Огнестойкость бетона: особенности железобетонна и газобетона

Ячеистые бетоны – особенности материала и применение в строительстве

Облегченные материалы на основе цемента относятся к категории ячеистых бетонов. Они имеют огромное количество ячеек. Это придает ячеистому бетону множество полезных свойств.

 Строителям известны несколько видов этого материала. Бетон пористого типа выпускается как автоклавный и неавтоклавный. Способ образования ячеек определяет марку бетона.

Поэтому можно выделить пенобетон, газопенобетон, газобетон (газосиликат).

Сравнение структуры блоков из газобетона и пенобетона

Пористые бетоны, в зависимости от применяемого способа затвердевания, разделяются на группы. Автоклавный бетон изготавливают в герметичном резервуаре. В нем при повышенном давлении происходит затвердение этого материала. Также в процессе приготовления в бетон добавляют водяные пары в очень насыщенном виде.

При неавтоклавном методе затвердение материала происходит в естественной среде. Его прогревают до нужной температуры путем использования электричества. Иногда бетон обрабатывают насыщенным водяным паром. По сравнению с предыдущим методом не применяется повышенное давление.

Существуют большие отличия между пенобетоном и газобетоном по составу и характеристикам. Также они по-разному проявляют себя во время эксплуатации.

Особенности производства пеноблоков и газоблоков

Изготовление пенобетона

В начале изготовления пенобетона, цементную основу смешивают со специальными добавками. Таким образом, можно добиться вспененной массы. При этом, пенообразователи могут иметь в основе органические вещества или синтетические.

После этого вспененную массу отправляют в специальные формы, где она твердеет в естественной среде. Таким образом, создаются пенобетонные блоки.

Процесс производства пенобетонных блоков

Для изготовления монолитного материала его заливают в опалубку, а не в формы. Когда он застынет, производят демонтаж опалубки. Не нужно разбирать несъемную опалубку, поэтому она будет оставаться на своем месте.

Изготовление газобетона

Пенобетон и газобетон, полученный с помощью автоклавного метода, существенно отличаются друг от друга. Для изготовления последнего необходимы только производственные условия. При этом химические добавки для его вспенивания не требуются.

Производство газобетонных блоков на заводе автоклавным методом

При изготовлении газобетона используются только натуральные вещества. К ним относятся известь, гипс, вода и цемент. В виде пасты или пудры в бетон добавляют некоторое количество алюминия. Благодаря их применению в газобетоне происходит процесс газообразования.

Для производства газобетона используется специальная емкость, которая называется автоклавом. Благодаря воздействию высокого давления, водяного пара и температуры этот материал приобретает высокую прочность.

Вследствие химической реакции между компонентами появляется совершенно новое вещество. Оно имеет кристаллическую решетку как у некоторых органических веществ. Во время химической реакции начинается выделение водорода.

Поэтому наличие газа приводит к повышенной пористости материала.

После окончательного затвердевания газобетон разрезают на блоки одинакового размера. Благодаря ровному разрезу блоков газобетона, их укладка позволяет получать очень тонкие швы. В результате, удается избежать образования мостиков холода, по которым тепло уходит из помещения наружу.

Сравнение блоков из пено- и газобетона

Нормы ГОСТов для изготовления пенобетона и газобетона абсолютно одинаковые. Никаких отклонений быть не может, в принципе. Характеристики этих пористых бетонов отличаются по морозостойкости и впитыванию влаги.

Стены из ячеистых материалов обычно имеют дополнительное покрытие из слоя отделки. Для этого используется облицовка плиткой, сайдинг или штукатурка. Поэтому разница в водопоглощении разных видов газобетонов может и не учитываться на практике.

Сравнение показателей прочности

Оба пористых бетона могут иметь плотность до 1200 кг на куб. м. По сравнению с газобетоном пенобетон будет не таким надежным и крепким, несмотря на одинаковую плотность.

От качества пенообразующих веществ напрямую зависит прочность готового бетона. Иногда производители заменяют хороший дорогой пенообразователь дешевым вариантом. По всей поверхности блок пенобетона имеет неодинаковую прочность. Прочность блока газобетона будет во всех точках одинаковой.

Какой блок выбрать – пенобетонный или газосиликатный

Во время производства автоклавного газобетона и реакции между известью и алюминием происходит выделение водорода. При отвердевании материала он не полностью выходит. Во время строительства и после его окончания небольшая часть этого газа может выходить наружу. Водород не является ядовитым газом и не отравляет организм человека.

В белковых и искусственных вспенивателях пенобетона также нет вредных веществ. Особенность пенобетона заключается также в герметичных и замкнутых порах. Поэтому оба материала можно с полным основанием считать экологически чистыми.

Подверженность усадке

Блоки пенобетона имеют показатель усадки до 3 мм/м. Это может привести к появлению трещин в уже готовой стене.

В блоках из газобетона практически не возникает трещин. Показатель их усадки равен 0,5 мм/м.

Сохранение тепла

Структура ячеистого бетона высокой плотности снижает его теплоизоляционные характеристики. В результате этого пенобетон небольшой плотности лучше подойдет для теплоизоляции по сравнению с газобетоном. Для строительства несущих стен его нельзя применять из-за низкого уровня прочности.

При использовании более плотного материала необходимо увеличивать толщину стен. В любом городе Западной Сибири стены дома из блоков пенобетона марки D600 должны иметь толщину примерно 65 см. Это создаст необходимый уровень тепла и обеспечит нормальный микроклимат.

Стены из газобетона можно сделать толщиной до 50 см. Также вполне хватит плотности D 400 или D 500. Стена из газобетона будет легкой и очень прочной. Также он прекрасно сохраняет тепло.

Показатели огнестойкости

Два этих материала прекрасно проявляют себя в этом плане. Все ячеистые бетоны отличаются хорошей пропускной способностью. Также они включают в свой состав только натуральные вещества. Преимуществами данных материалов являются удобство в эксплуатации и небольшой вес. По показателям морозоустойчивости газобетон в 3 раза лучше пенобетона.

Огнестойкость блоков из ячеистого бетона

Стоимость пенобетона примерно на 20% меньше. Для его изготовления применяются не очень дорогие компоненты и оборудование. Но во время строительства пенобетона может потребоваться больше по сравнению с газобетоном. Перед покупкой материала необходимо просчитать полностью проект будущего дома.

