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摘要:基于建筑构件的耐火要求,做好建筑构件的耐火试验,掌握建筑构件的材料特性和耐火性能并优化建筑构件的材料选择以及结构设计对建筑安全而言具有重要意义。当前建筑构件耐火试验需要采取正确的试验方法,根据建筑构件耐火试验的具体情况提高试验效果,确保建筑构件耐火试验在具体落实中取得实效。
关键词:建筑构件; 耐火试验; 方法分析
引言
建筑火灾发展到轰燃阶段后,其中所有的可燃物几乎都将发生燃烧,室内温度一般都有几百度,有时还可能超过1000℃。因此建筑构件应具有足够强的承受火灾高温的能力,这种能力用材料的耐火极限表示。多个火灾案例表明,耐火性强的建筑物不仅为人员安全疏散提供了条件,从而大大减少火灾中的伤亡,而且有助于建筑物的火灾后修复。
要想掌握建筑构件的耐火极限,开展耐火试验是重要的方法。在耐火试验开展前应先对建筑构件的耐火条件、耐火极限、以及材料本身的性能进行深入分析,探讨耐火试验的基本情况,围绕耐火试验的相关要求做好试验方案的设计,保证耐火试验在具体实施环节能够达到试验目标,确保耐火试验的实施能够提高成效。所以,了解耐火试验的试验条件以及试验过程,对提高耐火试验的效果以及满足试验要求和掌握建筑构件的耐火极限具有重要意义。
建筑构件的耐火试验条件
建筑物的耐火极限是指在火灾过程中,建筑构件能够继续起到隔离层或结构组件作用的极限能力。火灾温度和持续时间是火灾的主要指标。建筑构件按照时间-温度标准曲线进行耐火试验,从受火开始,到失去稳定性、完整性、隔热性的时间。
(一)时间-温度标准曲线
建筑物发生火灾时,温度随着时间变化,形成火灾过程中的时间-温度曲线。实际火灾的时间-温度曲线各不相同,但为了把握建筑构件的耐火极限,必须人为规定一种能模拟一般火灾规律的标准温升条件,即为时间-温度标准曲线。
时间-温度标准曲线的概念最先是1916年根据早期的火灾试验中对木垛火的温度观测提出的,即纤维素火灾,燃烧源为各种纤维素类的材料,如木材、纸张等。还有一类时间-温度曲线为烃类火灾,及燃烧源为烃类基质,富含氢和碳的燃料,如石油、化工产品等。需要根据构件使用的环境不同选择适当的火灾温升曲线进行耐火试验。
表1炉内温升表
火灾 | 温升曲线 | 不同时间对应炉内温升/min | ||||
10 | 30 | 60 | 90 | 120 | ||
纤维素火灾 | GB 9978.1 | 659 | 821 | 925 | 986 | 1020 |
烃类火灾 | GB/T 26784- | 1000 | 1100 | 1150 | 1150 | 1150 |
(二)承重条件
建筑构件的耐火试验不但要进行时间-温度曲线的选择,同时还要掌握构件材料的承压性能和构件的使用要求,对建筑构件承重情况有全面的了解,按照建筑材料的压力特性和建筑材料的本身性能检验建筑构件材料,在燃烧之后的承重是否能够达到安全性要求。通过这一试验能够掌握建筑承重构件的耐火性能的同时考核建筑构件耐火测试过程中的自身承重能力的保持情况,在设计的载重条件下进行耐火测试以验证建筑构件设计以及使用的材料本身的性质是否满足耐火状态下的承重要求。
(三)试验装置条件
建筑构件的耐火试验需要选择完善的试验装置,需要试验装置达到密闭性,耐高温性,可观察性以及数据记录的要求,提高试验装置的应用效果,保证试验装置在具体应用环节能够达到应用要求。试验装置的基本条件需要以耐火试验的温度要求和安全性要求为基准,并且在试验装置使用过程中能够具备良好的优势,按照试验装置的具体情况做好落实,使试验装置在具体应用环节能够以耐火试验的要求为标准提高试验效果。
二、建筑构件的耐火性能
(一)构件的燃烧性能
建筑构件的耐火性能是耐火试验中需要检测的重要指标,构件的燃烧性能主要是指构件在遇火之后是否产生剧烈燃烧,不同的材料其燃烧性能不同,主要分为易燃材料、难燃材料和不燃材料等类别。在建筑构件的材料选择方面,为了提高其耐火性能通常选择不燃材料为主要形式,通过耐火试验的方式检验不燃材料的性能,为建筑构件的材料选择提供参考,保证建筑构件材料在燃烧性能的分析方面能够达到使用要求。
