Введение к работе
Актуальность работы. Важной тенденцией развития строительного комплекса России является возрастание объема строительства высотных, технически сложных, особо опасных, и других уникальных объектов, таких как аэропорты, высотные многофункциональные, административные и жилые объекты.
При строительстве такого рода объектов широкое применение находят конструкции из тяжёлых бетонов повышенной прочности (класс прочности В60 и выше).
Применение высокопрочных бетонов позволяет проектировать конструкции с меньшим сечением, чем например из обычных бетонов, что приводит к снижению общего веса сооружения и затрат на строительство.
В то же время, для обеспечения требуемых пределов огнестойкости железобетонных конструкций такого рода уникальных объектов до 150–180 и более минут, обычно приходится увеличивать в конструкциях толщину защитного слоя бетона рабочей арматуры до 50–70 мм.
Такое увеличение толщины защитного слоя бетона сводит на нет положительные качества высокопрочных бетонов т.к. приводит к увеличению массы конструкции, а также к уменьшению площади внутренних помещений.
Тяжелые высокомарочные бетоны также имеют такой существенный недостаток как склонность к взрывообразному разрушению при воздействии пожара. Такое разрушение бетона в условиях пожара может приводить к уменьшению рабочего сечения конструкции и весьма существенному снижению ее огнестойкости.
Известен ряд способов повышения и оценки огнестойкости железобетонных строительных конструкций (Милованов А.Ф., Ройтман М.Я, Яковлев А.И., Жуков В.В., Соломонов, Мешалкин Е.А., Страхов В.Л., Голованов В.И., Kordina K., Harmathy T.И др.). Однако применение этих способов в том числе, увеличение толщины защитного слоя бетона до рабочей арматуры и разного рода облицовки имеет ряд существенных недостатков – увеличение массы конструкций, возникновение дополнительной нагрузки на несущие конструкции, сокращение полезной площади помещений здания.
В связи с этим, поиск, исследование и развитие способов повышения пределов огнестойкости железобетонных конструкций, лишенных этих недостатков, является актуальной задачей.
В практике строительства все больший интерес вызывают возможности повышения огнестойкости конструкций за счет применения специальные тонкослойные огнезащитные (вспучивающихся при пожаре) покрытий конструкций (работы Кривцова Ю.В., Гаращенко А.Н., Ненахова С.А., Пименовой В.П, Халтуринского Н.А. и др.).
В данной работе рассматривается направление решения этой задачи, связанное с предположением о том, что специальные тонкослойные огнезащитные покрытия, вспучивающиеся при пожаре, могут являться эффективным способом повышения пределов огнестойкости железобетонных конструкций.
Предполагается также, что такого рода покрытия должны повысить стойкость бетона против взрывообразного разрушения в условиях пожара, не будут создавать дополнительных нагрузок на несущие конструкции и приводить к сокращению внутренней площади помещений здания или сооружения.
Исходя из этих предположений, была сформулирована цель работы –
изучение возможностей повышения огнестойкости железобетонных
конструкций с помощью тонкослойных огнезащитных вспучивающихся покрытий.
Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие задачи:
1.Анализ состояния вопроса в области методов и средств повышения огнестойкости железобетонных строительных конструкций.
2. Выбор, развитие и разработка методов и средств оценки огнестойкости
железобетонных конструкций, с учетом применения тонкослойных огнезащитных
вспучивающихся покрытий.
3. Изучение особенностей прогрева при пожаре железобетонных конструкций
с учетом применения тонкослойных огнезащитных вспучивающихся покрытий.
4. Изучение влияния тонкослойного огнезащитного вспучивающегося
покрытия железобетонных конструкций на обеспечение их стойкости против
взрывообразного разрушения при пожаре.
5. Изучение особенностей формирования, вспучивающихся при воздействии
пожара, тонкослойных покрытий железобетонных конструкций.
6. Развитие метода оценки огнезащитной эффективности тонкослойных
огнезащитных покрытий железобетонных строительных конструкций.
7. Оценка огнезащитной эффективности и оптимальной толщины нанесения
тонкослойных огнезащитных покрытий на железобетонные конструкции.
Объект исследования – огнестойкость железобетонных конструкций Предмет исследования – огнезащитная эффективность тонкослойных огнезащитных покрытий железобетонных конструкций
Научная новизна работы
Выявлены особенности прогрева при пожаре железобетонных конструкций с учетом вспучивания тонкослойного огнезащитного покрытия.