Для укладки газобетона понадобится клеевая смесь. Пеноблоки кладут на дешевый цементный раствор.

Укладка на клей имеет высокую скорость и его потребуется меньше по сравнению с цементом. Поэтому укладка газоблоков обойдется дешевле по сравнению со стоимостью укладки пеноблоков. Также тонкий слой клея позволяет убрать все мостики холода и делает дом энергосберегающим.

Источник: https://www.egaac.ru/blog/yacheistyie-betonyi-osobennosti-materiala-i-primenenie.html

Огнестойкость бетона в зависимости от его состава и условий эксплуатации

Конструкции строящейся башни «Восток» комплекса «Москва-Сити» выдержали четырехчасовой пожар без обрушения конструкций исключительно благодаря тому, что высотное здание было выстроено с использованием специальных материалов повышенной огнестойкости. Так, бетон в загоревшейся башне обладал огнестойкостью до четырех часов.

Огнестойкость бетона – это его сопротивление кратковременному воздействию огня. Жаростойкостью бетона (бетон жароупорный) называется его стойкость к постоянному и длительному воздействию высокой температуры.

Благодаря тому, что бетон обладает относительно низкой теплопроводностью, непродолжительное воздействие высоких температур не вызывает его достаточного нагревания, не подвергается нагреванию и арматура, находящаяся внутри железобетонных изделий и конструкций.

Гораздо опаснее влияние на сильно разогретый бетон холодной воды используемой, например, при тушении пожара. Воздействие холодной воды вызывает образование трещин, нарушение защитного слоя, и обнажение арматуры при продолжающемся воздействии высокой температуры.

Бетон, изготовленный на портландцементе не пригоден к эксплуатации при длительном воздействии температур больше 250*С, потому что при его нагревании происходит уменьшение прочности, сопровождающееся разложением гидрата кальция окиси, а также разрушением структуры цементного камня. При температурах выше 550*С начинают растрескиваться содержащиеся в гранитном щебне и в песке зерна кварца, так как при таких температурах кварц переходит в иную модификацию. Растрескивание возникает из-за увеличения объема кварцевых зерен.

Чтобы увеличить огнестойкость бетона, в него вводятся кремнеземистые или алюмокремнеземистые тонкомолотые добавки, связывающие выделяющуюся в ходе гидратации цемента свободную гидроокись кальция.

В качестве заполнителей используются материалы, обладающие достаточным уровнем термостойкости и огнеупорности (кирпичный щебень, шамот, туфа, базальт, отвальный доменный шлак, андезит, хромистый железняк).

Максимальная температура, которые способна выдержать бетонная конструкция, зависит от термостойкости и огнеупорности добавок и заполнителей.

Предел огнестойкости железобетонной конструкции, также, в значительной степени, зависит от размера ее сечения, толщины защитного слоя, класса бетона, вида заполнителя, вида, количества и диаметра арматуры, нагрузки на конструкцию, схемы опор и, в том числе, от влажности бетона в условиях эксплуатации. Чтобы расширить предел огнестойкости бетона и железобетона используются огнезащитные плиты на основе минеральных волокон, керамзита, вермикулита и перлита, обмазка, штукатурка и вспучивающиеся краски.

Напорный рукав промышленный по оптимальной цене предлагает Завод «Леотек». Продукция предприятия соответствует всем европейским стандартам, имеет сертификаты РФ, может изготавливаться по индивидуальным техническим требованиям заказчика.

Источник: http://www.novobeton.ru/stroitelstvo/beton/ognestoikost-betona-v-zavisimosti-ot-ego-sostava-i-uslovii-ekspluatatsii

Что такое пористый и ячеистый бетон

Пористые или ячеистые бетоны стали активно распространяться на рынке строительных материалов после того, как появились технологии наполнения массы связующего вещества газом или воздухом.

Это оказалось своего рода прорывом, поскольку добиться столь низкой теплопроводности от железобетонной плиты сложно и дорого.

Блоки и монолиты из газобетона и пенобетона начали применяться в проектном строительстве как материал для создания теплых ограждающих конструкций — стен, несущих ограниченные нагрузки.

Перехода к полной замене железобетона не произошло по причине несоответствия этих материалов требованиям конструкционной прочности, водонепроницаемости и морозостойкости. Существующие в настоящее время марки пористых бетонов могут обеспечить прочность, достаточную для формирования ограниченно нагруженной, но не ответственной части конструкции строения.

Для формирования прочных монолитов и изготовления деталей перекрытия, каркаса, несущих стен продолжает использоваться привычный и проверенный железобетон с арматурой. Цена бетона за 1 м3 с доставкой остается основным критерием для расчетов стоимости несущей части любого серьезного сооружения.

Особенности пористого бетона

Интересующие нас виды бетонов имеют свои характерные особенности, от которых зависит область их применения и возможность сократить затраты на создание отдельных частей конструкции.

Например, при строительстве жилого многоквартирного дома появляется возможность отказаться от многослойных стеновых панелей за счет использования блоков и газобетона и пенобетона.

Имеющие меньший вес и теплопроводность элементы позволяют возводить монолитно-блочные сооружения с высоким потенциалом энергоэффективности.

Характерные особенности пористых бетонов стоит упомянуть отдельно:

  • отсутствие наполнителей или использование в этой роли материалов с небольшой плотностью и теплопроводностью, с целью сохранения свойств основного вещества;
  • обратная зависимость между теплопроводностью и прочностью — при повышении плотности и прочностных характеристик пенобетон и газобетон начинает активно проводить тепло;
  • две технологии твердения — для производства блоков газобетона используется автоклавирование, при заливке форм и монолитов из пенобетона применяется естественное твердение;
  • принципиальная разница в изготовлении — это либо вспенивание массы, либо введение в нее компонентов, при нагревании выделяющих газ для образования сферических пузырьков;
  • различные составы вяжущего вещества — портландцемент, магнезиальный цемент, гипс, известковые смеси.

С точки зрения основных характеристик пористые бетоны существенно отличаются от классических составов со щебнем и песком. Марка плотности пено- и газобетона может достигать показателей D800-D1200, но по комплексу характеристик эти составы не могут быть использованы для формирования ответственных несущих частей крупного строения.

