ОГНЕСТОЙКОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ БЕТОНА (НАУЧНЫЙ ОБЗОР)

Исследования

Цель метода

Характеристики объекта

Краткое описание исследования

Результаты

Aka Adefemi, Usman Muhammad, Umar Muhammad Birnin Kebbi, Samuel Olugbenga (2013)

«Влияние добавки на огнестойкость обычного портландцементного бетона» [16]

Определить влияние карбидных отходов на сжимаемую прочность бетона при воздействии огня.

Была произведена частичная замена обычного портландцементного бетона (OPC) на 5, 10, 15 и 20 процентов (%) (CW) для производства 150 х 150 х 150 мм бетонных кубов. Образец 100% обычного портландцементного бетона также были произведены и служили в качестве контроля.

Для бетона OPC/CW и контроля было принято соотношение вода/цемент (w/c) 0,65. Для целей исследования было изготовлено 90 бетонных кубов для двух образцов. Полученные образцы отвердевали в обычной воде в течение 28 дней, после чего их нагревали в печи при различных температурах 200, 300, 400, 600 и 800°С. Образцы нагревали в течение 2 часов при каждой температуре испытания для достижения теплового стационарного состояния, после чего определяли их прочность на сжатие. В контрольном образце наблюдалось увеличение прочности на сжатие до 300°С, после чего образец испытывал сильные потери с дальнейшим повышением температуры до 800°С.

Прочность на сжатие бетонов CW увеличивается с повышением температуры до 500°С, а затем уменьшается с дальнейшим повышением температуры 10% замена OPC на CW работает лучше, чем другой уровень замены при всех температурах.

Замена OPC (Ordinary Portland Cement) на 10% CW(carbide waste) повышает огнестойкость бетона на 14% от OPC бетона.

Khushpreet Singh, Jasira Bashir (2017)

«Экспериментальное исследование по повышению огнестойкости бетона путем добавления полипропиленовых волокон»[18]

Разработка огнеупорного бетона путем частичной замены мелкодисперсных заполнителей на 0,5% полипропиленовых волокон.

Для оценки прочности и огнестойкости отливают несколько образцов полипропиленового фибробетона М25 и обычного бетона.

Отливают несколько образцов полипропиленового фибробетона М25 и обычного бетона, а затем после отвердения 7 дней и 21 дня на этих образцах проводят огневые испытания при температуре 300°С и 800°С.

Процентное увеличение прочности на сжатие, разрывной прочности на растяжение и прочности на изгиб образцов бетона при 0°С, 300°С и 800°С, показывает, что армированный полипропиленовым волокном бетон обладает повышенной прочностью и лучшей огнестойкостью, чем обычно используемый бетон.

Нгуен Тхань Киен, Кудряшов В.А. (2016) «Огнестойкость ячеистого бетона на основе экспериментальных диаграмм деформирования после высокотемпературного нагрева» »[7]

Выявить прочность образцов автоклавного ячеистого бетона, нагретых в диапазоне температур 200…800 °С и получить необходимые данные для построения диаграмм деформирования в сжатом и изгибаемом напряженном состоянии с учетом результатов статистической обработки.

Для испытаний при содействии ОАО «Управляющая компания холдинга «Забудова» было подготовлено 32 образца призм из автоклавного ячеистого бетона класса по прочности на сжатие В2,5, марки по средней плотности D500 согласно СТБ 1117 [13] с усредненными размерами 70×70×280 мм. Фактическая плотность образцов составляла 566±20 кг/м3 . Размеры образцов были обусловлены ограничениями внутреннего пространства имеющейся муфельной печи

План проведения эксперимента предусматривал 8 серий испытаний (по 4 образца в каждой) и включал испытания не нагреваемых образцов при сжатии, испытания нагреваемых (с шагом в 200 °С) образцов при сжатии, испытания не нагреваемых образцов при изгибе, испытания нагреваемых (до температуры 600 °С) образцов при изгибе.

