第06章 建筑材料高溫性能

1、第六章第六章 建筑材料的高溫性能建筑材料的高溫性能彭彭 偉偉Email: 手機(jī)手機(jī):防工程消防工程學(xué)學(xué)內(nèi)容綜述內(nèi)容綜述o15章 火災(zāi)基礎(chǔ) 消防工程學(xué)概述 火災(zāi)發(fā)生 火災(zāi)蔓延 火災(zāi)煙氣 火災(zāi)煙氣蔓延o613章 建筑火災(zāi)被動(dòng)防護(hù)o1419章 建筑火災(zāi)主動(dòng)防護(hù)o2021 防爆基礎(chǔ)6.1 概述概述o建筑材料分類建筑材料分類n結(jié)構(gòu)材料n裝飾材料n功能材料o建筑材料高溫下的性能n燃燒性能：著火性、火焰?zhèn)鞑バ?、燃燒速度和發(fā)熱量n力學(xué)性能：力學(xué)性能(尤其是強(qiáng)度性能)隨溫度的變化關(guān)系n發(fā)煙性能：燃燒產(chǎn)生煙氣的種類和數(shù)量n毒性性能：材料的潛在毒性n隔熱性能：導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量膨脹、收縮、變

2、形、裂縫、熔化、粉化等也對(duì)隔熱性能有較大的影響6.1 概述概述o本章研究重點(diǎn)本章研究重點(diǎn)n鋼材、混凝土等建筑材料的高溫性能鋼材、混凝土等建筑材料的高溫性能n建筑材料燃燒性能分級(jí)及試驗(yàn)建筑材料燃燒性能分級(jí)及試驗(yàn)6.2 鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能o鋼材雖然不燃，但鋼材雖然不燃，但耐火性能很差耐火性能很差o6.2.1鋼的冶煉與分類鋼的冶煉與分類n分類：碳素鋼、合金鋼分類：碳素鋼、合金鋼o6.2.2常用建筑鋼材常用建筑鋼材n普通碳素鋼：普通碳素鋼：Q195Q275，常用，常用Q235n低合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼6.2.3 建筑鋼材的高溫性能建筑鋼材的高溫性能o極限強(qiáng)度：極限強(qiáng)度：350以下略高于常溫以

3、下略高于常溫500降低降低50600降低降低70o屈服點(diǎn)：屈服點(diǎn)：500降低降低506.2.3 建筑鋼材的高溫性能建筑鋼材的高溫性能o彈性模量彈性模量高溫下降低不大高溫下降低不大o變形性能變形性能高溫下易于變形高溫下易于變形蠕變?nèi)渥僶導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)溫度升高，導(dǎo)熱系數(shù)降低，但遠(yuǎn)大于混凝土溫度升高，導(dǎo)熱系數(shù)降低，但遠(yuǎn)大于混凝土6.3 混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能o混凝土的組成混凝土的組成n膠凝材料，水，粗、細(xì)骨料硬化得人造石料膠凝材料，水，粗、細(xì)骨料硬化得人造石料o混凝土的分類（按表觀密度分）混凝土的分類（按表觀密度分）n按表觀密度分按表觀密度分：重混凝土、普通混凝土、輕混：重混凝土、普通混

4、凝土、輕混凝土凝土n按功能用途分按功能用途分：結(jié)構(gòu)混凝土、防水混凝土、耐：結(jié)構(gòu)混凝土、防水混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土熱混凝土、耐酸混凝土o普通混凝土組成普通混凝土組成n水泥，水，砂、石水泥，水，砂、石6.3.1 混凝土的高溫力學(xué)性質(zhì)混凝土的高溫力學(xué)性質(zhì)o強(qiáng)度強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度：抗壓強(qiáng)度：影響因素：影響因素：加熱溫度加熱溫度混凝土組成材料混凝土組成材料消防射水消防射水6.3.1 混凝土的高溫力學(xué)性質(zhì)混凝土的高溫力學(xué)性質(zhì)o強(qiáng)度強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度：升溫升溫后明顯下降后明顯下降，幅度比抗壓強(qiáng)度大，幅度比抗壓強(qiáng)度大1015n原因：高溫下混凝土中水泥產(chǎn)生微裂縫原因：高溫下混凝土中水泥產(chǎn)生微裂縫o強(qiáng)度強(qiáng)度