Читайте также:  Бетонный септик без откачки своими руками: при высоком уровне грунтовых вод

Морозостойкость пенобетона и газобетона

Показатель морозостойкости находится в пределах 45 циклов, а у так называемых газоблоков он достигает в лучшем случае 35 циклов. При этом газобетон с его открытыми порами имеет свойство “пить воду”, а пенобетон с закрытыми полостями неплохо удерживает прочность при контакте с водой и влажным воздухом.

Теплоизоляционные свойства

Главным достоинством таких смесей остается отличная теплоизолирующая способность — при показателе прочности D600 пенобетон демонстрирует теплопроводность в пределах 0,09 – 0,38 Вт/м*0 С, сравнимую с полимерными изолирующими материалами.

Именно поэтому пенобетонные составы пользуются популярностью в случаях, когда необходимо использовать монолитные конструкции, по возможности сокращая количество блочных стен, требующих больших трудозатрат при кладке.

При этом бетон для фундамента все равно нужен “классический” — не ниже марки М300 — М350.

Ограничения на использование пористых бетонов

Ограничения на использование в ответственных нагруженных конструкциях объясняются известной проблемой, которая до сих пор не решена — это предельно низкие показатели прочности пористых бетонов при деформации на изгиб.

Если повышение плотности конструкционного пенобетона на основе портландцемента возможно до достижения показателя D1200 с высокой устойчивостью к прямому сжатию, то испытания на изгиб, перекручивание и разрыв показывают значительное отставание от классических материалов.

Объяснение здесь предельно простое — отсутствие армирующих добавок и арматуры как таковой.

Эксперименты с заливкой пористых бетонов в армированные конструкции показали, что сама структура монолита не дает возможности создать прочное сцепление смеси с металлом. Такой же эффект возник и при попытках добавления в ячеистые бетоны микрофибры, металлической фибры и стекловолокна.

Области эффективного применения

Этот вид материала проявляет оптимальное соотношение функциональных характеристики и стоимости в ограниченном количестве ситуаций:

  • строительство малоэтажных, до трех уровней домов индивидуального назначения с небольшими нагрузками на стены;
  • сооружение многоквартирных домов с несущим каркасом и минимально нагруженными стенами;
  • строительство таунхаусов не более трех этажей с бетонным каркасом и кладкой ограждающих конструкций из газоблоков;
  • сооружение общественных зданий с ненагруженными стенами.

Основной положительный эффект достигается за счет возможности использовать относительно недорогой и легкий в сравнении с железобетоном материал, имеющий минимальную теплопроводность. Если в проект заложены не несущие ограждающие конструкции, то результат — положительный. Но при отсутствии внешней защиты газобетонных блоков эффект быстро утрачивается, так как стена начинает впитывать воду.

Еще одна известная проблема ячеистых составов — чувствительность к усадке, связанная с уже описанной низкой деформационной прочностью. Для ответственных частей любой конструкции придется использовать железобетонные плиты или купить бетон под заливку с армированием.

Источник: http://erkon-beton.ru/chto-takoe-poristyij-i-yacheistyij-beton

Свойства и технические характеристики газобетонных блоков

Газобетон представляет собой пористый строительный материал, который, чаще всего, прессуется в виде блоков. Материал подходит для строительства домов и коттеджей, бань. Главным компонентом для производства является цемент в сочетание с известью, также песок.

Размеры

Чаще всего в продаже встречаются газобетонные блоки с гладкими гранями. Они имеются стандартные размеры (можно заказывать готовые размеры индивидуально). Что касается стандартных размеров, они находятся в пределах 500-600 мм (длина), 200 мм (высота) и от 75 до 500 мм (ширина/толщина).

На схеме — различные размеры блоков и их количество на поддонах

Вес и плотность

Значительно сокращать вес этого строительного материала позволяет технология изготовления. Эта характеристика блока связана с плотностью. Чаще всего плотность маркируется как D500, D600 или D700.

Маркировка плотности указывает на массу газоблока. К примеру, блок D700 подразумевает, что метровый куб из газобетона будет весить 700 килограммов. Зная общее количество блоков и их маркировку плотности, можно легко рассчитать вес.

Теплопроводность

Теплопроводностью называется способность передавать тепло от одной части другого благодаря тепловому движению молекул. Здания, построенные из этого материала, в течение всего года будут иметь хороший микроклимат. Стены из описываемых блоков на ощупь всегда теплые, а прогреваются очень быстро. В нормальном состоянии коэффициент теплопроводности составляет 0,13 Вт/м0С.

Прочность

Невысокая прочность – от 1,5 Мпа для марки D400 до 4 Мпа для марки D500 часто относят к одному из недостатков данного материала. Если сравнивать с плотностью кирпича на сжатие, то у газобетонных блоков класс прочности в десять раз ниже. Поэтому, при возведении зданий часто используют газобетонные блоки и кирпич в соотношении один к одному.

Предел огнестойкости

Стоит отметить, что материал относится к негорючим видам. Это значит, что он сам не горит, а также не подвержен горению. Более того, проведенные испытания показали, что отштукатуренная стена из газобетонных блоков не подвергается разрушению от прямого огня в течение двух часов.

Морозостойкость

По сравнению с традиционными строительными материалами этот обладает повышенной морозостойкостью. Чем ниже влажность, тем морозостойкость материала увеличивается еще больше. Это важный плюс газобетонных блоков.

Экологичность и вредность

Так как описываемые блоки производятся из натуральных природных материалов – цемента, песка и дополнительных добавок в незначительном количестве, то можно говорить о его экологичности.

Для здоровья человека материал является совершенном безопасным. Он не выделяет токсинов в окружающее пространство на всем этапе эксплуатации.

Срок службы

Данный показатель очень высокий. Многие производители смело дают гарантию на свои блоки на восемьдесят лет, а в реальности это означает, что они могут прослужить гораздо дольше. Такой высокий срок эксплуатации обусловлен составом и особенностями производства.

Несущая способность

Несмотря на небольшую массу материала, его несущая способность хорошая. Наиболее популярной маркой является «D-500», соответственно, плотность будет равняться 500 кг/м3. Использовать такие блоки можно при строительстве здания до трех этажей, что весьма внушительно.

