混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)防護(hù)技術(shù)基本知識(shí)（word20頁(yè)）

1、PAGE 4-PAGE 21混凝土結(jié)構(gòu)火災(zāi)防護(hù)技術(shù)第一節(jié) 火災(zāi)和建筑防火基本知識(shí)一、燃燒的基礎(chǔ)知識(shí)1. 燃燒的條件燃燒是可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應(yīng)，通常伴有火焰、發(fā)光和發(fā)煙現(xiàn)象。從本質(zhì)上講，燃燒是劇烈的氧化還原反應(yīng)。任何物質(zhì)的燃燒都有一個(gè)由未燃燒狀態(tài)轉(zhuǎn)向燃燒狀態(tài)的過(guò)程，其發(fā)生和發(fā)展應(yīng)具備三個(gè)必要條件：可燃物、氧化劑（助燃物）和溫度（點(diǎn)火源），三者缺一不可。這三個(gè)條件只是燃燒的基本條件，如果可燃物的數(shù)量不夠多，氧化劑不足或者溫度不夠高，也不能發(fā)生燃燒。因此，要發(fā)生燃燒，還必須具備以下的充分條件：（1）一定數(shù)量或濃度的可燃物：必須使可燃物質(zhì)與助燃物有一定的數(shù)量或濃度才能發(fā)生燃燒，例如氫氣在空

2、氣中的含量達(dá)到4%75%才能著火或爆炸；（2）一定數(shù)量的助燃物：助燃物的數(shù)量必須足夠，可燃物才能燃燒，否則燃燒就會(huì)減弱甚至熄滅。測(cè)試表明，大多數(shù)可燃物質(zhì)在含氧量低于16%的條件下，就不能發(fā)生燃燒，因?yàn)橹嘉餄舛忍偷木壒?；?）一定能量的點(diǎn)火源：點(diǎn)火源必須有一定的溫度和足夠的熱量，否則燃燒不能發(fā)生；（4）可燃物、助燃物和點(diǎn)火源三者的相互作用：燃燒不僅必須具備可燃物、助燃物和點(diǎn)火源，而且必須滿足彼此間的數(shù)量比例，同時(shí)還必須相互結(jié)合、相互作用，否則燃燒將不能發(fā)生。2. 燃燒的種類燃燒的類型主要有閃燃、著火、自燃和爆炸等，掌握燃燒類型的基本概念對(duì)于了解火災(zāi)危險(xiǎn)性和預(yù)防、撲救火災(zāi)十分必要。（1）閃燃：

3、是指在一定溫度下，液體或固體表面產(chǎn)生了足夠的可燃?xì)怏w，遇火便能產(chǎn)生一閃即滅的燃燒現(xiàn)象。在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，液體或固體表面能產(chǎn)生閃燃的最低溫度稱為閃點(diǎn)。閃燃現(xiàn)象的燃燒時(shí)間一般少于5秒，這是因?yàn)樵陂W點(diǎn)溫度下，物體表面蒸發(fā)速度較慢，而蒸發(fā)出來(lái)的可燃?xì)怏w僅能維持短時(shí)間的燃燒，所以閃燃一下就熄滅了。閃燃往往是持續(xù)燃燒的先兆，閃點(diǎn)是衡量物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性的重要參數(shù)。為便于防火管理，將閃點(diǎn)小于或等于45C的液體劃為易燃液體，閃點(diǎn)大于45C的液體劃為可燃液體。（2）著火：是指可燃物在空氣中受著火源作用而發(fā)生持續(xù)燃燒的現(xiàn)象?？扇嘉镩_始燃燒所需要的最低溫度叫做燃點(diǎn)或著火點(diǎn)。一切可燃液體的燃點(diǎn)都高于閃點(diǎn)，易燃液體的燃點(diǎn)

4、一般比閃點(diǎn)高15C，而且液體的閃點(diǎn)越低，相差就越小。例如，汽油、丙酮等閃點(diǎn)低于0C的液體，這一差值僅為1C；而閃點(diǎn)在100C以上的可燃液體，這一差值可達(dá)30C以上。燃點(diǎn)對(duì)可燃固體和閃點(diǎn)較高的液體具有重要意義，在控制燃燒時(shí)，需將可燃物的溫度降至其燃點(diǎn)以下。（3）自燃：是指可燃物在空氣中沒(méi)有外來(lái)著火源的作用，靠自熱或外熱而發(fā)生燃燒的現(xiàn)象。根據(jù)熱源的不同，物質(zhì)自燃分為本身自燃和受熱自燃兩種。在規(guī)定的條件下，可燃物質(zhì)產(chǎn)生自燃的最低溫度是該物質(zhì)的自燃點(diǎn)。（4）爆炸：是指物質(zhì)急劇氧化或分解反應(yīng)而產(chǎn)生溫度、壓力分別急劇增加或兩者同時(shí)急劇增加的現(xiàn)象（第五章）。在未燃燒介質(zhì)中傳播速度不大于聲速的爆炸又稱為爆燃，

5、而大于聲速的則稱為爆轟。在消防工作中經(jīng)常遇到的是可燃性氣體、蒸氣、粉塵、液滴與空氣或其它氧化介質(zhì)形成爆炸性混合物所發(fā)生的爆炸?？扇?xì)怏w、蒸氣或粉塵與空氣混合后遇火產(chǎn)生爆炸的最低濃度稱為爆炸下限，通常以體積百分比來(lái)表示。3. 燃燒產(chǎn)物由燃燒或熱解作用而產(chǎn)生的全部物質(zhì)稱為燃燒產(chǎn)物。燃燒產(chǎn)物通常是指燃燒生成的氣體、熱量、可見煙霧等。大多數(shù)物質(zhì)的燃燒是一種放熱的化學(xué)氧化過(guò)程，并形成熱氣的對(duì)流與輻射，釋放的熱量對(duì)人體具有明顯的生理危害。燃燒產(chǎn)生的氣體一般是指一氧化碳、氰化氫、二氧化碳、氯化氫、二氧化硫等。由燃燒或熱解作用產(chǎn)生的、懸浮在大氣中可見的固體或液體顆粒被總稱為煙，其粒徑一般在0.01m10m，這

6、種含碳物質(zhì)大多數(shù)是在火災(zāi)中由不完全燃燒而產(chǎn)生的。燃燒產(chǎn)物的數(shù)量、組成等與燃燒物質(zhì)的化學(xué)組成以及溫度、空氣的供給情況等有關(guān)。燃燒產(chǎn)物對(duì)消防安全的影響主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：（1）燃燒產(chǎn)物對(duì)燃燒過(guò)程的影響：完全燃燒產(chǎn)物在一定程度上有阻止燃燒的作用。在封閉的房間中，隨著燃燒的進(jìn)行，二氧化碳等產(chǎn)物的濃度越來(lái)越高，空氣中的氧氣越來(lái)越少，燃燒強(qiáng)度隨之逐漸降低。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)空氣中的二氧化碳含量達(dá)到30%，一般可燃物就不能發(fā)生燃燒。（2）燃燒產(chǎn)物對(duì)視力的影響：煙有遮光作用，使能見度下降，會(huì)給撲救和疏散工作帶來(lái)困難，尤其是在空氣不足時(shí)，煙的濃度更大。（3）燃燒產(chǎn)物對(duì)人體的影響：燃燒產(chǎn)生大量的煙和氣體，使空氣中氧

