ساختار مقاوم مصالح بتن سبك دانه در مقابل آتش 3
قسمت اول این مقاله را اینجا و قسمت دوم را اینجا بخوانید ...
درجة حرارت:
مراجع معتبر كار اندازه گيري و يا ارائة نظريه در ارتباط با درجة حرارت بتن و نحوة عمل آن در مقابل آتش را به انجام رسانده اند.ميزان درجة حرارت تاثير زيادي روي خرد گرديدن بتن دارند و در نتيجه نوع آزمايش سوخت انجام گرديده شده بر نحوة عمل آتش روي بتن LWACدر مقايسة با NDCتاثير مي گذارد.پوشش عايق LWACبهتر ازNDC مي باشد و اين بخاطر رسانايي گرمايي كمتر از آن مي باشد و اساتيدي چند معتقدند كه اين حالت در برابر مقاومت در برابر آتش نتيجة مثبت به همراه خواهد داشت،نتيجة آن مي گردد كه LWACنسبت به NDCبه لحاظ مقاومت در برابر آتش و فشار به آن مقدم مي باشد،درجة حرارت بالا رفته در بتن از قبل فشار ديده شده،به وضوح براي بتن LWACكمتر مي باشد.ديگر اساتيد به درجات پايين تر بتن LWACاشاره نموده اند كه اين درجه حرارت اندكي بالا مي رود،يكي از اساتيد ادعا مي نمايد كه دماي بالا رفته در LWACحداقل ۲۰ درصد مي باشد و اين رقم ۲۰ درصدي در مقايسه با بتن NDCدر برابر سوخت سلولزي مي باشد و يكي ديگر از اساتيد نيز به تفلوت حدود ۱۵ درصدي (بر اساس شبيه سازي) اشاره مي دارد.
سوخت هيدروكربني ميزان دما در لاية خارجي بتن بسيار بيشتر از ميزان درجه حرارت در سوخت ايزو مي باشد، شكل۲ را مشاهده نماييد كه در اين تصوير به قابليت هدايت گرمايي كمتر LWAC در مقايسه با NDC كه منجر به بالا رفتن دما در لاية خارجي LWACمي گردد،اشاره مي دارد.واين باعث شكنندگي و خرد شدگي LWACمي گردد، حتي ”مالهوترا”كه به طور كلي دربارة مقاومت LWACدر برابر آتش نظر مثبت داشت،مي گويد كه اين بتن نسبت به سوخت ايزو بسيار سريع تر گرم مي گردد و اين باعث خرد شدگي وسيع بتن مي گردد،با شبيه سازي ومحاسبة افزايش دما در حين سوخت،دماي بدست آمده، ۱۰ تا ۲۵ دقيقه زودتر از سوخت هيدرو كربن در مقايسة با سوخت ايزو بدست مي آيد.
تني چند از اساتيد با عامل حفاظتي غير فعال در برابر آتش و با سوخت هيدرو كربن ،تحقيقاتي انجام داده اند، و در نهايت هدف كاهش بار آتش مي باشد تا به اين ترتيب از شدت تندي درجه حرارت در نزديك سطح بتن كاسته گردد، نتايج نشان مي دهند كه اگر عامل حفاظتي در برابر آتش در حين آزمايش سوخت شل نگردد، درجه حرارت در بتن افزايش مي يابد و مقاومت آن كاسته مي گردد،يعني اول متوقف و سپس كاسته مي گردد، به عنوان مثال بتن بعد از ۲ساعت سوختن در برابر سوخت هيدرو كربن به ۳۰۰ تا ۴۰۰ درجة سانتيگراد ميرسد، و اين زماني است كه ضد آتش غير فعال مورد استفاده قرار گيرد، و اگر يك عامل غير فعال در برابر آتش مناسب به كاربرده شود ،هيچ خرده شدگي به وجود نمي آيدو اين شكستگي در بتن هاي نروژي ها بسيار مقاوم LWACديده نمي گردد.