Важно делать специальный армирующий пояс, чтобы плиты перекрытия не срезали блоки. Использовать блоки описываемого вида можно только при организации ленточного фундамента или наличии цокольного этажа.

В качестве примера можно привести физико-химические параметры газобетона торговой марки Ytong

Газобетонные блоки по ГОСТ

Есть определенные ГОСТ показатели, которых надо придерживаться при применении данного материала в строительстве. Обязательно надо отметить, что толщина кладки стен должна быть не меньше двадцати сантиметров. Если дом будет одноэтажным, то необходимо следовать дополнительным требованиям к энергосбережению, используя габариты в 20-25 см.

Самым востребованным размером считается 60*30*20 см (длина, ширина и высота соответственно). Пара сантиметров большой роли не сыграет, но поможет сэкономить на общем количестве материалов.

Размеры блоков из газобетона регулируются ГОСТом 31360-2007. Стандарт утверждает, что максимальная длина блока может быть 625 мм, ширина и высота – 500 мм. Могут быть погрешности двух категорий. Первая допускает отклонение геометрических размеров на несколько миллиметров.

Практически все характеристики описываемого материала являются отличными для строительства. Особенно надо обращать внимание на прочность, из-за которой газобетонные блоки лучше всего использовать для возведения построение не более четырех этаже в высоту.

На фото представлены основные требования ГОСТ к газобетонным блокам:

Источник: http://stroyres.net/kamennye-materialy/stenovye-bloki-i-kamni/gazobetonnye/svoystva-i-tehnicheskie-harakteristiki.html

Огнестойкие бетоны (с добавлением специальной микрофибры)

При высокотемпературном нагреве в бетоне происходят сложные физико-химические и физикомеханические процессы.Прочность бетона при действии высоких температур зависит от свойств вяжущих веществ, от дисперсного состава заполнителей.

 При нагревании бетонов и растворов происходит дегидратация образовавшихся в процессе твердения гидросиликата и гидроалюмината кальция, а равно и гидрата окиси кальция. Распад гидратов приводит к нарушению механической прочности отвердевшей цементной массы.

Результатом физико-механических и химических процессов в нагретом бетоне может явиться отслаивание заполнителя от цементного камня вследствие появления трещин на поверхности контакта, что приводит иногда к растрескиванию всего элемента.

На растрескивание бетона оказывает влияние и миграция химически связанной воды в порах бетона, механизм которой изучен недостаточно.

 
   Взрывообразное послойное разрушение бетона может происходить вследствие растягивающих напряжений, возникающих из-за давления паров физической влаги в порах, а также, или в дополнение к этому, из-за разупрочнения бетона после потери им связанной воды.

Разупрочнение бетона может способствовать его разрушению не только из-за давления паров в порах, но и под действием термических напряжений, а также из-за различия в коэффициентах температурного расширения различных наполнителей бетона.

    Нарушение структуры бетона после высокотемпературного огневого воздействия происходит в следующих диапазонах температур: 

• в начале пожара при температуре до 200°С прочность бетона на сжатие практически не изменяется. Считается, что только в случаях, если влажность бетона превышает 3,5%, то при огневом воздействии и температуре 250°С возможно хрупкое разрушение бетона.  Но оно возможно и при более низкой влажности,  даже при воздействии стандартных температурных воздействий (что доказали огневые испытания в 2016-2017 гг. блоков тоннельной обделки), и особенно проявляется при воздействии огневого воздействия, развивающегося по «тоннельной» или «углеводородной» кривой,

• от 250 до 350°С в бетоне образуются, в основном,  трещины от температурной усадки бетона.                       

• до 450°С в бетоне образуются трещины преимущественно от разности температурных деформаций цементного камня и заполнителей. 

• свыше 450°С происходит нарушение структуры бетона из-за дегидратации Са(ОН)2, когда свободная известь в цементном камне гасится влагой воздуха с увеличением объема. 

• при температуре свыше 573°С наблюдается нарушение структуры бетона из-за модифицированного превращения α-кварца в β-кварц в граните с увеличением объема заполнителя. 

• при температуре свыше 750°С структура бетона полностью разрушается.

 На фотографии один из блоков тоннельной обделки, проходивший 90-минутные огневые испытания во ВНИИПО в 2017 г. Взрывообразное разрушение началось уже на 20-й минуте.

 Такие же приблизительно  результаты были и при отжиге блоков тоннельной обделки в МГСУ (Мытищи) в 2016 г.

 Применение в типовых композициях тяжелых и мелкозернистых бетонов нашей микросинтетических полипропиленовой фибры  серии «PROZASK» позволяет  предотвратить  взрывообразное разрушения бетона при высокотемпературном воздействиии, тем самым повысить огнестойкость/пожаростойкость железобетонных конструкций (просим не путать с жаростойкими и огнеупорными бетонами, для которых высокая температура является стандартным режимом эксплуатации).

 Проведенная серия механических и огневых испытаний бетонов и железобетонных (а также стеклопластиково-бетонных, с композитной арматурой) конструкций на примере блоков тоннельной обделки (т.н. тоннельные «тюбинги») под нагрузкой по ГОСТ 30247.1-94 показала соответствие данных бетонов (с доказанной  огнестойкостью) требованиям действующего российского законодательства.

 Мы предлагаем всем заказчикам и производителям железобетонных конструкций воспользоваться технологией введения специальной микрофибры «PROZASK IGS» в бетонную матрицу и получить в результате бетоны с повышенной огнестойкостью ( которые мы также условно называем «огнестойкие бетоны» или «пожаростойкте бетоны»).  Фибра «Prozask IGS» была применена при строительстве тоннелей Kenfish Town Cable (London), Schlossberg Tunnel (Graz, Austria), North Downs Tunnel (Kent, UK), Airside Tunnel (Heathrow Airport, UK), De Westerscvheide Tunnel (Netherland), Penchala Tunnel (Kuala Lumpar, Malaysia) и еще более 20 тоннелей.

 В свою очередь, мы готовы оказать содействие по проектированию вами конструкций (например, с привлечением специалистов НИИЖБ)или получению заключений по огнестойкости ваших конструкций (например специалистами ВНИИПО МЧС России), соответствующих требованиям российского противопожарного законодательства. 

