К вопросу обеспечения стойкости изделий и конструкций из высокопрочных бетонов к взрывообразному разрушению

Процедуры обеспечения пожарной безопасности являются неотъемлемой частью процесса проектирования объектов гражданского и промышленного строительства. При осуществлении проектных расчетов используются актуальные справочные данные о стойкости известных видов строительных материалов к воздействию открытого огня и повышенной температуры. Однако модифицирование составов и свойств таких материалов может являться причиной изменения их поведения в условиях пожара. Так, новые виды высокопрочных бетонов на основе портландцемента на практике проявили склонность к взрывообразному разрушению, существенно влияющему на достоверность результатов моделирования их стойкости при длительном и кратковременном воздействии повышенной температуры. В представленной работе изложен обзор и дана оценка текущему состоянию вопроса обеспечения пожарной безопасности конструкций из высокопрочных бетонов, предложены дополнительные мероприятия по совершенствованию действующих алгоритмов определения их огнестойкости.

Р.Я. АХТЯМОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Р.М. АХМЕДЬЯНОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Е.А. ГАМАЛИЙ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Г.Ф. АВЕРИНА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

ООО «Уральский научно-исследовательский институт строительных материалов» (454047, г. Челябинск, ул. Сталеваров, 5, корп. 5)

1. Neville A., Aitcin P.C. High performance concrete - An overview // Materials and structures. 1998. Vol. 31, pp. 111–117.
2. Баженов Ю.М., Демьянова В.С., Калашников В.И. Модифицированные высококачественные бетоны. М.: АСВ. 2006. 368 с.
2. Bazhenov Yu.M., Demyanova V.S., Kalashnikov V.I. Modifitsirovannyye vysokokachestvennyye betony [Modified high-quality concrete]. Moscow: ASV. 2006. 368 p.
3. Пушенко А.С., Азаров В.Н. Оценка влияния высоких температур пожара на свойства высокопрочного бетона // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер.: Строительство и архитектура. 2007. № 7. С. 143–147.
3. Pushenko A.S., Azarov V.N. Assessment of the effect of high fire temperatures on the properties of high-strength concrete. Vestnik of the Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering. Series: Construction and architecture. 2007. No. 7, pp. 143–147. (In Russian).
4. Пушенко А.С. К вопросу о прочности высокопрочного бетона и железобетонных колонн при воздействии пожара // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2008. № 1 (9). С. 116–121.
4. Pushenko A.S. On the issue of the strength of high-strength concrete and reinforced concrete columns under the influence of fire. Izvestiya of the Kazan State University of Architecture and Civil Engineering. 2008. No. 1 (9), pp. 116–121. (In Russian).
5. Пухаренко Ю.В., Кострикин М.П. Стойкость фибробетона к высокотемпературному воздействию // Строительство и реконструкция. 2020. № 2. С. 96–106.
5. Pukharenko Yu.V., Kostrikin M.P. Resistance of fibrobetone to high temperature effects. Stroitel’stvo i rekonstruktsiya. 2020. №. 2. pp. 96–106. (In Russian).
6. Hedayati M., Sofi M., Mendis P., Ngo T. A comprehensive review of spalling and fire performance of concrete members. Electronic journal of structural engineering. 2015. Vol. 15, pp. 8–34. DOI: 10.56748/ejse.15199
7. Jansson R. Fire spalling of concrete: theoretical and experimental studies: Dis. … PhD. Royal Institute of Technology. 2013. 154 p.
8. Кузнецова И.С., Рябченкова В.Г., Корнюшина М.П., Саврасов И.П., Востров М.С. Полипропиленовая фибра – эффективный способ борьбы со взрывообразным разрушением бетона при пожаре // Строительные материалы. 2018. № 11. С. 15–20. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-765-11-15-20
8. Kuznetsova I.S., Ryabchenkova V.G., Kornyushina M.P., Savrasov I.P., Vostrov M.S. Polypropylene fiber is an effective way to struggle with the explosion-like destruction of concrete in case of fire. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2018. No. 11, pp. 15–20. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-765-11-15-20 (In Russian).
9. Bazant Z. Analysis of pore pressure, thermal stress and fracture in rapidly heated concrete, international workshop on fire performance of high-strength concrete. Proceedings. Appendix B: Workshop Papers. 1997. B10, Gaithersburg, MD, (online), https://tsapps.nist.gov/publication/get_pdf.cfm?pub_id=916655 (Accessed January 30, 2024)
10. Bazant Z.P., Kaplan M.F. Concrete at high temperatures: material properties and mathematical models. Longman Group Limited.1996. 410 p.
11. Bažant Z.P., Thonguthai W. Pore pressure in heated concrete walls: theoretical prediction. Magazine of Concrete Research. 1979. Vol. 31. Iss. 107, pp. 67–76. https://doi.org/10.1680/macr.1979.31.107.67
12. Klingsch E.W. Explosive spalling of concrete in fire. Report. ETHZurich. 2014. https://doi.org/10.3929/ethz-a-010243000
13. Новиков Н.С. Огнестойкость конструкций из фибробетона для автодорожных тоннелей и метрополитена: Дис. … канд. техн. наук. М., 2019. 167 с.
13. Novikov N.S. Fire resistance of fiber-reinforced concrete structures for road tunnels and subways. Dis... Candidate of Sciences (Engineering). Moscow. 2019. 167 p. (In Russian).
14. Bei S., Zhixiang L. Investigation on spalling resistance of ultra-high-strength concrete under rapid heating and rapid cooling. Case Studies in Construction Materials. 2016. Vol. 4, pp. 146–153. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2016.04.001
15. Figueiredo F.P. Effects of recycled steel and polymer fibres on explosive fire spalling of concrete. Fire Technology. 2019. Vol. 55, pp. 1495–1516. https://doi.org/10.1007/s10694-019-00817-9
16. Tapeh A., Al-Bashiti M., Ghasemi A., Hostetter H., Craig D., Naser M.Z. A nomogram for predicting fire-induced spalling. Conference: The 12th International Conference on Structures in Fire (SiF 2022). Hong Kong. 2022.
17. Кузнецова И.С., Рябченкова В.Г. Противопожарные нормы – основа пожарной безопасности зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2017. № 1. С. 35–39.
17. Kuznetsova I.S., Ryabchenkova V.G. Fire safety standards are the basis for fire safety of buildings and structures. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel’stvo. 2017. No. 1, pp. 35–39. (In Russian).
18. Ахтямов Р.Я., Ахмедьянов Р.М., Гамалий Е.А., Аверина Г.Ф. Актуальные проблемы развития нормативной базы производства и эксплуатации жаростойких бетонов // Строительные мате-риалы. 2023. № 7. С. 4–11. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-815-7-4-11
18. Akhtyamov R.Ya., Ahmed’yanov R.M., Gamaliy E.A., Averina G.F. Current problems of development of the regulatory framework for the production and operation of refractory concrete. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2023. No. 7, pp. 4–11. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-815-7-4-11