5、粘接強(qiáng)度：粘接強(qiáng)度：指的是鋼筋與混凝土之間粘接強(qiáng)度指的是鋼筋與混凝土之間粘接強(qiáng)度n螺紋鋼筋與混凝土間的升溫后下降較少螺紋鋼筋與混凝土間的升溫后下降較少n光圓鋼筋與混凝土間的升溫后下降較大光圓鋼筋與混凝土間的升溫后下降較大6.3.1 混凝土的高溫力學(xué)性質(zhì)混凝土的高溫力學(xué)性質(zhì)o彈性模量彈性模量 高溫下降低明顯高溫下降低明顯 n原因：水泥與骨料受熱后膨脹有差異原因：水泥與骨料受熱后膨脹有差異6.3.2 混凝土的爆裂混凝土的爆裂o定義定義:受熱表面發(fā)生塊狀爆炸性脫落受熱表面發(fā)生塊狀爆炸性脫落o危害危害：減少構(gòu)件截面積，暴露鋼筋，：減少構(gòu)件截面積，暴露鋼筋，造成構(gòu)件承載力迅速降低，發(fā)生倒塌造成構(gòu)件承載力

6、迅速降低，發(fā)生倒塌o影響因素影響因素： 混凝土含水率、密實(shí)性、骨料的性質(zhì)、混凝土含水率、密實(shí)性、骨料的性質(zhì)、加熱的速度、構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力情況、加熱的速度、構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力情況、約束條件約束條件6.3.3 混凝土的混凝土的熱學(xué)熱學(xué)性質(zhì)性質(zhì)o溫度決定因素溫度決定因素:熱學(xué)性質(zhì)和構(gòu)件尺寸、熱學(xué)性質(zhì)和構(gòu)件尺寸、形狀形狀o導(dǎo)熱系數(shù)：導(dǎo)熱系數(shù)：減少減少o比熱容：比熱容：緩慢增加緩慢增加o密度：密度：降低降低6.4 其他建筑材料的高溫性能其他建筑材料的高溫性能o石材石材o粘土磚粘土磚o砂漿砂漿o石膏石膏o石棉水泥材料石棉水泥材料o玻璃玻璃o防火隔熱材料防火隔熱材料6.5 建筑材料的燃燒性能分級(jí)及試驗(yàn)方法建筑材料

7、的燃燒性能分級(jí)及試驗(yàn)方法o6.5.1 燃燒性能分級(jí)燃燒性能分級(jí)n分級(jí)依據(jù)：分級(jí)依據(jù)：GB8624-88序號(hào)序號(hào)級(jí)別級(jí)別名稱名稱應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)1234AB1B2B3不燃材料不燃材料難燃材料難燃材料可燃材料可燃材料易燃材料易燃材料GB5464-85GB8625-88GB8626-88(不檢驗(yàn)）不檢驗(yàn)）6.5.2 建筑材料建筑材料的不燃性試驗(yàn)方法的不燃性試驗(yàn)方法oGB5464-856.5.2 建筑材料建筑材料的不燃性試驗(yàn)方法的不燃性試驗(yàn)方法o判定材料是否具有不燃性的方法，不反應(yīng)火災(zāi)判定材料是否具有不燃性的方法，不反應(yīng)火災(zāi)危險(xiǎn)性危險(xiǎn)性o均質(zhì)材料判定條件均質(zhì)材料判定條件n爐內(nèi)平均溫升不超過爐內(nèi)平均溫升