  Данная фибра в составе конструкций прошла серию всех требуемых согласно российского законодательства испытаний. Кроме того, эти технологии уже более 30 лет применяются в Европе, Америке, на других континентах (особенно актуальным это стало после серии прошедших пожаров в тоннелях и высотных сооружениях  с катастрофическими разрушениями несущих железобетонных конструкций).

Фибра-аналог «Prozask IGS» была применена при строительстве тоннелей Kenfish Town Cable (London), Schlossberg Tunnel (Graz, Austria), North Downs Tunnel (Kent, UK), Airside Tunnel (Heathrow Airport, UK), De Westerscvheide Tunnel (Netherland), Penchala Tunnel (Kuala Lumpar, Malaysia) и еще более 20 тоннелей.

Читайте также:  Проекты из газобетона: как ложить, утеплять газобетонные блоки, расчет

Кратко ознакомиться с предлагаемыми технологиями (которые мы условно называем «огнестойкий бетон» или «пожаростойктй бетон») можно, нажав на ссылку ниже или в выпадающем менюв левой части основной страницы.

Источник: https://prozask.ru/protivopozharnye-betony

Огнестойкость бетона

Наряду со многими характеристиками, бетон обладает способностью выдерживать значительное температурное воздействие и препятствовать распространению огня и пожара, которая называется огнестойкостью. Бетонные конструкции выделяются как огнестойкостью, так и жаростойкостью. Эти понятия очень часто путают между собой, однако это совершенно разные качества.

Различие между огнестойкостью и жаростойкостью

Главной задачей огнестойкости является способность кратковременно выдерживать воздействие высоких температур и открытого пламени огня. Этот параметр очень важен, когда речь идет о предотвращении распространения пожара в помещении. При создании противопожарных разрывов и ограждении путей эвакуации.

Жаростойкость отвечает за способность бетона не изменять свои физико-химические и прочностные свойства во время длительного воздействия высоких температур. Такие бетоны получили широкое распространение при возведении помещений тепловой обработки, плавилен, опорных конструкций оборудования котельных и прочих элементов.

Кратковременно выдерживать воздействие пламени способен любой бетонный элемент. Поэтому огнестойкость присуща всем бетонам. Они воспринимают температуру без видимых повреждений и изменения структуры.

При этом нельзя сказать, что он жаростойкий. Длительное поддержание высокой температуры неизбежно приведет к образованию трещин и разрушению.

Так температура в 250 градусов снижает прочность всего на 25%, при этом увеличение ее до 500 градусов приведет к полному разрушению.

Факторы, влияющие на огнестойкость

На степень сопротивляемости открытому пламени оказывают влияние следующие факторы:

  • Механический состав бетонной смеси. Малое сопротивление оказывают природные пористые заполнители, в то время, как крупный гранитный щебень способен выдерживать более высокие температурные пределы. Самым лучшим заполнителем будет вторичный щебень из керамического обожженного кирпича.
  • Величина нагружения. Напряжения в бетоне, возникающие под воздействием механических нагрузок способствуют существенному снижению огнестойких характеристик.
  • Армирование. Наличие арматуры в конструкции дает существенное преимущество. Однако небольшой диаметр и малая величина защитного слоя бетона ненадолго продлят сопротивление огню.
  • Общая толщина. Чем толще сооружение, тем большая преграда возникает на пути распространения огня.

Все эти параметры учитываются при проектировании и построении конструктивной схемы. Проводятся соответствующие расчеты и принимаются решения по предотвращению распространения открытого пламени при пожаре.

Способы увеличения огнестойкости

Для того, чтобы предупредить сильные разрушения железобетонных элементов от воздействия огня, нужно обеспечить хорошую защиту арматурным элементам. Это осуществляется защитным слоем, который варьируется в пределах начиная от 1,5-2,5 см, заканчивая 5 см в ответственных местах сооружения: ребрах, диафрагмах жесткости, нагруженных колоннах и т.д.

Из вышеперечисленных показателей видно, что огнестойкость параметр относительный, зависящий от ряда факторов. Количественно он измеряется в минутах и отвечает за время в течении которого элементы бетона способны сопротивляться огню без появления разрушений.

Увеличить время, в течении которого бетон может воспринимать нагревание без разрушения можно путем введения в состав смеси добавок из алюминия и кремния, использование искусственных пористых или натуральных заполнителей вулканического происхождения. Можно применять глиноземные компоненты, но это существенно уменьшит прочностные характеристики.

Источник: https://www.beton24.su/ognestojkost-betona/

Огнестойкость, жаростойкость бетона

Соп.ротивление бетона кратковременному воздействию огня в случае пожара называют его огнестойкостью. Жаростойкость же бетона представляет собой стойкость бетонов при постоянном и длительном воздействии высокой температуры при эксплуатации различных тепловых агрегатов (бетон жароупорный). Бетон относят к классу огнестойких материалов.

Из-за относительно низкой теплопроводности бетона непродолжительное действие высоких температур не вызывает достаточного нагревания бетона, а также арматуры, которая находится под защитным слоем.

Гораздо опаснее является поливание холодной водой сильно разогретого бетона (к примеру, при тушении пожара).

При этом холодная вода вызывает образование трещин, нарушение защитного слоя, а также обнажение арматуры при не прекращающемся воздействии высоких температур.

Бетон на портландцементе при длительном действии высокой температуры является не пригодным к эксплуатации при температурах больше 2500С. Известно, что при нагревании обычного бетона от 2500С до 3000С происходит уменьшение прочности, сопровождающееся разложением гидрата кальция окиси, а также разрушением структуры камня цементного.

Под воздействием температур выше 5500С, содержащиеся в гранитном щебне и в песке зерна кварца начинают растрескиваться, поскольку при таких температурах кварц переходит в иную модификацию (тридимит).

Растрескивание обусловлено увеличением объема кварцевых зерен и образованием микротрещин в тех местах, где цементный камень соприкасается с зернами заполнителя. С последующим увеличением температуры приходят в разрешение и иные структурные элементы стандартного бетона.

Посредством практических и научных изысканий была установлена возможность создания на основе портландцемента бетона жароупорного, который способен проявлять стойкость к температурам от 11000С и выше.

С этой целью в бетоны надо вводить кремнеземистые или алюмокремнеземистые тонкомолотые добавки, которые связывают выделяющуюся в ходе гидратации цемента свободную гидроокись кальция.