(二)构件的耐火极限
建筑构件材料的耐火极限主要是指在高温燃烧的状态下材料的安全性能够达到的相应标准,不燃材料在温度达到一定标准之后其材料的性能也会发生变化,对整个建筑构件材料的应用产生了不同的影响。因此,在耐火试验过程中需要对建筑构件材料的耐火极限进行检验,以此作为材料应用的依据,确保耐火极限的试验能够达到试验要求,为整个建筑材料的应用提供有力支持。所以,掌握耐火极限的具体情况对提高建筑材料的应用效果具有重要影响。
(三)构件的加载条件
在耐火试验过程中需要了解构件在加载条件,对构件的载荷能力和构件在燃烧过程及燃烧之后的强度情况有全面的了解,在加载条件的设定方面需要对建筑构件材料的类别进行区分,需要了解试验的温度条件以及建筑构件材料本身的承载能力,使整个建筑部件材料在加载过程中能够达到试验要求,确保建筑物建材加载条件下能够达到试验目标。所以,了解建筑构架加载条件的特性对做好建筑构件加载试验具有重要意义。
三、建筑构件的耐火试验方法
(一)试件设计安装及加荷
基于建筑构件耐火试验的相关要求,在试验过程中需要设计和制作试件并做好试件的安装,将试件安装在燃烧装置上之后进行加载试验。既要了解建筑构件的载荷变化情况,同时也要了解建筑构件在高温高压燃烧的状态下其自身特性的变化情况,为整个建筑构件的耐火试验提供有力支持。其中构件的设计安装及加载荷决定了试验效果,在试验过程中需按规范操作了解试件的加工尺寸和试件的安装要求及加载荷数值。
(二)测量与观察
在试验过程中需要持续观察试件的温度变化情况、载荷变化情况以及时间的性能变化情况,掌握试件随温度变化的曲线,判断试件的变化趋势,确保试件在应用环节能够达到试验要求。通过持续观察的方式掌握试件的性质变化情况,为试件的应用提供有力支持,保证试件在具体应用环节能够达到应用要,求提高试验过程的针对性。
(三)试验报告分析
在试验完成之后需要绘制温度变化曲线,分析试件的性能变化情况并绘制性能变化图,将其与温度变化相对应,掌握试件的变化要素,确保时间在温度变化试验过程中能够通过数值分析的方式将试件本身的性质变化情况完整的呈现出来,提高试验报告的分析效果,使试验报告的分析过程中能够达到试验要求。
四、建筑构件耐火试验的现实意义
(一)掌握建筑构件的耐火特性
之所以开展建筑构件的耐火试验,主要目的在于掌握建筑构件的耐火特性,为建筑构件的材料选择和应用提供数据支持。基于建筑材料的特性以及建筑构件材料选择的相关要求,在具体选择环节既要根据建筑构件材料的特性和应用要求做好选择,同时也有根据建筑构件材料的基本情况做好选择,使建筑材料在选择和应用方面能够做到符合使用要求,并且在耐火性能方面达到安全性标准。
(二)了解建筑构件的耐火极限
建筑工程耐火试验在具体实施中需要掌握建筑构件的耐火极限,以此设计建筑构件的应用方案,使建筑构件在应用过程中能够做到物尽其用,能够解决建筑构件的材料选择问题,使建筑构件在选择方面将耐火极限作为重要的参考指标,提高耐火试验效果,使建筑构件在耐火极限的数值标记和具体应用环节能够达到应用要求。所以,了解建筑工就是耐火极限是建筑构件试验的重要目的。
(三)为建筑构件材料选择提供依据
建筑构件在材料选择方面不但要了解材料本身的特性和材料的基本性能,同时还要在材料的选择标准和材料的选择依据方面有足够的数据支撑。通过耐火试验的方式能够了解建筑构件材料的基本情况,并根据不同的应用环节选择建筑构件材料提高建筑构件材料的整体性能,使建筑构件材料在选择方面能够最大程度的达到完善性要求提高材料的选择效果。
五、结论
通过对建筑构件耐火试验的了解,在耐火试验过程中既要分析耐火试验的特性和必要性,同时也要对建筑构件材料的性能和建筑构件材料的基本情况有全面的了解,保证建筑材料耐火试验在具体实施中能够达到试验要求,为建筑工程提供有效的检验手段,使建筑构件耐火试验在具体实施方面能够在完善性、科学性、有效性和规范性方面达标,推动建筑构件材料选择的细化,使建筑构件耐火试验在具体实施过程中能够达到施工要求。
参考文献
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