В результате испытаний было выявлено, что прочность автоклавного ячеистого бетона слабо изменяется в диапазоне температур до 600 °С, а сам материал обладает весьма низкой теплопроводностью и чувствителен к резкому нагреву и охлаждению.

При построении диаграмм деформирования ячеистого бетона при нагреве проводили их тщательную физическую и статистическую обработку

Пухаренко Ю.В., Конскринин М.П. (2020)

«Стойкость фибробетона к высокотемпературному воздействию»[9]

Привести результаты исследования изменений структуры и свойств бетона, армированного низкомодульными синтетическими микроволокнами, после воздействия на него высоких температур.

Исследование проводилось на образцах из мелкозернистого наномодифицированного бетона.

В процессе испытаний образцы подвергались высокотемпературному воздействию в лабораторной муфельной печи.

Определение прочности образцов осуществлялось по ГОСТ 10180 "Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам", характеристики трещиностойкости и вязкости разрушения определялись в соответствии с методикой ГОСТ 29167 "Бетоны. Методы определения характеристики трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении" с использованием специально сконструированной установки [4, 10].

Исследователи огнестойкости бетона отмечают, что «взрыв бетона происходил при влажности более 5% и температуре 160-260ºС, что соответствует максимальному давлению пара внутри бетона 7–20 атм»[1]

После нагрева образцов до 200ºС имеет место некоторое повышение их прочности на сжатие, что объясняется конструктивным влиянием армирующих волокон, которое проявляется в сдерживании процесса образования и развития трещин в бетонной матрице. Дальнейшее повышение температуры в печи приводит к понижению прочности композита, и после обработке при 600ºС её значение при испытании образцов на сжатие составляет половину от первоначальной при том же проценте армирования, а прочность на изгиб снижается в 7-10 раз. Т.е приводит к практически полному разупрочнению композита вне зависимости от вида и расхода волокон.

Это подтверждается анализом данных, представленных на рисунках 1 и 2

Также установлено, что при выгорании при температурах выше 350ºС такие волокна образуют токсичные дымовые газы, и это следует учитывать, особенно, при строительстве тоннелей и других подземных сооружений.

Aysun Seven, Şemsettin Kılınçarslan (2010)

«Высокотемпературная огнестойкость для бетона, использующего экологичное строительство» [15]

Производство бетона, легированного оливином, подвергается различным экспериментам при проектировании и применении с целью повышения огнестойкости.

Образцы бетона, легированного оливином, были получены с использованием TS 802, который получают с предприятий по добыче оливина, расположенных в Испарта-Сютчулер-Айвалыпынар. Заполнитель был получен с месторождения инертных материалов в Испарта-Атабей.

Образцы легированного оливином и обычного бетона были нагреты до 300 C, 600 C и 900 C в течение 2 часов в весенней лаборатории Университета Докуз Эйлул в Измире, где лечение длилось 28 дней. Позже скорость ультразвукового импульса (УФ) и прочность образцов на сжатие были определены в строительной лаборатории Университета Сулеймана Демиреля в Испарте.

В нормальных образцах бетона по мере снижения сопротивления повышенному давлению и

до 600C было определено, что он потерял приблизительно 70% сопротивления. В оливиновых бетонах, вырос примерно на 30% своего сопротивления.

В 900С оба разных образца были определены огромные потери на прочность. Результаты эксперимента по сопротивлению давлению приведены в таблице 2.

300°C

600°C

900°C

Нормальный бетон\ оливин бетон

Нормальный бетон\ оливин бетон

Нормальный бетон\ оливин бетон

Ультразвук (мкс)

25,95\

27,85

41,6\

39,25

57,1\

84,9

Сопротивление давлению (N/mm2)

40\

23,9

16,21\

30,23

7\

3,8

Вес (кг)

2,2\

2,295

2,25\

2,16

1,76\

2,18