Заполнителями в таком бетоне должны быть такие материалы, которые обладают достаточным уровнем термостойкости и огнеупорности (к примеру, шамот, кирпичный щебень, туфы, отвальный доменный шлак, андезит, базальт, хромистый железняк).

Цифры максимальных температур, которые способна выдерживать конструкция, зависят от термостойкости и огнеупорности тонкомолотых добавок и заполнителей.

Например, при использовании молотых добавок и шамота максимальная температура эксплуатации бетонов жароупорных на портландцементе составляет 11000С-12000С.

Если же максимальные температуры эксплуатации не превышают 7000С, то в качестве заполнителей бетона можно использовать бой глиняного кирпича, артикский туф, отвальный доменный шлак, андезит, диабаз, базальт, а в качестве добавок – цемянку, гранулированный доменный шлак, золу-унос, пемзу.

При этих же температурных условиях (до 7000С) можно в бетоне портландцемент заменять на шлако-портландцемент. При этом вводить тонкомолотые добавки не требуется. Чтобы изготовить жароупорный бетон для эксплуатации при 13000С-14000С, надо использовать цемент глиноземистый с крупным и мелким заполнителями из хромистого железняка либо шамота.

При этом тонкомолотые добавки, предназначенные для связывания гидроокиси кальция не нужны. Для жароупорного бетона, который будет использоваться при максимальных температурах до 9000С-10000С, в качестве вяжущего можно использовать и жидкое стекло с натрием кремнефтористым.

Справочник строительных материалов (О)
Справочник строительных материалов и терминов

Источник: http://www.gvozdem.ru/spravochnik-materialov/o/ognestoykost-zharostoykost-betona.php

Огнестойкость бетона

Оглавление:

Отличие огнестойкости бетона от жаростойкости

Способы повышения огнестойкости и жаропрочности бетона

Огнестойкость лёгких бетонов

Применение жаропрочных и огнестойких бетонов

Это один из показателей стойкости бетона к агрессивным средам, воздействующим на него. Каждое из них определяет специфические характеристики бетона и влияет на область его применения.

Огнестойкость или жаростойкость – способность бетона выдерживать высокие температуры, не разрушаясь. Огнестойкости присущи критические показатели температуры, выше которой происходит деформация структура материала.

Однако, есть отличительные особенности действия жара на материал.

Отличие огнестойкости бетона от жаростойкости

Огнестойкость – это способность противостоять повышенным температурам недолговременно, например, во время пожара, прорыва горячего пара или газа. Жаростойкость же характеризуется возможностью выдерживать температуру длительное время, при этом сохраняя эксплуатационные свойства материала.

Бетон в общей своей массе обладает отличной огнестойкостью или огнеупором, а вот жаростойкость различных составов отличается. Кратковременное воздействие огня на бетон даже оказывает благоприятное влияние на него, повышает прочностные характеристики материала (вспомните обжиг глиняных горшков, принцип тот же).

Но если открытый огонь длительное время воздействует на состав, разрушения не избежать.

Способы повышения огнестойкости и жаропрочности бетона

Безусловно, при кратковременном воздействии на бетонный состав огня происходит упрочнение бетона: под действием высокой температуры вся «свободная» остаточная влага испаряется, делая состав твёрдым и прочным.

Однако по мере продолжения «горения» бетона, его структура начинает разлагаться на составляющие компоненты.

Данный процесс усугубляется, если бетон резко охладить или потушить жидкостью: начинают образовываться трещины, сколы и элементы неисправимой деформации, происходит ослабление арматурных конструкций в ЖБИ.

Чтобы предотвратить подобные отрицательные влияния температур на бетон, применяют следующие методы повышения его жаропрочности:

  • введение алюминиевых и кремниевых добавок (позволяют избежать плавления при горении и других разрушений)
  • применение в составе портландцемента (придаёт составу стандартный показатель прочности в пределах от 200 до 600 Мпа/см2)
  • использование пористых огнеупорных пород в качестве наполнителей (в т.ч. вулканического происхождения и искусственные)

Что касается огнестойкости, то для её достижения можно достичь применением глиноземистых компонентов, но при этом существенно уменьшается прочность материала. Важно, что достигается огнестойкость путём добавления заполнителей в процессе изготовления смеси (андезит, базальт, шамот, кирпичный щебень и т.д.).

Огнестойкость лёгких бетонов

Такое свойство лёгких бетонов объясняется их низкой плотностью за счёт их пористости. Кроме того, в состав многих ячеистых бетонов входит минеральные кремниземистые заполнители, имеющие жаропрочный эффект. То есть именно лёгкий ячеистый бетон наиболее распространен при строительстве сооружений, где требуются повышенные показатели пожаробезопасности.

Применение жаропрочных и огнестойких бетонов

Использование такого типа бетона связано, прежде всего, с термином «пожаробезопасность». Воздействие высоких температур происходит внутри печей, специальных установок на теплоэлектростанциях. Такие материалы применяют в сфере изготовления тепловых конструкций, камер горения, коллекторов. Широко используется огнеупорный бетон в химической промышленности.

Источник: http://rus-stroy.net/ognestojkost-betona/

Дача и Дом

При нагреве газобетона до температур 300°С не происходит усадки материала и снижению его прочности на сжатие. Трещины на поверхности газобетона начинают появляться на отметках температуры 700-900°С. Темнеть газобетон начинает при нагреве до 500°С.

После отметки температуры нагрева газобетона 300°С нагрев газобетона на каждые 200°С снижает показатели прочности на сжатие на 13%.
Проведенные эксперименты показали, что газобетон способен достаточно успешно противостоять температурам до 900°С. При нагреве газобетона до 1000°С его прочность на сжатие падает до 0 МПа.

В «Руководстве пользователя» Aeroc (С.-Петербург, 2009) указано, что прочность автоклавного газобетона падает до 0 МПа при нагреве более чем до 900°С.

Эти данные в целом согласуются с результатами исследования огнестойкости автоклавного газобетона, проведенными в Технологическом университете Бангкока (Таиланд).6

Таблица. Огнестойкость автоклавного газобетона

Температура нагрева неармированного автоклавного газобетона, °СПрочность на сжатие (Н/мм2)Прочность на срез (Н/мм2)
без нагрева 1,26 0,82
100 1,33 0,87
200 1,33 0,86
400 1,27 0,82
800 0,2 0,13
1000 0,19 0,12

В этом исследовании огнестойкости автоклавного газобетона установлено небольшое повышение прочности газобетона при нагреве до 400°С.