7、氣含量急速降低，加上CO和HCl等有毒氣體的作用，使在場(chǎng)人員有窒息和中毒的危險(xiǎn)，神經(jīng)系統(tǒng)受到麻痹。有資料表明，CO濃度達(dá)292.5mg/m3時(shí)，可使人產(chǎn)生嚴(yán)重的頭痛、眩暈等癥狀；CO濃度達(dá)到1.17g/m3時(shí)，吸入超過(guò)60min可使人發(fā)生昏迷；CO濃度達(dá)到11.7g/m3時(shí)，數(shù)分鐘內(nèi)可使人致死。此外，燃燒中產(chǎn)生的煙氣包含水蒸氣等，溫度較高，人在這種高溫濕熱環(huán)境中極易被燙傷。（4）燃燒產(chǎn)物易造成火勢(shì)蔓延：由于對(duì)流和熱輻射作用，灼熱的燃燒產(chǎn)物可能引起周圍其它地方可燃物的燃燒而形成新的起火點(diǎn)，造成火勢(shì)擴(kuò)散蔓延。（5）煙能夠提供早期的火災(zāi)警報(bào)：由于不同物質(zhì)燃燒，其煙氣有不同的顏色和嗅味，在火災(zāi)初期產(chǎn)生

8、的煙氣能夠給人們提供火警預(yù)報(bào)。4. 熱傳播的途徑火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展的整個(gè)過(guò)程始終伴隨著熱傳播過(guò)程，熱傳播是影響火災(zāi)發(fā)展的決定性因素。其傳播途徑主要有三種：熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流和熱輻射。熱對(duì)流是熱傳播的重要方式，是影響早期火災(zāi)發(fā)展的最主要因素，而熱輻射是火災(zāi)處于發(fā)展階段熱傳播的主要形式。5. 防火的基本措施掌握了物質(zhì)燃燒的條件，就可以了解預(yù)防和撲救火災(zāi)的道理。一切防火措施都是為了防止燃燒的三個(gè)條件同時(shí)發(fā)生，所能采取的基本措施是：（1）控制可燃物；（2）隔絕助燃物；（3）消除點(diǎn)火源；（4）阻止火勢(shì)蔓延。6. 滅火的基本原理根據(jù)燃燒的基本條件，任何可燃物產(chǎn)生燃燒或持續(xù)燃燒都必須具備燃燒的必要條件和充分條件。因

9、此，火災(zāi)發(fā)生后，滅火就是破壞燃燒條件、使燃燒反應(yīng)終止的過(guò)程。滅火的基本原理可以歸納為四種：冷卻、窒息、隔離和化學(xué)抑制。前三種滅火作用主要是物理過(guò)程，化學(xué)抑制是一個(gè)化學(xué)過(guò)程。不論是使用滅火劑還是通過(guò)其它機(jī)械方式來(lái)滅火，都是利用上述四種原理中的一種或多種綜合地來(lái)實(shí)現(xiàn)的。二、火災(zāi)和防火設(shè)計(jì)基本知識(shí)1. 火災(zāi)的定義與分類國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)消防基本術(shù)語(yǔ)：第一部分(GB 5907-86)將火災(zāi)定義為在時(shí)間或空間上失去控制的燃燒所造成的災(zāi)害。為便于指導(dǎo)防火和滅火特別是合理選用滅火器材,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)火災(zāi)分類(GB T 4968-85)按物質(zhì)的燃燒特性將火災(zāi)分為如下四類：A類火災(zāi)，是指固體物質(zhì)火災(zāi)，這種物質(zhì)往往具有有機(jī)物質(zhì)，

10、一般在燃燒時(shí)能產(chǎn)生灼熱的灰燼，如木材、棉、毛、麻、紙張火災(zāi)等；B類火災(zāi)，是指液體火災(zāi)和可熔化的固體物質(zhì)火災(zāi)，如汽油、煤油、柴油、原油、甲醇、乙醇、瀝青、石蠟火災(zāi)等；C類火災(zāi)，是指氣體火災(zāi)，如煤氣、天然氣、甲烷、乙烷、丙烷、氫氣火災(zāi)等；D類火災(zāi)，是指金屬火災(zāi)，如鉀、納、鎂、鈦、鋯、鋰、鋁鎂合金火災(zāi)等。由我國(guó)公安部頒布的火災(zāi)統(tǒng)計(jì)管理規(guī)定（1997年版）按照一次事故所造成的人員傷亡、受災(zāi)損失，又將火災(zāi)分為以下三類：（1）具備下列情形之一的為特大火災(zāi)：死亡10人以上（含本數(shù)，下同）；重傷20人以上；死亡、重傷20人以上；受災(zāi)50戶以上；燒毀財(cái)物損失100萬(wàn)元以上。 （2）具備下列情形之一的為重大火災(zāi)：

11、死亡3人以上；重傷10人以上；死亡、重傷10人以上；受災(zāi)30戶以上；燒毀財(cái)物損失30萬(wàn)元以上。（3）不具備前列兩項(xiàng)情形的火災(zāi)，為一般火災(zāi)。2. 消防管理與火災(zāi)調(diào)查消防管理是隨著人類同火災(zāi)作斗爭(zhēng)的過(guò)程中逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的，消防管理屬于社會(huì)管理的范疇。我國(guó)的消防管理自古代起形成和逐步發(fā)展，已有兩千多年的歷史。我國(guó)古代火政管理的主要內(nèi)容概括起來(lái)就是設(shè)火官、立火禁、修火憲。新中國(guó)成立以后，消防管理逐步走上了法制化軌道。1957年11月，經(jīng)全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第86次會(huì)議批準(zhǔn)，國(guó)務(wù)院頒布了消防監(jiān)督條例。1984年5月13日，經(jīng)第六屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第五次會(huì)議批準(zhǔn)，國(guó)務(wù)院頒布了中華人民共

12、和國(guó)消防條例。1998年4月29日，經(jīng)第九屆全國(guó)人大常委會(huì)第二次會(huì)議批準(zhǔn)，頒布了中華人民共和國(guó)消防法（以下簡(jiǎn)稱消防法）。消防法第一條明確提出消防的總?cè)蝿?wù)是“預(yù)防火災(zāi)和減少火災(zāi)危害，保護(hù)公民人身、公共財(cái)產(chǎn)和公民財(cái)產(chǎn)安全，維護(hù)公共安全，保障社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的順利進(jìn)行?！毕拦ぷ鞣结樖恰邦A(yù)防為主，防消結(jié)合”，這是我國(guó)人民同火災(zāi)作斗爭(zhēng)的科學(xué)總結(jié)，它正確地反映了消防工作的客觀規(guī)律，科學(xué)地闡明了防火與滅火的辨證關(guān)系。消防工作堅(jiān)持專門機(jī)關(guān)與群眾相結(jié)合的原則。國(guó)務(wù)院公安部門對(duì)全國(guó)的消防工作實(shí)施監(jiān)督管理，縣級(jí)以上地方各級(jí)人民政府公安機(jī)關(guān)對(duì)本行政區(qū)域內(nèi)的消防工作實(shí)施監(jiān)督管理，并由本級(jí)人民政府公安機(jī)關(guān)消防機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)