Выявлены особенности формирования и последующей деструкции, вспучивающегося при воздействии пожара, тонкослойного огнезащитного покрытия, как основного фактора, определяющего огнезащитную эффективность этих покрытий.
Выявлен эффект обеспечения стойкости железобетонных конструкций против взрывообразного разрушения при воздействии пожара, при нанесении на их поверхность тонкослойных вспучивающихся огнезащитных покрытий.
Практическая значимость работы заключается:
- в предложении способа повышения огнестойкости железобетонных
конструкций на 120 минут и более;
в предложении способа обеспечении стойкости железобетонных конструкций из тяжёлых бетонов повышенной прочности против взрывообразного разрушения при пожаре.
в методике оценки огнезащитной эффективности тонкослойных вспучивающихся покрытий, применительно к железобетонным конструкциям;
- в результатах оценки огнезащитной эффективности тонкослойных
вспучивающихся покрытий, применительно к железобетонным конструкциям.
На защиту выносится:
-
Методы и средства оценки огнестойкости железобетонных конструкций, с учетом применения, вспучивающихся при нагреве, тонкослойных огнезащитных покрытий.
-
Особенности прогрева при пожаре железобетонных конструкций с учетом применения, вспучивающихся при нагреве, тонкослойных огнезащитных покрытий.
-
Влияние тонкослойного огнезащитного, вспучивающегося при нагреве, покрытия железобетонных конструкций на обеспечение их стойкости против взрывообразного разрушения при пожаре.
-
Особенности формирования и последующей деструкции, вспучивающихся при нагреве, тонкослойных покрытий железобетонных конструкций.
-
Развитие метода оценки огнезащитной эффективности тонкослойных огнезащитных покрытий, применительно к железобетонным строительным конструкциям.
-
Результаты оценки огнезащитной эффективности и оптимальной толщины нанесения тонкослойных огнезащитных покрытий на железобетонные конструкции.
Практическая реализация.
Результаты, полученные в диссертационной работе, использованы на следующих объектах:
1. При обеспечении огнестойкости перекрытия площадью 3300 м2,
разделяющего зал пребывания пассажиров и технический этаж терминала «С» ОАО
«Международный аэропорт Шереметьево», Московская область, г. Химки,
2. При обеспечении огнестойкости несущей стены не отапливаемого
лабораторного корпуса на площади 51 м2корпуса 17, НПО «Ассоциация Крилак»,
2-я институтская улица д.6, г. Москва.
Достоверность полученных результатов подтверждается
Использованием сертифицированного, аттестованного и поверенного
оборудования, в аккредитованных лабораториях ФГУ ВНИИПО МЧС России, АНО по сертификации «Электросерт».
Результатами независимой проверки состояния промышленно внедренного покрытия «Джокер М».
Экспериментальной оценкой значений параметров и характеристик материалов, используемых при решении диссертационных задач.
Применением физически обоснованных математических моделей решения теплотехнической задачи огнестойкости.
Апробация работы
Материалы диссертационной работы докладывались на:
Городской научно-практической конференции «Комплексное обеспечение безопасности и антитеррористической защищенности высотных зданий и уникальных сооружений г.Москвы» (Москва 2007г);
Научно-техническом совете ФГУП «Научно-исследовательский центр «Строительство» (Москва 2007);
Научно-техническом совете НПО «Ассоциация Крилак» (Москва 2007);
Международной научно - практической конференции молодых учёных и специалистов «Проблемы техносферной безопасности - 2012» Академия ГПС МЧС.
Международной
молодежной конференции «Оценка рисков и безопасность в строительстве;
Новое качество и надежность строительных материалов и конструкций на о снове высоких технологий» МГСУ 2012;
16-ой Международной межвузовской научно - практической конференции студентов, магистрантов и молодых ученых «Строительство - формирование среды жизнедеятельности», 24-26 апреля 2013 г., ФГБОУ ВПО МГСУ, Москва.
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 2 в журналах, рекомендованных ВАК.
Объём и структура работы. Работа состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка литературы и приложений. Материалы изложены на 146 страницах машинописного текста, включающего 11 таблиц и 42 рисунка.
