Гаращенко Анатолий Никитович, д-р техн. наук, доцент, директор по науке
107564, г. Москва, ул. Краснобогатырская, 42, стр. 1
Anatoliy N. Garashchenko, Dr. Sci. (Eng.), Assistant Professor, Science Director
Krasnobogatyrskaya St., 42, bld. 1, Moscow, 107564
Антонов Сергей Порфирьевич, соискатель на ученую степень кандидата наук
129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4
Sergey P. Antonov, Applicant for the Degree of Candidate of Sciences
Borisa Galushkina St., 4, Moscow, 129366
Данилов Андрей Игоревич, генеральный директор
191002, г. Санкт-Петербург, ул. Марата, 51
Andrey I. Danilov, Director
Marata St., 51, Saint-Petersburg, 191002
Павлов Владимир Валерьевич, начальник сектора огнестойкости конструкций
РИНЦ ID: 760824
143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12
Vladimir V. Pavlov, Head of Sector
VNIIPO, 12, Balashikha, Moscow Region, 143903
Новиков Николай Сергеевич, научный сотрудник сектора огнестойкости конструкций
РИНЦ ID: 942702
143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12
Nikolay S. Novikov, Resercher
ID RISC: 942702
VNIIPO, 12, Balashikha, Moscow Region, 143903
Введение. Рассмотрена проблема предотвращения взрывообразной потери целостности бетона и обеспечения требуемой огнестойкости железобетонных конструкций. Ее актуальность обусловлена недостаточным объемом как огневых испытаний таких конструкций под нагрузкой, так и теплотехнических расчетов, необходимых для объективного анализа их результатов.
Цель и задачи. Обоснование выбора эффективных способов предотвращения взрывообразной потери целостности бетона и обеспечения заданной огнестойкости конструкций. Для этого организовано проведение серии огневых испытаний железобетонных колонн и плит перекрытия при наличии и отсутствии полипропиленовой микрофибры в составе бетона и при использовании конструктивной огнезащиты, а также обеспечено проведение теплотехнического анализа полученных результатов.
Методы. Оценивалась огнестойкость натурных образцов колонн и плит по стандартизованной методике в ходе испытаний в огневой печи под нагрузкой с проведением дополнительных термопарных измерений, результаты которых использовались в ходе теплотехнического анализа. Анализ проводился с использованием методик и программ численных расчетов нестационарных температурных полей в конструкциях с огнезащитой в одномерной и двумерной постановке.
Результаты. Получены дополнительные данные огневых экспериментов при проведении испытаний под нагрузкой, подтверждающие эффективность введения в состав бетона микрофибры как средства для предотвращения взрывообразного разрушения колонн и плит из тяжелого бетона и обеспечения их высоких пределов огнестойкости (R 120 и R 150, при постоянной статической нагрузке). Продемонстрирована роль и особенности использования для этой цели конструктивной огнезащиты в виде плит «ПРОЗАСК Файерпанель» и штукатурки «ИГНИС ЛАЙТ». Приведены примеры, демонстрирующие целесообразность и эффективность проведения теплотехнических расчетов в одномерной и в двумерной постановке в качестве инструмента для анализа результатов проведенных испытаний. Показана возможность пересчета результатов измерений при экспериментах на другие условия, что необходимо для принятия обоснованных технических решений по огнестойкости железобетонных конструкций, подобных испытанным, а также по их рациональной огнезащите.
Выводы. Проведенные огневые эксперименты и результаты их тщательного теплотехнического анализа позволили получить значительный объем важной информации, необходимой для обеспечения заданной огнестойкости несущих железобетонных колонн и плит перекрытия и дальнейших путей развития данного важного направления экспериментальных и теоретических исследований. Продемонстрирована эффективность тепло-технических расчетов как инструмента для оценки параметров огнестойкости и огнезащиты железобетонных конструкций и возможность сокращения с их помощью количества дорогостоящих огневых испытаний.
Introduction. The authors focus on preventing the explosive spalling of concrete and the fireproofing of reinforced concrete structures. The relevance of this issue is explained by the insufficient number of fire tests of such structures under loading and thermal engineering calculations, needed for an objective analysis of testing results.
Goal and objectives. The authors analyze the results of a series of fire tests, involving concrete columns and slabs with and without polypropylene microfiber, if no fireproofing is applied, as well as the results of the same tests involving the same items fireproofed by plates or plaster.
Methods. The fire resistance of full-scale specimens of concrete was evaluated according to a standardized testing in a fire furnace under loading. It encompasses additional thermocouple measurements used to make a thermal engineering analysis. The analysis entailed both one- and two-dimensional problem formulations, methods and programmes for the numerical computation of non-stationary temperature fields in fireproof structures.
Results. New data, obtained in the course of the fire experiments, show the efficiency of the polypropylene microfiber used to prevent the explosive spalling of concrete. The fire resistance limit is R 120 and R 150 under constant static loading. The fire resistance limit of similar structures, fireproofed by PROSASK Firepanel plates or IGNIS LIGHT plaster, was demonstrated. The specimens show the efficiency of methods and programmes for the one- and two-dimensional numerical analysis of non-stationary temperature fields in fireproof structures. The calculation results are presented for various fireproofing options.
Conclusions. The testing results and their thermal analysis represent important items of information necessary to ensure the fire safety and the pre-set fire resistance of concrete structures under loading. They can also be used to outline the development pattern of this experimental and theoretical research project. The efficiency of thermal engineering calculations as a tool for evaluating fire protection parameters and the fire resistance of concrete structures is demonstrated, also as an option to reduce the number of expensive fire tests.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.