13、實(shí)施。軍事設(shè)施、礦井地下部分、核電廠的消防工作，由其主管單位監(jiān)督管理?；馂?zāi)之后，公安消防機(jī)構(gòu)有權(quán)根據(jù)需要封閉火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)公安部1999年頒布的火災(zāi)事故調(diào)查規(guī)定，負(fù)責(zé)調(diào)查、認(rèn)定火災(zāi)原因，核定火災(zāi)損失，查明火災(zāi)事故責(zé)任。火災(zāi)原因調(diào)查是一項(xiàng)具有較高科學(xué)水平和較深綜合知識(shí)層次的系統(tǒng)工程，火災(zāi)事故調(diào)查工作，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持實(shí)事求是求是、尊重科學(xué)的原則?；馂?zāi)調(diào)查的目的是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察、調(diào)查訪問(wèn)、物證鑒定、綜合分析等手段，確定火災(zāi)事故的原因和性質(zhì)，依據(jù)法律對(duì)事故的責(zé)任者或犯罪分子給予定案處理；同時(shí)為研究火災(zāi)規(guī)律、預(yù)防和撲救火災(zāi)提供實(shí)際依據(jù)，更好地從消防管理、安全技術(shù)、器材設(shè)備等方面總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，改進(jìn)消防工作。在總結(jié)

14、火災(zāi)正反兩方面經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，我國(guó)政府和有關(guān)主管部門還頒布了許多建筑防火設(shè)計(jì)的技術(shù)規(guī)范（表1）。3. 建筑火災(zāi)及其防火措施建筑火災(zāi)的起因多種多樣，歸納起來(lái)，大致可分為6類：（1）生活和生產(chǎn)用火不慎；（2）違反生產(chǎn)安全制度；（3）電氣設(shè)備設(shè)計(jì)、安裝、使用或維護(hù)不當(dāng)；（4）自燃、雷電、靜電、地震等自然災(zāi)害引起；（5）人為縱火；（6）建筑布局不合理，建筑結(jié)構(gòu)材料選用不當(dāng)?shù)纫蛩卮龠M(jìn)火災(zāi)蔓延。建筑火災(zāi)是一種在有限空間里發(fā)生的燃燒。根據(jù)室內(nèi)火災(zāi)溫度隨時(shí)間的變化特點(diǎn)，可以將其發(fā)展過(guò)程分為圖1所示的四個(gè)階段： 表1 我國(guó)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范）名稱標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)最新版本建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GBJ 16-8720

15、01年修訂版高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 50045-952001年修訂版人民防空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 50098-982001年修訂版建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 50222-952001年修訂版自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50084-20012001年版火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50116-981998年版（1）火災(zāi)初起階段（OA段）：室內(nèi)火災(zāi)發(fā)生后，最初只是起火部位及其周圍可燃物著火燃燒，此時(shí)的燃燒如同在敞開的空間里進(jìn)行的一樣。其特點(diǎn)是燃燒范圍不大，建筑物本身尚未燃燒，燃燒僅限于起火點(diǎn)附近。初起階段是滅火的最有利時(shí)機(jī)，應(yīng)設(shè)法及早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并設(shè)法將火災(zāi)消滅在該階段。（2）火災(zāi)發(fā)展階段

16、（AB段）：在火災(zāi)初起階段后期，局部燃燒迅速擴(kuò)展，室內(nèi)溫度上升很快，當(dāng)達(dá)到室內(nèi)固體可燃物全表面燃燒的溫度時(shí)，被高溫烘烤分解、揮發(fā)的可燃?xì)怏w可能使整個(gè)房間充滿火焰。房間內(nèi)由局部燃燒向全室性燃燒的突變現(xiàn)象，稱之為“轟燃”。此階段仍是滅火的有利時(shí)段。（3）火災(zāi)燃燒猛烈階段（BC段）：轟燃發(fā)生后，房間內(nèi)所有可燃物都在猛烈燃燒，放熱量很大，因此房間內(nèi)溫度迅速升高，最高溫度可達(dá)1100C 1200C。此階段的滅火通常是很困難的。（4）火災(zāi)熄滅階段（C點(diǎn)以后）：隨著室內(nèi)可燃物的不斷減少，火災(zāi)燃燒速度遞減，溫度逐漸下降，進(jìn)入熄滅階段。圖1 室內(nèi)火災(zāi)時(shí)間溫度曲線4. 建筑構(gòu)件的耐火極限及建筑物的耐火等級(jí)建筑構(gòu)件

17、的燃燒性能可大致分為三類：（1）非燃燒體，是指由在空氣中遇火燒或高溫作用時(shí)不起火、不微燃、不炭化的材料做成的構(gòu)件。如建筑中采用的混凝土、磚、石、金屬等。（2）難燃燒體，是指由在空氣中遇火燒或高溫作用時(shí)難起火、難微燃、難炭化且當(dāng)火源移開后燃燒或微燃立即停止的材料做成的構(gòu)件，也包括由燃燒材料做成而用非燃燒材料做保護(hù)層的構(gòu)件。如瀝青混凝土、經(jīng)過(guò)防火處理過(guò)的木材、水泥刨花板、纖維石膏板等。（3）燃燒體，是指由在空氣中遇火燒或高溫作用時(shí)會(huì)立即起火或發(fā)生微燃且當(dāng)火源移開后仍繼續(xù)保持燃燒或微燃的材料做成的構(gòu)件。如未經(jīng)防火處理的木材等。建筑構(gòu)件的耐火極限是指對(duì)任一建筑構(gòu)件按標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間溫度曲線（圖2）進(jìn)行耐火試驗(yàn)

18、，從受到火作用時(shí)起，到失去穩(wěn)定性或完整性被破壞或失去隔火作用時(shí)為止的這段時(shí)間，以小時(shí)(h)表示。失去穩(wěn)定性是指建筑構(gòu)件在火作用過(guò)程中失去了承載能力或抗變形能力，此條件主要針對(duì)承重構(gòu)件；完整性被破壞是指分隔構(gòu)件（如樓板、門窗、隔墻等）當(dāng)其一面受火作用時(shí)出現(xiàn)穿透裂縫或穿火孔隙，火焰穿過(guò)構(gòu)件使其背火面可燃物起火，從而失去了阻止火焰和高溫氣體穿透或阻止其背火面出現(xiàn)火焰的性能；失去隔火作用是指分隔構(gòu)件失去隔絕過(guò)熱熱傳導(dǎo)的性能，使得構(gòu)件背火面后的平均溫度超過(guò)初始溫度140C或背火面上任一測(cè)點(diǎn)溫度超過(guò)初始溫度180C而使鄰近可燃材料被燎烤炭化起火。影響建筑構(gòu)件耐火極限的主要因素有材料的燃燒性能、構(gòu)件截面尺寸