При температурах выше следует падение прочности автоклавного газобетона на сжатие и сопротивление срезу, которое падает до критичных значений (снижение прочности в 6 раз и более) при температурах выше 800°С.

Читайте также:  Температура замерзания бетона: прибор, градусник для измерения

Потеря прочности автоклавного газобетона при воздействии высоких температур происходит и у фиброармированных автоклавных газобетонных блоках, и у блоков усиленных перлитом.

Сможет ли пожар повредить стены дома из автоклавного газобетона?

Для ответа на этот вопрос нужно знать какие температуры достигаются при пожаре внутри и снаружи строений.

Таблица. Динамика роста температуры «стандартного пожара»*
(Согласно стандартам ИСО 834 и СЭВ 1000-78) 7

Время, минt,°CВремя, минt,°CВремя, минt, °C
5 576 50 915 120 1049
10 679 60 945 150 1082
15 738 70 970 180 1110
20 781 80 990 210 1133
25 810 90 1000 240 1153
30 841 100 1025 270 1170
40 885 110 1035 300 1186

* Стандартный пожар — эмпирическая модель, используемая при оценке огнестойкости конструктивных элементов зданий.

При реальном внешнем пожаре устанавливается равновесная температура (за счет теплоотдачи во внешнюю среду) около 680°С. Среднеобъемная температура газовой среды реального внутреннего пожара в помещении при отсутствии газообмена очага пожара с атмосферой  и без  присутствия различных видов горючих веществ температуры достигают 800-900°С.

Больше всего нагреваются газы у потолка помещений. Если очаг пожара в помещении сообщается с атмосферой, или при возгорании горючих веществ может быть достигнуты температуры выше 1000°С.

В среднем, максимальная температура открытого пожара для горючих газов составляет 1200 — 1350°С, для жидкостей 1100-1300°С и для твердых горючих материалов органического происхождения 1100-1250°С.

Тушение пожара водой, приводящее к быстрому охлаждению нагретого автоклавного газобетона, может привести к быстрому охлаждению стеновых боков и дополнительной потери прочности, по сравнению с остыванием нагретых газобетонных блоков в обычных атмосферных условиях. 8

Таким образом, после пожара в газобетонном доме обязательно следует провести экспертизу прочности материала стен, чтобы установить насколько газобетон утратил прочность на сжатие, которая определяет несущие способности стены из газобетона по материалу.

Для сравнения, тяжелый бетон подвергается хрупкому разрушению (достигает предела огнестойкости по целостности) — по образованию сквозных отверстий или сквозных трещин в бетоне наступает через 5 — 20 минут после начала пожара (температуры при 400—700°С) и сопровождается отколами бетона от нагреваемой поверхности.9 В тонкостенных железобетонных конструкциях толщиной 40 — 200 мм это приводит к образованию сквозных отверстий и трещин. В конструкциях толщиной более 200 мм это приводит к отколам кусков бетона толщиной до 50 — 100 мм, что уменьшает поперечное сечение элемента. Причиной хрупкого разрушения тяжелого бетона при пожаре является образование трещин в структуре бетона и их переход в неравновесное спонтанное развитие под воздействием сжимающих напряжении от внешней нагрузки и неравномерного нагрева по толщине сечения элемента и растягивающих напряжений от фильтрации пара.

The fire resistance of autoclaved aerated concrete (AAC) is more than or as good as ordinary dense concrete. Autoclaved aerated concrete does not support combustion and does not spread fire.The autoclaved aerated concrete blocks homeowner should be aware of AAC compressive and splitting tensile strength. What will happen to the AAC compressive strength after the real house fire?

Источник: http://dom.dacha-dom.ru/ognestoikost-gazobetona.shtml

Огнестойкость бетона

Бетон – это особая смесь из воды, цемента, песка и других наполнителей. Затвердев, этот искусственный камень приобретает прочность, долговечность и отличную стойкость. Стойкость бетонного состава определяется его невосприимчивостью к влаге, различным температурным перепадам, не теряя при этом своих прочностных свойств.

У этого строительного материала низкий предел горючести, что не влечет за собой распространения пожара при воздействии на него повышенных нагревов. Бетонным постройкам, зданиям и сооружениям, за счет качеств раствора, обеспечивается отличная огнестойкость.

Изделия из бетона обладают не только огнестойкостью, но и высокой жаростойкостью.

Отличие огнестойкости от жаростойкости

Огнестойкость бетона – это качество, позволяющее стройматериалу противостоять повышенным температурам недолговременно, например, во время пожара.

 Жаростойкость – это сохранение свойств бетонного раствора при долговременном действии на него большой температуры, например, при использовании конструкций для теплообработки разнообразных изделий.

 Всем бетонам присуща огнестойкость, чего нельзя сказать о жаростойкости, этим качеством обладает далеко не каждый застывший раствор.

Несмотря на то, что бетон – пожаробезопасный и огнестойкий строительный материал, он все равно поддается большим температурным градусам.

Огни, воздействующие на него в течение короткого времени, не способны привести к повреждению прочностных характеристик материала, но если огонь имеет продолжительное влияние на бетонные изделия, тогда происходит их повреждение.

Если температура двести пятьдесят градусов, тогда бетон теряет свою прочность всего на двадцать пять процентов, а если в пределах пятисот градусов – стройматериал подвергается полному разрушению.

Бетонный состав, горючесть которого низкая, имеет повышенную прочность и стойкость к огненным влияниям, но может разрушиться и потерять свои прочностные характеристики как при пожаре, так и неправильном обращении с подогретым составом. Таким образом, резкое увлажнение или охлаждение уже подогретой смеси, влечет за собой образование трещин, разрушений, которые не поддаются устранению, а также ослабеванию арматурной конструкции, служащих для укрепления построек.

https://www.youtube.com/watch?v=5pcIEDAHQ6A

Жаростойкость бетонного состава получается путем введения в раствор специальных добавок на основе алюминия и кремния. Эти составляющие позволяют избегать плавления, горения в момент пожара и других разрушений бетонных конструкций при повышенных температурных режимах. Что касается огнестойкости, то она достигается путем добавления заполнителей в процессе приготовления раствора.

