張弼偉

0 引言

在工業(yè)與民用建筑中，混凝土結(jié)構(gòu)是一種主要的結(jié)構(gòu)形式，而隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，火災(zāi)發(fā)生的頻率越發(fā)增多，火災(zāi)發(fā)生后，建筑材料的強度、剛度、耐久性等指標(biāo)明顯劣化，導(dǎo)致混凝土構(gòu)件的承載能力和抗震能力明顯下降。火災(zāi)雖然會對混凝土結(jié)構(gòu)造成明顯損傷，但是結(jié)構(gòu)經(jīng)過修復(fù)加固后，還是可以繼續(xù)使用，而確定構(gòu)件的燒傷深度則是火災(zāi)作用后混凝土構(gòu)件加固的前提。筆者在工作中參與了一些火災(zāi)后混凝土結(jié)構(gòu)的檢測鑒定工作，積累了一些經(jīng)驗，在此，結(jié)合工程實例簡要分析火災(zāi)后混凝土外觀情況與燒傷深度的聯(lián)系，以供大家參考。

1 工程實例

某工程為現(xiàn)澆混凝土儲煤筒倉，筒倉平面形狀為圓形，內(nèi)徑為21 m，混凝土筒壁厚400mm，總高度51.3 m。

1.1 過火范圍調(diào)查

該儲煤倉起火點在倉底漏斗處，火災(zāi)發(fā)生到被撲滅歷時約20 min。火災(zāi)現(xiàn)場可燃物主要是倉底漏斗豎壁及斜壁處鋪設(shè)的聚氯乙烯抗磨材料。

1.2 過火區(qū)域混凝土構(gòu)件分級

因火場溫度不同，且各類型構(gòu)件受火位置和面積不同，故過火區(qū)域內(nèi)各類混凝土構(gòu)件受損程度也不同。根據(jù)該儲煤倉各部分在主體結(jié)構(gòu)中的作用及火災(zāi)對其影響程度的不同，對儲煤倉各部分進(jìn)行分類檢測。對應(yīng)調(diào)查的火災(zāi)溫度和構(gòu)件表面顏色、裂損狀況、錘擊聲音等外觀特征，參照相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，將火災(zāi)后構(gòu)件劃分為4個類別等級:輕微或未直接遭受燒灼作用(Ⅱa級構(gòu)件)、輕度燒灼(Ⅱb級構(gòu)件)、中度燒灼尚未破壞(Ⅲ級構(gòu)件)、破壞(Ⅳ級構(gòu)件)。類別劃分的原則見表1。

表1 類別等級劃分原則

1.3 火災(zāi)溫度判定

該筒倉是在施工階段失火，火災(zāi)現(xiàn)場殘余物不多，根據(jù)火災(zāi)殘余物的分布和部分變形的鋼筋，結(jié)合結(jié)構(gòu)外觀和燒損情況，結(jié)合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，綜合分析后，我們給出了四個類別等級的溫度區(qū)段:

Ⅳ級構(gòu)件(T＞800℃);Ⅲ級構(gòu)件(600℃ ＜T≤800℃);Ⅱb級構(gòu)件(300℃ ＜T≤600℃);Ⅱa級構(gòu)件(T≤300℃)。

1.4 超聲波檢測

混凝土在火災(zāi)高溫作用下，加速了游離水分的蒸發(fā)，并導(dǎo)致水泥漿體疏松、脫水、分解、骨料晶體分解、開裂和強度降低等一系列變化，超聲波脈沖在火災(zāi)受損層混凝土中的傳播速度必然較未受損混凝土中的低。據(jù)以上原理，現(xiàn)場我們在該筒倉不同燒傷等級的部位隨機鉆取了64個混凝土芯樣，使用非金屬超聲儀，各混凝土芯樣沿長度方向分段，在芯樣的兩對應(yīng)側(cè)面上以1cm的間距布置超聲測點，按徑向進(jìn)行超聲波測試，繪制了聲速與深度曲線，見圖1～圖3。

2 數(shù)據(jù)分析

測試結(jié)果表明:Ⅱa級構(gòu)件聲速平均值為4.266km/s，Ⅱb級構(gòu)件聲速平均值為4.014km/s，Ⅲ級構(gòu)件聲速平均值為3.984km/s。Ⅱa級構(gòu)件聲速曲線在10mm～30mm處隨著深度的增加而聲速遞增，深度超過30mm后，聲速則基本無明顯變化，在30mm處存在較為明顯的拐點;Ⅱb級構(gòu)件聲速曲線在10mm～70mm處隨著深度的增加而聲速遞增，深度超過30mm后，聲速則基本無明顯變化，在70mm處存在較為明顯的拐點;Ⅲ級構(gòu)件聲速曲線在10mm～110mm處隨著深度的增加而聲速遞增，深度超過110mm后，聲速基本無明顯變化，在110mm處存在較為明顯的拐點。

分析測試結(jié)果可知:1)受火災(zāi)影響，過火后的混凝土構(gòu)件內(nèi)部密實度有降低。2)所有過火構(gòu)件聲速在30mm～110mm之間存在較大差異，因此混凝土表層燒灼深度基本劃定在30mm～110mm之間。3)根據(jù)各燒灼等級狀態(tài)下的混凝土聲速—燒傷深度曲線可以判斷:Ⅱa級構(gòu)件燒灼深度在30mm以內(nèi);Ⅱb級構(gòu)件燒灼深度在30mm～70mm之間;Ⅲ級構(gòu)件燒灼深度在70mm～110mm之間;Ⅳ級構(gòu)件燒灼深度大于110mm。

3 結(jié)語

測試結(jié)果表明，曲線良好，能夠確定各外觀級別下的燒灼深度范圍。測試結(jié)果可為實際工程中，能夠直觀的、快速的推測燒灼深度提供參考。

［1］ CECS 252∶2009，火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］ 鄧國生.通過工程實例探討混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷的檢測［J］.山西建筑，2009，35(6):70-71.