19、和保護(hù)層厚度等。圖2 標(biāo)準(zhǔn)的火災(zāi)溫度時(shí)間曲線建筑物必須具備一定的耐火安全儲(chǔ)備，以確保在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能為人們安全疏散提供必要的時(shí)間，為消防人員撲救火災(zāi)創(chuàng)造工作條件，并為火災(zāi)后對(duì)建筑物的修復(fù)提供一定的技術(shù)可行性。建筑物的耐火性通常用耐火等級(jí)來(lái)表示。我國(guó)現(xiàn)行的建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范將多層建筑的耐火性分為四個(gè)等級(jí)，其中一級(jí)耐火能力最強(qiáng)，四級(jí)耐火能力最差。高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB 50045-95)則將高層建筑耐火等級(jí)劃分為一、二級(jí)。耐火等級(jí)的選定，與建筑物的重要性、高度或?qū)訑?shù)、室內(nèi)火災(zāi)荷載（是指地面或樓板單位面積上可燃物的質(zhì)量，kg/m2）、造價(jià)等因素有關(guān)，具體是通過(guò)各建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限指標(biāo)來(lái)

20、體現(xiàn)的，而構(gòu)件耐火極限的選定又取決于我國(guó)火災(zāi)延續(xù)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。對(duì)同一建筑中的不同構(gòu)件，從其對(duì)建筑的整體穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，柱和梁比樓板更為重要。因此，可將樓板的耐火極限作為確定其它構(gòu)件耐火極限的基準(zhǔn)，即對(duì)于比樓板重要的構(gòu)件，應(yīng)適當(dāng)提高其耐火極限，否則反之。例如，鑒于我國(guó)火災(zāi)延續(xù)時(shí)間在2h、1.5h和1h以內(nèi)的分別占90%以上、88%和80%，建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范對(duì)一級(jí)耐火等級(jí)的建筑物，取定樓板的耐火極限為1.5h，梁為2.0h，支承單層的柱為2.5h，支承多層的柱為3.0h，而吊頂（包括吊頂擱柵）則為0.25h。在隔斷火災(zāi)擴(kuò)散途徑方面，墻體起著十分重要的作用。因此，在火災(zāi)延續(xù)時(shí)間調(diào)查結(jié)果和參考國(guó)外建筑防

21、火設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上，對(duì)各耐火等級(jí)的建筑物，我國(guó)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范均取其防火墻的耐火極限為4h。我國(guó)現(xiàn)行防火規(guī)范對(duì)多層和高層建筑各耐火等級(jí)相應(yīng)的建筑構(gòu)件，要求其燃燒性能、耐火極限分別不應(yīng)低于表2、表3所列出的規(guī)定。表2 多層建筑構(gòu)件的燃燒性及耐火極限表3 高層建筑構(gòu)件的燃燒性能和耐火極限第二節(jié) 混凝土結(jié)構(gòu)的火災(zāi)和高溫?fù)p傷問(wèn)題一、混凝土結(jié)構(gòu)的火災(zāi)問(wèn)題1建筑火災(zāi)危害雖然鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)材料本身是不燃燒的，但在室內(nèi)一定量可燃物燃燒引起的高溫作用下，混凝土和鋼筋及其粘結(jié)等力學(xué)性能發(fā)生退化，造成建筑構(gòu)件的損傷或破壞。若重要部位的結(jié)構(gòu)構(gòu)件遭受嚴(yán)重?fù)p傷或破壞，則可能會(huì)引起建筑結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性下降，甚至?xí)鸾ㄖ?/p>

22、物整體倒塌。例如，1974年比利時(shí)的一幢三層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋在起火75min后倒塌；1993年江西南昌萬(wàn)壽宮商城一幢八層鋼筋混凝土底框-磚混結(jié)構(gòu)房屋在火災(zāi)中整體倒塌。我國(guó)近期發(fā)生的典型案例是湖南省衡陽(yáng)市衡州大廈。該建筑底層為混凝土框架結(jié)構(gòu)，上面是“回”字形的7層（局部8層）磚混住宅樓，總建筑面積約9300m2。由于該建筑一樓商業(yè)用房被擅自改作農(nóng)產(chǎn)品加工作坊和倉(cāng)庫(kù)，并存放了大量的聚乙烯薄膜、尼龍繩等可燃物品，2003年11月3日凌晨5時(shí)許突發(fā)大火并迅速蔓延。衡陽(yáng)市公安、消防部門迅速組織大量警力趕到火場(chǎng)開展滅火、救援工作，住戶全部得以安全撤離。8時(shí)37分，由于堆放的聚乙烯薄膜、尼龍繩燃燒的時(shí)間長(zhǎng)

23、、溫度高（可達(dá)2000），底層混凝土框架結(jié)構(gòu)（尤其是西北部的5根柱子，圖3）的承載性能迅速惡化，導(dǎo)致該建筑西北端區(qū)域約3000m2的建筑突然坍塌，最終造成了20名消防官兵殉職、11名消防隊(duì)員和4名新聞?dòng)浾呤軅奶卮蠡馂?zāi)和房屋坍塌事故。因此，為了減少火災(zāi)對(duì)人民生命和財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重危害，混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)在遭遇火圖3 衡州大廈一樓平面災(zāi)的一定時(shí)間內(nèi)保持足夠的剛度、承載力和完整性，以便有效地發(fā)揮建筑物的承重和支撐作用，保證室內(nèi)人員能夠安全地撤離火場(chǎng)和消防人員進(jìn)行滅火等活動(dòng)。2火災(zāi)對(duì)鋼筋混凝土材料的影響火災(zāi)時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)歷溫度升高直至最高溫度，然后降低至常溫的過(guò)程。按照不同階段對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力要求，設(shè)計(jì)

24、時(shí)需要考慮在火災(zāi)中和火災(zāi)后溫度對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響。（1）混凝土在高溫下的力學(xué)特性火災(zāi)高溫將使得混凝土材料的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和彈性模量產(chǎn)生嚴(yán)重的衰減，具體影響規(guī)律已在本書第二章第四節(jié)作過(guò)介紹，在此不再贅言。 (2) 鋼在高溫下的力學(xué)特性a. 鋼在高溫下的彈性模量和泊松比鋼材的彈性模量E和泊松比是結(jié)構(gòu)性狀變化的敏感參數(shù)。鋼材的彈性模量隨溫度升高而降低，具體表現(xiàn)為：在0600范圍內(nèi)，彈性模量隨溫度升高而逐漸降低；當(dāng)超過(guò)600后，其隨溫度升高而顯著下降。鋼的泊松比在室溫時(shí)約為0.29，500為0.30，750為0.34。b. 鋼在高溫下本構(gòu)關(guān)系鋼材在高溫下的強(qiáng)度與鋼材的冶煉爐種、鋼號(hào)、冶煉方法等有關(guān)

