高性能混凝土建筑火災(zāi)燒損試驗(yàn)研究.pdf

1、建筑物一旦發(fā)生火災(zāi)，必須及時(shí)進(jìn)行滅火，以撲滅火焰和阻止火焰的傳播蔓延，防止火勢的擴(kuò)大，將火災(zāi)損失降到最低。消防射水是最常用的滅火方式，通過對(duì)著火物進(jìn)行射水，可以對(duì)正在燃燒的材料進(jìn)行降溫、覆蓋燃燒物窒息火焰、水蒸氣稀釋氧氣、抑制燃燒鏈反應(yīng)的方式阻止燃燒；同時(shí)對(duì)可燃材料射水，降低可燃材料的溫度和增加可燃材料的濕度，阻止火勢的蔓延傳播。消防射水在撲滅建筑火災(zāi)的時(shí)候，消防射水對(duì)經(jīng)受高溫后性能嚴(yán)重劣化的混凝土必然會(huì)產(chǎn)生一定的影響，水-火耦合作用可

2、能會(huì)加速混凝土性能的劣化，使建筑結(jié)構(gòu)損毀和承載力急劇下降，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的局部或整體性坍塌。作為建筑的承重和支撐體系，即使是在火災(zāi)和消防射水的共同作用下，也必須在一定時(shí)間內(nèi)保持足夠的承載能力，保證受災(zāi)人員能安全的撤離火災(zāi)現(xiàn)場、消防戰(zhàn)斗人員能安全的進(jìn)行滅火戰(zhàn)斗和救護(hù)人員能安全的救護(hù)傷員。
　　 本文深入研究了高性能混凝土的耐火性能衰減規(guī)律，探究了消防射水與火災(zāi)共同作用下的高性能混凝土建筑的坍塌機(jī)理，建立了高性能混凝土建筑火災(zāi)后的坍塌

3、預(yù)測和評(píng)價(jià)方法，為確定火災(zāi)后其殘余承載力，從而延長結(jié)構(gòu)受火時(shí)坍塌的時(shí)間提供了科學(xué)依據(jù)，為高性能混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷后期診斷評(píng)估與修復(fù)加固提供了基礎(chǔ)參數(shù)。
　　 本文主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　 1.高性能混凝土火災(zāi)燒損試驗(yàn)研究
　　 (1)對(duì)高溫后C35、C40、C50高性能混凝土與摻防腐劑C35高性能混凝土的殘余抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，分析了高性能混凝土爆裂原因，總結(jié)了試件外觀特征隨火場溫度的變化規(guī)律，建立了火

4、災(zāi)后HPC殘余抗壓強(qiáng)度與火場溫度之間的關(guān)系式。研究表明：消防射水對(duì)建筑火災(zāi)后C35HPC的殘余抗壓強(qiáng)度有很大影響，自然冷卻條件下，HPC的殘余抗壓強(qiáng)度整體呈衰減狀態(tài)，300℃時(shí)略有升高；在射水冷卻條件下，HPC的殘余抗壓強(qiáng)度始終呈衰減狀態(tài)；在相同溫度條件下，采用自然冷卻方式測得的HPC的殘余抗壓強(qiáng)度均高于采用射水冷卻方式測得的HPC的殘余抗壓強(qiáng)度，自然冷卻條件下HPC的殘余抗壓強(qiáng)度最高的約為射水冷卻條件下HPC的殘余強(qiáng)度的1.3倍。

5、r>　　 (2)研究了高溫過程中HPC的殘余抗壓強(qiáng)度的變化規(guī)律；對(duì)比分析HPC在高溫過程中與高溫自然冷卻后殘余抗壓強(qiáng)度的異同。研究表明：300℃～400℃時(shí)，HPC殘余強(qiáng)度在明顯有所波動(dòng)，但是冷卻后的HPC殘余抗壓強(qiáng)度沒有高溫中殘余抗壓強(qiáng)度上升的那么明顯；相同加熱溫度條件下，高溫過程中HPC的殘余抗壓強(qiáng)度高溫略高于自然冷卻后HPC的殘余抗壓強(qiáng)度。
　　 2.公路隧道襯砌高性能混凝土的高溫?zé)龘p試驗(yàn)研究以隧道常用的C50 HPC為

6、研究對(duì)象，開展了HPC試件高溫?zé)龘p試驗(yàn)，研究了高溫后受損襯砌混凝土殘余抗壓強(qiáng)度在不同條件下隨經(jīng)歷溫度劣化的規(guī)律和定量關(guān)系，建立了火災(zāi)后隧道襯砌HPC殘余抗壓強(qiáng)度與火場溫度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式。研究表明：高等級(jí)的HPC抗壓強(qiáng)度很高，但其抗火性能卻很差；在高溫但過程中及自然冷卻條件下，HPC殘余抗壓強(qiáng)度總體上呈降低趨勢，在300℃時(shí)，C50HPC殘余抗壓強(qiáng)度有小幅增加；射水冷卻條件下，HPC殘余抗壓強(qiáng)度隨著溫度升高一直呈衰減狀態(tài)；相同加熱溫度等

7、級(jí)條件下，高溫過程中HPC的殘余抗壓強(qiáng)度略高于自然冷卻后HPC的殘余抗壓強(qiáng)度，自然冷卻后HPC的殘余抗壓強(qiáng)度高于射水冷卻后HPC的殘余抗壓強(qiáng)度。
　　 3.抗蝕防腐劑對(duì)高性能混凝土耐火性能的影響對(duì)高溫后摻抗蝕防腐劑高性能混凝土的殘余抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，描述了高溫過程試驗(yàn)現(xiàn)象，分析了摻抗蝕防腐劑高性能混凝土爆裂原因，探索添加防腐劑對(duì)高溫后高性能混凝土殘余抗壓強(qiáng)度的影響；通過回歸分析建立了摻抗蝕防腐劑高性能混凝土抗壓強(qiáng)度與溫度之間的二元線

8、性回歸公式。研究表明：摻加抗蝕防腐劑高性能混凝土試件在400℃時(shí)就發(fā)生爆裂，而未摻抗蝕防腐劑高性能混凝土試件在試驗(yàn)過程中沒發(fā)生爆裂現(xiàn)象，表明雖然摻抗蝕防腐劑有利于增強(qiáng)高性能混凝土抗壓強(qiáng)度，但是不利于高性能混凝土抗爆裂性能。
　　 4.消防射水對(duì)持續(xù)燃燒建筑物坍塌的影響分析對(duì)特定功能建筑物火災(zāi)荷載進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)火災(zāi)動(dòng)力學(xué)原理和概率統(tǒng)計(jì)原理，給出了特定功能建筑因持續(xù)燃燒致建筑坍塌的概率函數(shù)和有消防射水滅火情況下建筑物在火-水