高性能混凝土建筑火災燒損試驗研究.pdf

1、建筑物一旦發(fā)生火災，必須及時進行滅火，以撲滅火焰和阻止火焰的傳播蔓延，防止火勢的擴大，將火災損失降到最低。消防射水是最常用的滅火方式，通過對著火物進行射水，可以對正在燃燒的材料進行降溫、覆蓋燃燒物窒息火焰、水蒸氣稀釋氧氣、抑制燃燒鏈反應的方式阻止燃燒；同時對可燃材料射水，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的時候，消防射水對經受高溫后性能嚴重劣化的混凝土必然會產生一定的影響，水-火耦合作用可

2、能會加速混凝土性能的劣化，使建筑結構損毀和承載力急劇下降，導致建筑結構的局部或整體性坍塌。作為建筑的承重和支撐體系，即使是在火災和消防射水的共同作用下，也必須在一定時間內保持足夠的承載能力，保證受災人員能安全的撤離火災現(xiàn)場、消防戰(zhàn)斗人員能安全的進行滅火戰(zhàn)斗和救護人員能安全的救護傷員。
　　 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共同作用下的高性能混凝土建筑的坍塌機理，建立了高性能混凝土建筑火災后的坍塌

3、預測和評價方法，為確定火災后其殘余承載力，從而延長結構受火時坍塌的時間提供了科學依據，為高性能混凝土結構火災損傷后期診斷評估與修復加固提供了基礎參數。
　　 本文主要研究內容和成果如下：
　　 1.高性能混凝土火災燒損試驗研究
　　 (1)對高溫后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度進行了對比試驗，分析了高性能混凝土爆裂原因，總結了試件外觀特征隨火場溫度的變化規(guī)律，建立了火

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

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

6、研究對象，開展了HPC試件高溫燒損試驗，研究了高溫后受損襯砌混凝土殘余抗壓強度在不同條件下隨經歷溫度劣化的規(guī)律和定量關系，建立了火災后隧道襯砌HPC殘余抗壓強度與火場溫度之間的數學關系式。研究表明：高等級的HPC抗壓強度很高，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殘余抗壓強度總體上呈降低趨勢，在300℃時，C50HPC殘余抗壓強度有小幅增加；射水冷卻條件下，HPC殘余抗壓強度隨著溫度升高一直呈衰減狀態(tài)；相同加熱溫度等

7、級條件下，高溫過程中HPC的殘余抗壓強度略高于自然冷卻后HPC的殘余抗壓強度，自然冷卻后HPC的殘余抗壓強度高于射水冷卻后HPC的殘余抗壓強度。
　　 3.抗蝕防腐劑對高性能混凝土耐火性能的影響對高溫后摻抗蝕防腐劑高性能混凝土的殘余抗壓強度試驗，描述了高溫過程試驗現(xiàn)象，分析了摻抗蝕防腐劑高性能混凝土爆裂原因，探索添加防腐劑對高溫后高性能混凝土殘余抗壓強度的影響；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高性能混凝土抗壓強度，但是不利于高性能混凝土抗爆裂性能。
　　 4.消防射水對持續(xù)燃燒建筑物坍塌的影響分析對特定功能建筑物火災荷載進行了統(tǒng)計分析，并根據火災動力學原理和概率統(tǒng)計原理，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和有消防射水滅火情況下建筑物在火-水