25、。對(duì)于普通熱軋鋼筋，當(dāng)溫度小于300時(shí)，其屈服強(qiáng)度降低不到10%，而當(dāng)溫度升高到600時(shí)，其屈服強(qiáng)度只剩下常溫時(shí)的50%左右，屈服臺(tái)階亦隨溫度的升高逐漸消失，如圖4所示。對(duì)于冷拔鋼絲或鋼絞線，當(dāng)受火溫度達(dá)到200以上時(shí)，其極限強(qiáng)度的降低更加明顯；而對(duì)于高強(qiáng)合金鋼筋，在200300之間，強(qiáng)度反而隨溫度有所提高，隨后同冷拔鋼筋呈同一趨勢(shì)下降。 圖4 高溫下鋼筋的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系(3) 高溫對(duì)鋼筋與混凝土粘結(jié)性能的影響鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力反映鋼筋與混凝土界面相互作用的能力，通過(guò)粘結(jié)作用來(lái)傳遞兩者的應(yīng)力和協(xié)調(diào)變形。鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力主要組成部分為：鋼筋與水泥膠體的吸附和粘著力，約占總粘結(jié)力的1

26、0%；混凝土在鋼筋環(huán)向方向的收縮、鋼筋微彎或直徑不均勻所產(chǎn)生的摩阻力，約占總粘結(jié)力的1520%；混凝土與鋼筋接觸表面上凹凸不平的機(jī)械咬合力，約占總粘結(jié)力的75%。在高溫作用下，由于鋼筋和混凝土之間的差異變形增大，接觸面上的剪應(yīng)力隨之增大，加上混凝土抗壓強(qiáng)度降低和混凝土內(nèi)部產(chǎn)生裂縫等原因，從而使鋼筋與混凝土的粘結(jié)力逐漸降低，直至完全破壞。鋼筋與混凝土粘結(jié)性能隨溫度的變化關(guān)系如圖5所示?；馂?zāi)引起混凝土結(jié)構(gòu)材料的這些性能退化，將直接引起結(jié)構(gòu)抵抗力的降低。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以通過(guò)基于已退化的材料性能指標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體分析，驗(yàn)算各階段結(jié)構(gòu)的抗力；通過(guò)設(shè)計(jì)方案的調(diào)整來(lái)減少火災(zāi)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響，提高

27、結(jié)構(gòu)的抗火能力。而由于發(fā)生火災(zāi)時(shí)的不同著火位置，迎火面與背火面存在較大的溫度分布差異，在混凝土體內(nèi)會(huì)引起不均勻的應(yīng)變分布場(chǎng)，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生復(fù)雜的附加應(yīng)力場(chǎng)。這同樣也會(huì)降低結(jié)構(gòu)的抗力，也應(yīng)通過(guò)分析來(lái)確定其影響，以便調(diào)整方案提高抗火能力。圖5 高溫下鋼筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度二、混凝土結(jié)構(gòu)的高溫?fù)p傷問(wèn)題對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)而言，火災(zāi)將產(chǎn)生一個(gè)復(fù)雜的、不均勻的溫度升高與下降過(guò)程。火災(zāi)的高溫作用對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成的損傷，可以從溫變引起的應(yīng)變場(chǎng)、高溫引起材性退化以及體變形作用受到約束造成附加應(yīng)力等幾方面進(jìn)行分析。這些因素的存在改變了混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)與抗力機(jī)理，因而會(huì)出現(xiàn)與常溫結(jié)構(gòu)不同的破壞模式。1. 內(nèi)

28、部不均勻溫度場(chǎng)由于混凝土的熱傳導(dǎo)系數(shù)很小，受火后，結(jié)構(gòu)的迎火表面溫度迅速升高，而內(nèi)部的溫度增長(zhǎng)緩慢，因此形成了不均勻的溫度場(chǎng)，其中表面的溫度變化梯度較大。隨著火災(zāi)時(shí)間的延續(xù)，構(gòu)件的這種溫度場(chǎng)也在不斷變化，它取決于火災(zāi)的溫度-時(shí)間過(guò)程、構(gòu)件的形狀與尺寸以及混凝土材料的熱工性能等。研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)的初始內(nèi)力狀態(tài)、變形和細(xì)微裂縫等對(duì)其溫度場(chǎng)的影響極小。但是，結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)由于改變混凝土內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)，它對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形、裂縫擴(kuò)展和承載力等產(chǎn)生很大的影響。2.材料性能的嚴(yán)重惡化經(jīng)歷火災(zāi)后，在高溫時(shí)以及降溫后，混凝土和鋼筋各自的強(qiáng)度、彈性模量以及混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力銳減，在同樣的荷載作用下結(jié)構(gòu)變形猛增。

29、在高溫作用下，混凝土還出現(xiàn)開裂、酥松和邊角崩裂等外觀損傷現(xiàn)象，且隨溫度的升高這種截面削弱漸趨嚴(yán)重。這是混凝土構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的高溫承載力與耐火極限嚴(yán)重下降的主要原因。3.構(gòu)件截面應(yīng)力和結(jié)構(gòu)內(nèi)力的重分布發(fā)生火災(zāi)后的任意時(shí)刻，構(gòu)件截面會(huì)存在不均勻的溫度場(chǎng)，它將產(chǎn)生不均勻的溫度變形。截面的高溫區(qū)受到相鄰的非高溫構(gòu)件的約束，將引起截面的應(yīng)力重分布。對(duì)大多數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)超靜定性，溫度變形還將受到支座和節(jié)點(diǎn)的約束，繼而會(huì)產(chǎn)生劇烈的內(nèi)力重分布。隨著溫度的變化和時(shí)間的延續(xù)，混凝土結(jié)構(gòu)將形成一個(gè)連續(xù)變化的內(nèi)力重分布過(guò)程，并最終導(dǎo)致出現(xiàn)與常溫結(jié)構(gòu)不同的破壞機(jī)構(gòu)和形態(tài)，影響結(jié)構(gòu)的高溫極限承載力。第三節(jié) 混凝土

30、結(jié)構(gòu)耐火與高溫試驗(yàn)技術(shù)一、建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)1建筑構(gòu)件的耐火類別混凝土構(gòu)件多種多樣，但從其耐火性來(lái)分，主要包括分隔構(gòu)件、承重構(gòu)件以及具有承重和分隔雙重作用的承重分隔構(gòu)件。對(duì)分隔構(gòu)件，如隔墻、吊頂、門窗等，當(dāng)構(gòu)件失去完整性或絕熱性時(shí)，構(gòu)件達(dá)到其耐火極限，即此類構(gòu)件的耐火極限由完整性和絕熱性兩個(gè)條件共同控制。對(duì)承重構(gòu)件，如梁、柱、屋架等，此類構(gòu)件不具備隔斷火焰和過(guò)量熱傳導(dǎo)功能，所以由失去穩(wěn)定性單一條件來(lái)控制承重構(gòu)件是否達(dá)到其耐火極限。對(duì)承重分隔構(gòu)件，如承重墻、樓板、屋面板等，此類構(gòu)件具有承重兼分隔的功能，所以當(dāng)構(gòu)件在試驗(yàn)中失去穩(wěn)定性或完整性或絕熱性任何一條時(shí)，構(gòu)件即達(dá)到其耐火極限?？梢?，它的耐火極

