распространения, можно вычислить продолжительность и температуру нагревания железобетонных конструкций, которые испытали действие огня.
Так как заполнители класса 1 во время нагревания как следует сопротивляются растрескиванию, то бетоны с аналогичными заполнителями особенно стойки к температурным воздействиям. Мальхотра (Malhotra, Н. L.), который отчетливо изучил эксплуатационные качества бетонов, установил, что сопротивляемость вышеупомянутых бетонов воздействию повышенных температур при пожаре обусловлена устойчивыми термическими свойствами нетяжелых заполнителей, подверженных в ходе производства подобным температурам.
Способность ячеистого бетона противостоять температурному воздействию объясняется наличием воздушных ячеек и его однородностью, особенно если отсутствует солидный заполнитель. Прочность тяжкого и легкого бетонов находится в зависимости от температуры. Впрочем при нагревании до одной и той же температуры нетяжелые бетоны в сравнении с тяжелыми хранят большую часть начальной стабильности и имеют более низкий коэффициент температурного расширения.