8、不超過50；n試樣表面平均溫升不超過試樣表面平均溫升不超過50；n試樣中心平均溫升不超過試樣中心平均溫升不超過50；o試樣平均持續(xù)燃燒時(shí)間不超過試樣平均持續(xù)燃燒時(shí)間不超過20秒秒;n試樣平均失重率不超過試樣平均失重率不超過50%。6.5.3 建筑材料建筑材料的難燃性試驗(yàn)方法的難燃性試驗(yàn)方法oGB8625-886.5.3 建筑材料的難燃性試驗(yàn)方法建筑材料的難燃性試驗(yàn)方法o裝置：燃燒豎爐和控制儀表裝置：燃燒豎爐和控制儀表o實(shí)驗(yàn)要求：試件個(gè)數(shù)、尺寸、質(zhì)量恒定、燃燒過程等實(shí)驗(yàn)要求：試件個(gè)數(shù)、尺寸、質(zhì)量恒定、燃燒過程等o豎爐試驗(yàn)合格判據(jù)豎爐試驗(yàn)合格判據(jù)n試件燃燒的剩余長度平均值應(yīng)大于試件燃燒的剩余長度平

9、均值應(yīng)大于150mm，其中沒有一個(gè)試件的燃，其中沒有一個(gè)試件的燃燒剩余長度為零；燒剩余長度為零；n沒有一組試驗(yàn)的平均煙氣溫度超過沒有一組試驗(yàn)的平均煙氣溫度超過200。o本試驗(yàn)合格后，同時(shí)按本試驗(yàn)合格后，同時(shí)按GB8626進(jìn)行測(cè)試，其煙密度等級(jí)進(jìn)行測(cè)試，其煙密度等級(jí)(SDR)75時(shí)，其材料燃燒性能判定為時(shí)，其材料燃燒性能判定為B1級(jí)級(jí)(難燃材料難燃材料)。6.5.4 建筑材料建筑材料的可燃性試驗(yàn)方法的可燃性試驗(yàn)方法oGB8626-886.5.4 建筑材料的可燃性試驗(yàn)方法建筑材料的可燃性試驗(yàn)方法o實(shí)驗(yàn)裝置：燃燒實(shí)驗(yàn)箱、燃燒器、實(shí)驗(yàn)支架等實(shí)驗(yàn)裝置：燃燒實(shí)驗(yàn)箱、燃燒器、實(shí)驗(yàn)支架等o實(shí)驗(yàn)條件：試件個(gè)數(shù)、

10、尺寸、溫度、濕度要求等實(shí)驗(yàn)條件：試件個(gè)數(shù)、尺寸、溫度、濕度要求等o判定條件判定條件n對(duì)下邊緣未加保護(hù)的試件，在底邊緣點(diǎn)火開始后對(duì)下邊緣未加保護(hù)的試件，在底邊緣點(diǎn)火開始后20秒內(nèi)，五秒內(nèi)，五個(gè)試件火焰尖均未到達(dá)刻度線。個(gè)試件火焰尖均未到達(dá)刻度線。n對(duì)下邊緣加以保護(hù)的試件，除符合前項(xiàng)規(guī)定外，應(yīng)附加一組對(duì)下邊緣加以保護(hù)的試件，除符合前項(xiàng)規(guī)定外，應(yīng)附加一組表面點(diǎn)火試驗(yàn)，點(diǎn)火開始后的表面點(diǎn)火試驗(yàn)，點(diǎn)火開始后的20秒內(nèi)，五個(gè)試件火焰尖均未秒內(nèi)，五個(gè)試件火焰尖均未達(dá)到刻度線。達(dá)到刻度線。n不允許有燃燒滴落物引燃濾紙的現(xiàn)象不允許有燃燒滴落物引燃濾紙的現(xiàn)象本章小結(jié)o鋼材的高溫性能鋼材的高溫性能o混凝土的高溫性能混凝土的高溫性能o