31、限由三個(gè)條件共同控制。對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行耐火試驗(yàn)的目的是為了確定這些構(gòu)件抵抗火燒的能力，即構(gòu)件的耐火性能。為檢驗(yàn)混凝土結(jié)構(gòu)的耐火極限，需要按照標(biāo)準(zhǔn)的方法與程序進(jìn)行耐火試驗(yàn)。對(duì)于不同種類的混凝土構(gòu)件，要采取各自不同的試驗(yàn)裝置。2建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)條件構(gòu)件在受火作用時(shí)的實(shí)際性能與其經(jīng)受的溫度歷程、荷載與約束條件等因素有關(guān)。為了具有可比性，需要按照這些標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件進(jìn)行試驗(yàn)。建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法（GB/T 99781999）規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)應(yīng)遵守的升溫條件、壓力條件、加載條件、約束條件、受火條件和試件要求。只有這樣，所得耐火極限才是可靠的。（1）升溫條件耐火試驗(yàn)采用明火加熱，使試件受到與實(shí)際火災(zāi)相似的火

32、焰作用。試驗(yàn)時(shí)，爐內(nèi)溫度的上升隨時(shí)間而變化，按下式控制； （1）式中，t是升溫時(shí)間（min），是t時(shí)刻的爐溫（）；是爐內(nèi)初始溫度（），應(yīng)在540范圍內(nèi)。由式（l）繪制的曲線稱為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間-溫度曲線（如圖1）。目前，世界上大多數(shù)國(guó)家都采用這條曲線來(lái)進(jìn)行建筑構(gòu)件的耐火性試驗(yàn)。在試驗(yàn)中，由于操作及自動(dòng)控制水平等多方面的原因，要使?fàn)t溫完全按標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間-溫度曲線升溫是有困難的。定義爐溫偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度曲線的偏差值為： （2）式中，A為實(shí)際平均爐溫曲線下的面積，為標(biāo)準(zhǔn)溫度曲線下的面積。這兩個(gè)面積采用數(shù)值計(jì)算方法，其中時(shí)間間隔應(yīng)符合：在試驗(yàn)開始10min內(nèi)不超過(guò)1min，在1030min內(nèi)不超過(guò)2min，在30mi

33、n以后不超過(guò)5min。對(duì)于實(shí)際溫度曲線偏離標(biāo)準(zhǔn)曲線的程度，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：當(dāng)10min時(shí)，15%；當(dāng)1030min時(shí)，10%；當(dāng)30min時(shí)，5%。除爐溫按式（1）升溫外，還盡可能保持爐內(nèi)溫度均勻一致。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在試驗(yàn)開始10min后的任何時(shí)刻，爐溫單點(diǎn)最大偏差不應(yīng)大于100。（2）壓力條件為了在爐內(nèi)與構(gòu)件背火面之間形成一個(gè)壓力差，以便觀測(cè)試件的完整性是否被破壞，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了爐內(nèi)的壓力條件。試驗(yàn)開始5min后，爐內(nèi)應(yīng)達(dá)到以下規(guī)定的正壓條件：a水平構(gòu)件在試件底面以下100mm 處的水平面上，爐壓為15Pa5Pa；b垂直構(gòu)件在爐內(nèi)3m高度，離試件表面100mm處，爐壓為15Pa5Pa。試驗(yàn)開始

34、10min 后，爐內(nèi)應(yīng)達(dá)到以下規(guī)定的正壓條件：a水平構(gòu)件在試件底面以下100mm 處的水平面上，爐壓為17Pa3Pa；b垂直構(gòu)件在爐內(nèi)3m高度，離試件表面100mm處，爐壓為17Pa3Pa。（3）加載條件加載的大小，可按下述三種情況選定：試件的工作荷載，試件的設(shè)計(jì)荷載，根據(jù)試件材料的實(shí)測(cè)力學(xué)性能和由現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法確定的試驗(yàn)荷載。由于工作荷載、設(shè)計(jì)荷載和試驗(yàn)荷載是有差別的，所以實(shí)際加載應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中予以注明。構(gòu)件的試驗(yàn)荷載，應(yīng)在試驗(yàn)前一次加足，并在試驗(yàn)過(guò)程中保持其大小及方向不變。對(duì)于不同的構(gòu)件，應(yīng)分別按下述型式加載：a. 墻垂直加載。荷載沿著試件的整個(gè)寬度，通過(guò)加載梁均勻施加或用千斤頂在選定的各點(diǎn)

35、上施加。b. 梁垂直加載。在梁的計(jì)算跨度的1/8、3/8、5/8、和7/8 處四點(diǎn)加載，加載點(diǎn)的最小間距為1m。荷載應(yīng)通過(guò)荷載分配板傳遞到梁上，分配板的寬度不超過(guò)100mm。c. 柱垂直加載。中心受壓柱，應(yīng)沿試件軸線方向加載；偏心受壓柱，應(yīng)采用偏心加載或偏心加載與軸心加載相結(jié)合的方法進(jìn)行加載。d. 樓板、屋頂均勻加載，其任何單點(diǎn)的荷載不應(yīng)超過(guò)總荷載的10。如果必須模擬集中荷載，則加載頭與樓板或屋頂表面之間的接觸面積分別不得大于400cm2 或總表面積的16。（4）構(gòu)件的約束及邊界條件對(duì)于非承重構(gòu)件，當(dāng)構(gòu)件實(shí)際使用中不受邊緣約束時(shí)，則在試驗(yàn)中試件邊緣用無(wú)約束作用的材料密封；當(dāng)構(gòu)件實(shí)際使用中受邊緣

36、約束時(shí)，則在試驗(yàn)中試件邊緣應(yīng)能反映實(shí)際使用情況。對(duì)于承重構(gòu)件，應(yīng)能反映實(shí)際情況。如梁兩端可做成鉸支、固定或彈性連接。（5）受火條件a. 墻一面受火；b. 梁兩側(cè)和底部三面受火；c. 柱垂直方向的所有面受火；d. 樓板、吊頂與屋頂下面受火。（6）試件要求試件所用的材料、制作工藝、拼接與安裝方法，應(yīng)足以反映相應(yīng)構(gòu)件在實(shí)際使用中的情況。構(gòu)件在使用中如有接縫或接點(diǎn)，則在試驗(yàn)中應(yīng)該反映。如果接縫或接點(diǎn)的距離大于3m，試件就至少要包括一個(gè)垂直接縫和一個(gè)水平接縫。同時(shí)，在同一試件上，不允許有不同的接縫方式，應(yīng)按每種接縫方式作相應(yīng)的試驗(yàn)。墻上如果設(shè)有電器盒、穿管、電纜等輔助裝置時(shí)，則應(yīng)包括在試件之中。為使試驗(yàn)