مقاومت باقيمانده:
اساتيد بزرگوار بر باقيماندة مقاومت بتن در برابر آتش تاكيد نموده و تحقيقاتي را انجام داده اند، و مي گويند كه بتن يكي از مقاوم ترين مواد در برابر آتش را داراست و LWACبهترين مقاومت را نسبت به NDC در برابر آتش از خود نشان مي دهد، اما اگر در حين سوخت خردشدگي به وقوع بپيوندد، دليل اين عمل احتمالا تضعيف شديد استحكام بتن در برابر دماي بالا مي باشد.
تني چند از اساتيد نيز به نظرية باقيماندة مقاومت بتن در حين سوخت ايزو اشاره مي نمايند، و به نظر مي رسد كه با اين نظر موافقند كه LWAC نسبت به NDCدر دماي بالاتر مقاومت بيشتري از خود نشان مي دهند ، و بر اساس كتاب ساختار بتن مولفان داخلي كشور عزيزمان ايران، بتن LWACتا بالاي ۵۰۰ درجة سانتيگراد مقاوم مي باشد و بر اساس محدوديت دما براي NDC، دماي گزارش شده ۳۰۰ ويا ۳۵۰ درجة سانتيگراد ميباشد.
در ادامة بررسي پيشنهادات اساتيد داخلي و خارجي به بخشي ديگر از اين نظريه ها پرداخته مي گردد، و آن پرداختن به فشار متراكم و تعديل شده در دماي پايين تراكم مي باشد، مطابق نمودار فشار كشش LWAC تا ۳۰۰ درجة سانتيگراد تغيير مي نمايد، نوع حجم مورد استفاده با توجه به نمودار فشار كشش در حين گرما دهي و بنابراين مقاومت باقيمانده در دماي بالاتر بسيار اهميت دارد،تراكم سيليكوس تاثير اندكي بر نحوة عمل بتن در برابر آتش را به اثبات رسانيده است در حاليكه تراكم ”كالكاروس”بهترين اجراي آزمايش تراكمي را به اثبات مي رساند.
در تمامي نظريه ها و آزمايش ها با بتن بسيار مقاوم =w/c) 0.36 بخار سيليكا ۵درصدي) كاهش فشار مقاوم و تعديل كنندة Eدر حدود ۳۵-25 درصد در بتن هايي با درجة حرارت ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجة سانتيگراد را ارائه مي نمايد .به تصوير ۳ توجه نماييد كه بر اساس آن كاهش دما تا ۶۰۰ درجه، سبب كاهش ۵درصد مقاومت فشاري و ۶۰ درصد مقاومت تعديل كننده Eگرديده است و براي NDCاندكي بالاتر مي باشد.
تا اين لحظه در كل جهان ،تنها يك برنامة آزمايشي وجود دارد كه قادر به تعيين ميزان سطح مقاومت باقيمانده در يك نمونة بتن سرد شدة LWACبعد از آزمايش سوخت هيدر كربن بر روي آن مي باشد. اندازة باقيماندة مقاومت در حدود صفر مي باشد و اين ميزان در هر دو آزمايش LWACبا مقاومت سيلندر ۶۰-۴۰ مگا پاسكال قابل دسترسي مي باشد، وبا افزودن فيبر PP به LWACبا سيلندر مقاوم ۷۵ مگا پاسكال باقيماندة مقاومت بعد از سوخت هيدرو كربن در حدود ۵۰-۴۰ درصد مي باشد،با استفاده از محافظ غير فعال در برابر آتش ،مي توان هيچ گونه كاهش مقاومتي را در بتن مشاهده ننماييم.
يادآوري بسيار مهم اين مي باشد كه، در صورتي كه ظرفيت بار واردة به بتن بعد از سوخت ممكن است به طرز قابل توجهي كاهش يابد و به اين ترتيب زيان هاي وارده به حداقل خود كاهش مي يابد.
نتيجه گيري:
كلية مقاومت بتن در برابر آتش در محدودة زماني بين شروع تا رسيدن به دماي بحراني قابل تعيين مي باشد، و در اين بازة زماني نتايجي بدست مي آيد:
* ساختار LWAC نسبت به ساختار NDC داراي مقاومت بيشتري مي باشد و به اين خاطر سبب كاهش رساناي گرمايي LWACمي گردد و به اين ترتيب گزينةبهتر دراين ساختار،استفاده از عايق كاري در جهت مقاوم سازي مي باشد.