Воздействие высоких температур на бетонный состав

Температурные режимы, воздействующие на бетонный состав, в пределах 250 – 300 градусов влекут за собой разрушение структуры и уменьшение прочностных характеристик цементного камня.

Когда на градуснике отметка достигает пятисот пятидесяти градусов по Цельсию, имеющиеся в бетоне песок и щебень подвергаются растрескиванию, если превышает 550 градусов – бетонные конструкции полностью разрушаются.

Повышение температурных показателей непосредственно влияет на прочность бетонного состава. Таким образом, при укладке и застывании раствора повышение отметки на градуснике может повлиять на прочность бетона, возраст которого начинается от семи суток и более.

Происходит это из-за ускоренной гидратации, в результате чего достигается несовершенная физическая структура с большим количеством незаполненных пор.

По результатам опытов было замечено, что при повышенных температурных показателях прочность бетонного раствора на высшем уровне в первые дни, после схватывания состава, но уже на четвертые сутки прочностные характеристики значительно опускаются.

Чтобы улучшить прочность раствора, в него добавляют хлористый кальций, который способен повысить стойкость к повышенным температурным показателям.

Жароупорные бетоны

Жароупорный бетонный раствор основан на портландцементе, с помощью которого смесь из песка, щебня, цемента и воды способна выдерживать повышенные температурные показатели до тысячи градусов по Цельсию и выше.

Помимо основных составляющих бетона и портландцемента, в него также входит алюминиевая добавка мелких фракций и кремниевая. Добавки в растворе позволяют связывать гашеную известь, которая образуется при гидратации цементного камня.

Жароупорный строительный материал из смеси цемента, песка, щебня и воды также имеет в своем составе следующие заполнители, которые предотвращают плавление, деформацию и разрушение бетонных изделий даже в момент пожара:

  • андезит;
  • кирпичный щебень;
  • шамот;
  • доменный шлак;
  • базальт;
  • туф.

В зависимости от наполнителей определяется максимальный температурный режим жароупорного бетона. Приготовить такой раствор можно и собственноручно на строительной площадке.

Огнестойкость конструкций из железобетона

Предел огнестойкости по теплоизолирующей способности плит.

На огнестойкость железобетонных конструкций влияют следующие параметры:

  • нагрузка на постройку;
  • толщина защитного яруса;
  • размеры сечения сооружений;
  • количество и диаметр арматурный конструкций.

Чем меньше плотность используемого материала и чем больше его толщина, тем выше предел огнестойкости, который зависит и от вида опоры для конструкции, и от статической схемы.

Исходя из этого, строители должны произвести расчет по огнестойкости ж/б конструкций, прежде чем приступать к их заливке.

 Конструкции, которые имеют горизонтальное положение, поддаются разрушениям под действием нагрева нижней арматуры, поэтому предел нагрева, прежде всего, зависит от класса арматурной конструкции, способности материала проводить тепло и от размеров слоя защиты.

Горизонтальные конструкции – это балочные плиты, балки, настилы и панели, прогоны и др. Конструкции, которые имеют тонкие стены и поддаются изгибаниям – это настилы, ригели, балки, панели ребристые и пустотелые. Огнестойкость колонн основана на следующих показателях:

  • процент армирования;
  • нагрузка на конструкции;
  • вид крупнофракционного заполнителя;
  • размер сечения под прямым углом относительно продольной оси;
  • толщина слоя защиты на арматуре.

В процессе заливки колонн следует обязательно придерживаться инструкции. Колонны разрушаются в результате открытого огненного пламени при снижении прочностных характеристик бетонного раствора и арматурной конструкции.

Огнестойкость ячеистых бетонов

Ячеистый бетон представляет собой пористый искусственный материал, который используется в строительстве различных зданий и сооружений. В его состав входят минеральные вяжущие и кремнеземистые заполнители.

Применяют ячеистый строительный материал из смеси цемента, песка, щебня и воды для теплоизоляции помещений, им утепляют железобетонные плиты и перекрытия, используют легкий бетон для теплозащиты поверхности различных оборудований, трубопроводов, которые используются при температурных режимах свыше четырехсот и даже семисот градусов по Цельсию.

Огнестойкость ячеистого бетона выше, если плотность строительного материала минимальна, таким образом, предельные показатели огнестойкости газоблоков и других изделий из пористого стройматериала повышены.

По исследованиям и опытам, которые проводили в шведском и финском учебном заведении, определена прочность ячеистого бетонного состава, которая изменяется при нагревании следующим образом:

  • происходит увеличение прочностных характеристик до восьмидесяти пяти процентов, если температурные показатели не выше четырехсот градусов по Цельсию;
  • понижение прочностных характеристик до изначальных происходит при разогреве материала до семисот градусов по Цельсию;
  • снижение прочности ячеистого бетонного состава на восемьдесят шесть процентов осуществляется при разогреве строительного материала до тысячи градусов и не более при этом прочностной показатель принимает стабильность.

Можно сделать вывод, что предельные значения огнестойкости ячеистых блоков достигают девятисот градусов по Цельсию, когда обычный бетонный состав начинает терять свои основные части прочности при значении от четырехсот до семисот градусов. Таким образом, ячеистый бетон наиболее популярен при возведении зданий и сооружений, где требуются повышенные показатели пожаробезопасности.

Заключение

Бетон представляет собой строительный материал, который обладает отличными прочностными характеристиками, имеет повышенные показатели огнестойкости и при добавлении в состав бетонного раствора специальных наполнителей, приобретает жаростойкость.

На огнестойкость и жаростойкость бетонного раствора влияют различные показатели и факторы, например, материал, который используется в качестве наполнителя, или же конструкции, которые возводят из строительного материала на основе песка, цемента, щебня и воды.

Различия между огнестойкостью и жаростойкостью очевидны. В первом случае бетонные конструкции имеют возможность противостоять повышенным температурным показателям в течение непродолжительного времени, а при жаростойкости строительного материала, бетонные конструкции сохраняют прочностные характеристики долговременно.

Источник: http://beton-stroyka.ru/poleznoe/ognestojjkost-betona.html

Ссылка на основную публикацию