37、能夠進(jìn)行而做的安裝型式的修改，應(yīng)對(duì)試件無(wú)重大影響，并應(yīng)對(duì)修改作詳細(xì)說(shuō)明。試件應(yīng)與實(shí)際使用的尺寸相同。如果構(gòu)件大于試驗(yàn)爐所能容納的尺寸，則該試件在爐內(nèi)暴露部分的尺寸不應(yīng)小于下列規(guī)定：a墻高3m、寬3m；b梁計(jì)算跨度4m；c柱高3m；d樓板、吊頂與屋頂長(zhǎng)4m、寬3m。試件數(shù)量為1個(gè)，按實(shí)際約束/邊界條件進(jìn)行試驗(yàn)，但通常情況也可按無(wú)約束/邊界進(jìn)行試驗(yàn)：a. 墻兩側(cè)都要求耐火的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)分別對(duì)兩側(cè)進(jìn)行試驗(yàn)。如果預(yù)先能夠確定其中一側(cè)為耐火薄弱面，也可只對(duì)薄弱面進(jìn)行一次試驗(yàn)；b.梁按實(shí)際約束條件進(jìn)行試驗(yàn)，通常情況下按無(wú)約束條件處理；c.柱按實(shí)際約束條件進(jìn)行試驗(yàn)；d.樓板、吊頂與屋頂按實(shí)際約束條件進(jìn)

38、行驗(yàn)證，通常情況按無(wú)約束條件處理。試驗(yàn)時(shí)，構(gòu)件強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。由于含水率會(huì)影響構(gòu)件內(nèi)熱傳導(dǎo)，所以試驗(yàn)時(shí)構(gòu)件濕度應(yīng)與實(shí)際使用的構(gòu)件狀態(tài)相近。對(duì)濕法生產(chǎn)的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行干燥，干燥溫度應(yīng)低于構(gòu)件使用材料的臨界溫度，且不能改變組合材料的性質(zhì)。厚度小于20mm的濕法生產(chǎn)的構(gòu)件，干燥時(shí)間不得少于4周，且厚度每增加10mm，干燥時(shí)間另增加1周。3建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)裝置建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)裝置，包括耐火試驗(yàn)爐、燃燒系統(tǒng)、加載設(shè)備、測(cè)溫儀器、測(cè)壓儀器、變形測(cè)試儀器以及試驗(yàn)框架等。（1）耐火試驗(yàn)爐耐火試驗(yàn)爐是建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)的主體設(shè)備，應(yīng)滿足試件的最小尺寸、升溫條件、壓力條件以及便于試件安裝與試驗(yàn)觀測(cè)等要求。根據(jù)建筑

39、構(gòu)件的不同形式，試驗(yàn)爐有如下三種型式： a. 墻爐（圖6）用于各類墻體、門窗等構(gòu)件的耐火試驗(yàn)。它象一個(gè)狹窄的房間，后面及兩側(cè)的墻固定，前面敞開便于安裝試件。b. 柱爐專門用于柱子的耐火試驗(yàn)，建造的形式多樣。如英國(guó)保險(xiǎn)商協(xié)會(huì)研究所的柱爐是對(duì)開式的，它由兩個(gè)半圓形的爐體組成，一半固定，另一半下面裝有輪子，可在軌道上移動(dòng)。向柱加載的壓力機(jī)活塞安在爐座上面，由下向上加壓。c. 梁板爐用于樓板、屋面板、梁、吊頂?shù)葮?gòu)件的耐火試驗(yàn)。它四周固定，爐蓋可移動(dòng)更換，便于安裝不同類型的構(gòu)件。圖6 墻爐平面示意圖（2）燃燒系統(tǒng)構(gòu)件耐火試驗(yàn)時(shí)，所耗熱量是由燃燒系統(tǒng)燃燒油料提供的。燃燒系統(tǒng)的功能直接影響到爐內(nèi)升溫條件和爐

40、內(nèi)溫度的均勻性。a. 燃料的選擇：燃燒爐內(nèi)要模擬火災(zāi)的燃燒狀況。既要明火燃燒，又要按標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線升溫，所以對(duì)燃料要求比較嚴(yán)格。天燃?xì)?、煤氣等氣體燃料，便于控制和調(diào)節(jié)，易于同空氣混合，燃燒充分，煙塵少，對(duì)大氣污染小，是耐火試驗(yàn)的理想燃料。在條件允許時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用這類燃料。當(dāng)無(wú)條件選用氣體燃料時(shí)，輕柴油也可選用。但其凝固點(diǎn)，要低于冬天室內(nèi)最低氣溫，否則，燃油可能會(huì)在油管中凝固，有礙于試驗(yàn)進(jìn)行。b. 噴嘴的設(shè)置：噴嘴是把燃料噴入爐內(nèi)燃燒的關(guān)鍵組件。燃料和壓力空氣在此充分混合，以霧狀噴入爐內(nèi)燃燒。為了滿足爐內(nèi)升溫迅速、溫度均勻、便于調(diào)節(jié)的要求，噴嘴應(yīng)小而多，且噴口要互相錯(cuò)開。c. 爐溫控制: 由于標(biāo)準(zhǔn)

41、溫度曲線升溫快，尤其在開始30min內(nèi)升溫更快，而且在試驗(yàn)中升溫速度還不斷變化，試驗(yàn)因此要對(duì)升溫加以控制。爐溫控制的方法主要是通過(guò)增減燃燒噴嘴的數(shù)量，調(diào)節(jié)噴嘴的油壓及風(fēng)壓，調(diào)整煙道閘板的位置。（3）加載設(shè)備加載設(shè)備可采用液壓方式、機(jī)械方式或荷重塊方式，它們應(yīng)滿足下列要求：a加載設(shè)備應(yīng)能模擬均布荷載、集中荷載、軸心荷載和偏心荷載：b試驗(yàn)期間，試驗(yàn)荷載的大小、方向應(yīng)保持穩(wěn)定不變；c設(shè)備本身變形不應(yīng)對(duì)試件變形測(cè)量、熱電偶絕緣墊的使用產(chǎn)生影響；d測(cè)量設(shè)備應(yīng)不影響試件背火面的空氣流通和冷卻以及妨礙其他項(xiàng)目的測(cè)量、觀察和操作。（4）測(cè)溫儀器a. 爐內(nèi)溫度測(cè)量采用絲徑為0.751.00mm 的熱電偶，其熱端

42、伸出套管的長(zhǎng)度不少于25mm。試驗(yàn)開始時(shí)，熱電偶的熱端與試件受火面的距離應(yīng)為10010mm；試驗(yàn)過(guò)程中，上述距離應(yīng)控制在50150mm 之內(nèi)。熱電偶應(yīng)保持良好的工作狀態(tài)，累計(jì)使用20h后，應(yīng)使用熱電偶校驗(yàn)機(jī)校驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)溫度、單點(diǎn)溫度、平均溫度以及偏差溫度應(yīng)能隨時(shí)顯示。b. 試件背火面溫度測(cè)量采用絲徑為0.5mm 的熱電偶，其熱端應(yīng)與直徑為12mm、厚度為0.2mm 的圓形銅片的圓心焊接。銅片用長(zhǎng)、寬均為30mm、厚度為2.00.5mm 的石棉襯墊或類似材料覆蓋，該材料的密度為900100kg/m3、導(dǎo)熱系數(shù)為0.1170.143W/(m.K)。石棉襯墊或類似材料可用耐熱膠粘貼在試件表面