* در بارهاي سوختي شديد ،مثل هيدرو كربن ،پوشش عايق ممكن است در حين سوختن خرد گردد، دليل اصلي فشار بخار به اضافة فشارهاي ممكن بر بارخارجي –كشش و فشارهاي زيادي بر بتن در نظر گرفته شده است، فشار بخار توسط ميزان آب بخار شدني و نفوذ پذيري بتن و بار سوختي قابل محاسبه وتعيين مي باشد.
* LWAC مي تواند محتوي آب بخار شدني بيشتري نسبت به NDC داشته باشد،زيرا آب جذب شده در LWAC و مواد آن بيشتر مي باشد،بنابراين خطر خرد شدن در LWACبسيار شديد تر مي باشد و اين چيزي است كه در آزمايش هاي فشار بالاتر LWAC(با w/c كم) و در برابر هيدرو كربن نشان داده شده است، ساختار LWACممكن است نسبت به ساختار NDCدر برابر با آتش شديد مقامت كمتري از خود نشان دهد.
منابع :
Masdal, T., I'vIarkussen, A.: State of the art report on LW A, High Strength Concrete Material Design, report 2.1, SINTEF-report no STF65 A91020, Trondheim 1991,83 pp. (in Norwegian)
Landro, H., Hansen, P.A.: "Test Certificate". SINTEF-NBL, dated 1991-02-20,
Danielsen, U.: I'vIarine concrete structures exposed to hydrocarbon fires. Paper presented at a Nordic mini-seminar, SINTEF-report no STF65 A89036,
Hammer, T.A., Justnes, H., Smeplass, S.: A concrete technological approach to spalling during fire. Paper presented at a Nordic mini-seminar, SINTEF-report nr STF65 A89036,
Danielsen, U., Hammer, T.A., Justnes, H., Smeplass, S.: Marine concrete structures exposed to hydrocarbon fires. SINTEF-report no STF65 A88064,
Hammer, T.A.: Marine concrete structures exposed to hydrocarbone fire. Spalling resistance ofLWA concrete. SINTEF-report no STF25 A90009,
Justnes, H., Hansen, EAa.: L W A CONCRETE FOR FLOATERS, SP4 Hydrocarbon fire resistance, Report 4.1 - A theoretical evaluation based on material technology. SINTEFreport no STF65 F90009,
Jahren, P.: Temahefte "Brann - mur og betong", kapitteI4.1. Brannvern-samarbeidet mur og betong, Betongsenteret Oslo 1988,2 pp. (in Norw.)
Jensen, .U., Hansen, EAa.: Otlshore concrete structures exposed to hydrocarbon fire. Paper presented at the first international conference on concrete for hazard protection,
Handbook of structural concrete. Edited by Kong, F.K., Evans, R.H., Cohen, E, Roll, F., Pitman Books Limited,
حامد نيرومند
هر گونه برداشت و کپی مطالب وبلاگ معین عمران در سایر سایتها و وبلاگهای اینترنتی ممنوع است، مگر به صورت لینک به صفحه مربوط در وبلاگ معین عمران
:: مطالب مرتبط
+ آرماتورهای غیر فولادی در بتن
+ بتن ایران ، یک پنجاهم استاندارد
+ پیش تقویت پاشیدنی برای تیرهای بتن مسلح (FRP پاشیدنی)
+ تاثير ديركرد بتن ريزي بر مقاومت فشاري بتن
+ دانشمندان دانشگاه ميشيگان بتن انعطافپذير ساختند
+ سبک سازی ساختمان ها (فوم بتن)
+ بررسی و مقایسه چند شیوه مقاوم سازی ساختمان های بتنی کوتاه مرتبه در برابر زلزله
+ بررسی بتنهای محتوی خاکستر بادی با به کاربردن تکنولوژی SEC
+ بتن عبور دهنده نور ، لایتراکان
+ جزئیات اجرایی ساختمان های بتنی
+ آیا بتن آرمه یکپارچه راه حل معمارانه تولید انبوه مسکن است؟
+ روشهای پيشرفته ساخت بتن تقویت شده فیبری
+ ساختار مقاوم مصالح بتن سبك دانه در مقابل آتش 1
+ ساختار مقاوم مصالح بتن سبك دانه در مقابل آتش 2