Строительные материалы, их свойства и изменения при пожаре
Контрольная работа - Строительство
Другие контрольные работы по предмету Строительство
?еа при более низкой температуре начинается ее потеря. Причиной этого является термодинамически неустойчивое состояние кристаллической решетки, упрочненной наклепом стали. При повышении температуры до 300-350 оС начинается процесс рекристаллизации, в ходе которого деформированная в результате наклепа кристаллическая решетка перестраивается в сторону нормализации.
Главной особенностью алюминиевых сплавов является низкая, по сравнению со сталями, устойчивость к нагреву. Важной особенностью некоторых алюминиевых сплавов является способность восстанавливать прочность после нагревания и охлаждения, если температура нагревания не превысила 400 оС.
Наибольшей устойчивостью к действию высокой температуры обладают низколегированные стали. Несколько хуже ведут себя углеродистые стали без дополнительного упрочнения. Еще хуже - стали, упрочненные термическим способом. Самой низкой стойкостью к действию высокой температуры обладают стали, упрочненные наклепом, а еще ниже - алюминиевые сплавы.
Способы повышения стойкости металлов к воздействию пожара
Обеспечить продление времени сохранения свойств металлов в условиях пожара можно следующими способами:
выбором изделий из металлов, более стойких к воздействию пожара;
специальным изготовлением металлических изделий более стойких к нагреву;
огнезащитой металлоизделий (конструкций) посредством нанесения внешних теплоизоляционных слоев.
Каменные материалы и их поведение в условиях пожара
Классификация горных пород по происхождению:
Изверженные (магматические, первичные) породы
Осадочные (вторичные) породы
Метаморфические (видоизмененные) породы
Изверженные (магматические, первичные) породы:
Массивные:
глубинные (граниты, сиениты, диориты, габбро);
излившиеся (порфиры, диабазы, базальты, и др.).
Обломочные:
рыхлые (вулканические пеплы, пемзы);
сцементированные (вулканические туфы).
Осадочные (вторичные) породы:
Химические (гипс, ангидрит, магнезиты, доломиты, мергели, известковые туфы и др.).
Органогенные (известняки, мел, ракушечники, диатомиты, трепелы).
Механические отложения:
рыхлые (глины, пески, гравий);
сцементированные (песчаники, конгломераты, брекчии).
Метаморфические (видоизмененные) породы:
Изверженные (гнейсы).
Осадочные (кварциты, мраморы, глинистые сланцы).
Классификация неорганических вяжущих веществ:
Воздушные (воздушная известь, гипс).
Гидравлические (портландцемент, глиноземистый цемент).
Кислотоупорные (жидкое стекло).
Каменные искусственные материалы:
Безобжиговые строительные материалы на основе неорганических вяжущих веществ:
бетоны и железобетоны;
растворы;
асбестоцемент;
гипсовые и гипсобетонные изделия;
силикатные изделия.
Обжиговые строительные материалы:
керамика;
стекло;
шлаки;
каменные расплавы.
Силикатные материалы:
Бетон
Облицовочные плиты
Кирпич
Ячеистые изделия (пеносиликат, газосиликат).
Поведение каменных материалов в условиях пожара
Изучением поведения каменных материалов в условиях пожара занимались в течении нескольких десятилетий многие исследователи нашей страны.
Характер поведения каменных материалов в условиях пожара в принципе одинаков для всех материалов, отличаются лишь количественные показатели. Специфические особенности обусловлены действием лишь внутренних факторов, присущих анализируемому материалу (при анализе поведения материалов в идентичных условиях действия внешних факторов).
Особенности поведения природных каменных материалов в условиях пожара
Мономинеральные горные породы (гипс, известняк, мрамор и др.) при нагреве ведут себя более спокойно, чем полиминеральные. Они претерпевают в начале свободное тепловое расширение, освобождаясь от физически связанной влаги в порах материала. Это не приводит, как правило, к снижению прочности и даже может наблюдаться ее рост при спокойном удалении свободной влаги. Затем в результате действия химических процессов дегидратации (если материал содержит химически связанную влагу) и диссоциации материал претерпевает постепенное разрушение (снижение прочности практически до нуля).
Полиминеральные горные породы ведут себя в основном аналогично мономинеральным, за исключением того, что при нагреве возникают значительные напряжения, обусловленные различными величинами коэффициентов теплового расширения у компонентов, входящих в состав горной породы. Это приводит к разрушению (снижению прочности) материала.
Проиллюстрируем особенности поведения мономинеральных и полиминеральных горных пород при нагреве на примере двух материалов: известняка и гранита.
Известняк - мономинеральная горная порода, состоящая из минерала кальцита СаСО3. Нагревание кальцита до 600 оС не вызывает значительных изменений минерала, а сопровождается лишь его равномерным расширением. Выше 600 оС (теоретически температура 910 оС) начинается диссоциация кальцита по реакции СаСО3 = СаО + СО2, в результате которой образуются углекислый газ (до 44% по массе от исходного материала) и рыхлый низкопрочный оксид кальция, что вызывает необратимое снижение прочности известняка. При испытании материала при нагреве, а также после нагрева и остывания ненагруженном состоянии было установлено, что при нагревании известняка до 600 оС происходит увеличение его прочности на 7