43、上，但銅片與試件表面之間不應(yīng)有任何殘留膠漿。熱電偶產(chǎn)生的電信號(hào)可經(jīng)溫度變送器或直接送到記錄儀或計(jì)算機(jī)，試驗(yàn)過(guò)程中，平均溫度、單點(diǎn)溫度應(yīng)能隨時(shí)顯示。c. 試件內(nèi)部溫度測(cè)量采用與被測(cè)溫度范圍相適應(yīng)的熱電偶。應(yīng)把熱電偶安裝在試件內(nèi)部選定的部位，但不能因此影響試件的性能。熱電偶的熱端應(yīng)保證有50mm 以上的一段處于等溫區(qū)內(nèi)。（5）爐壓測(cè)試儀器可采用壓力傳感器。傳感器應(yīng)能準(zhǔn)確測(cè)量靜壓頭，不應(yīng)布置在易受火焰或煙氣直接沖擊的地方。爐內(nèi)壓力可通過(guò)控制通風(fēng)和調(diào)節(jié)煙道閘板來(lái)調(diào)節(jié)。（6）試件變形測(cè)試儀器可采用機(jī)械、力學(xué)、光學(xué)或電子技術(shù)方式測(cè)量。（7）儀器、設(shè)備精度a. 溫度測(cè)量設(shè)備：爐內(nèi)溫度，15；試件背火面溫度，

44、4；試件內(nèi)部溫度，10；b. 爐壓測(cè)量設(shè)備：3Pa；c. 荷載測(cè)量設(shè)備：應(yīng)加荷載值的2.5；d. 時(shí)間測(cè)量設(shè)備：2s；e. 試件變形測(cè)量設(shè)備：軸向收縮或膨脹，0.5mm；其他變形，2mm；f. 試件縫隙測(cè)量探棒：直徑6mm的，0.1mm；直徑25mm的，0.2mm。4建筑構(gòu)件的耐火試驗(yàn)程序（1）試件設(shè)計(jì)、安裝、加荷試件的安裝應(yīng)滿足約束及邊界條件和受火條件，并應(yīng)滿足最小尺寸限制。承重構(gòu)件應(yīng)至少在試驗(yàn)開始前15min加荷到試驗(yàn)值，并保持恒定不變。如采用自動(dòng)調(diào)節(jié)方法維持荷載的恒定，該系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)入工作狀態(tài)。在試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)試件出現(xiàn)變形時(shí)，應(yīng)具有快速響應(yīng)能力，以保持荷載恒定不變。如果試驗(yàn)結(jié)束時(shí)試件尚未破壞

45、，應(yīng)立即卸荷。（2）試驗(yàn)的開始與結(jié)束試驗(yàn)開始之前，應(yīng)檢查熱電偶記錄下來(lái)的環(huán)境溫度。當(dāng)試驗(yàn)爐內(nèi)接近試件中心的熱電偶記錄到50時(shí)，便可將該時(shí)刻作為試驗(yàn)的開始時(shí)間；同時(shí)所有手動(dòng)及自動(dòng)測(cè)量觀察系統(tǒng)都應(yīng)開始工作。試驗(yàn)應(yīng)按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行測(cè)量和記錄。當(dāng)試件達(dá)到耐火極限的判定條件時(shí)，試驗(yàn)應(yīng)立即終止。但當(dāng)試驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證構(gòu)件的耐火極限是否能達(dá)到某個(gè)給定值，雖沒(méi)出現(xiàn)判定條件所指出的狀態(tài)，但已達(dá)到給定的時(shí)間時(shí)，試驗(yàn)也可結(jié)束。（3）測(cè)量與觀察a. 爐內(nèi)溫度的測(cè)量溫度測(cè)量應(yīng)連續(xù)進(jìn)行或每隔2min測(cè)量一次。熱電偶的布設(shè)規(guī)定如下：對(duì)水平或垂直分隔構(gòu)件試件，表面1.5m2范圍內(nèi)至少有一個(gè)熱電偶，熱電偶總數(shù)不得少于5個(gè)；對(duì)橫梁，在

46、每隔1m長(zhǎng)度上至少有2個(gè)熱電偶，熱電偶總數(shù)不得少于6個(gè)；對(duì)柱子，在每隔lm高度上至少有1個(gè)熱電偶，熱電偶總數(shù)不得少于6個(gè)，呈螺旋形布置。b. 試件背火面溫度測(cè)量溫度應(yīng)連續(xù)測(cè)量或每隔2min進(jìn)行一次。熱電偶按下述規(guī)定布置：水平或垂直分隔構(gòu)件，熱電偶數(shù)量不得少于5 個(gè)，其中一個(gè)設(shè)在試件的中心，其余分設(shè)在試件各四分之一部位的中心。熱電偶應(yīng)距離接縫、邊緣、螺栓、螺釘頭以及金屬連接件至少50mm。對(duì)于瓦垅或肋形結(jié)構(gòu)，熱電偶的數(shù)目可以增加，最厚處和最薄處的熱電偶數(shù)目應(yīng)相同，但試件槽溝或凸脊的尺寸應(yīng)滿足熱電偶與該試件表面完全接觸。背火面的平均溫升計(jì)算時(shí)，如有某個(gè)熱電偶失靈，可用其余平均值。c. 試件內(nèi)部溫度

47、測(cè)量測(cè)量應(yīng)按前述有關(guān)規(guī)定連續(xù)進(jìn)行或每隔2min進(jìn)行一次。d. 爐內(nèi)壓力測(cè)量測(cè)量應(yīng)連續(xù)進(jìn)行或每隔2min測(cè)量一次。e. 試件變形的測(cè)量從加載開始至試驗(yàn)結(jié)束，試件變形應(yīng)連續(xù)測(cè)量。對(duì)墻，測(cè)量其中心點(diǎn)水平方向的變形值；對(duì)板，測(cè)量其中心點(diǎn)垂直方向的變形值；對(duì)梁，測(cè)量其跨中垂直變形值；對(duì)柱，測(cè)量其軸向變形值。f. 試件完整性的測(cè)量在試驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)試件有火焰和氣體在孔洞或其他空隙出現(xiàn)時(shí)，都應(yīng)在這些出現(xiàn)處用棉墊進(jìn)行測(cè)量。棉墊與試件之間保持2030mm的距離，并應(yīng)將棉墊中心靠近裂紋，測(cè)量時(shí)間1030s。如果棉墊前一次使用時(shí)已經(jīng)吸潮或被燒焦，就不應(yīng)再使用。棉墊尺寸為長(zhǎng)100mm、寬100mm、厚30mm。棉墊應(yīng)由新的、未染色的柔軟棉纖維制成，不應(yīng)混有人造纖維，其重量為34g。棉墊使用前應(yīng)先放入1055的干燥箱中，干燥時(shí)間不得少于30min。干燥后在干燥箱內(nèi)存放24h。在