Thermophysical characteristic of concrete, shotcrete and fiber-reinforced shotcrete in conditions of hydrocarbon fire

Currently, the production of works associated with the construction, repair or restoration of the supporting and enclosing structures of buildings and structures, increasing use is the method of shotcrete. Compared to traditional concrete shotcrete has a high mechanical strength, frost resistance, water resistance, better adhesion to the surface of the structure. Having the ability to successfully work in tension, bending and shock loads in comparison from the traditional concrete, including heavy, shotcrete can be widely used in the construction of a fence of vertical steel tanks for storage of oil and oil products, especially when it is necessary for arrangement of enclosing walls with a visor reflecting the wave, calculated on hydrodynamic loads from the fluid flow, resulting in possible total destruction of the tank. However, to be able to use of shotcrete or fiber-reinforced shotcrete in the construction of fences for tanks, it’s needed to know their behavior in the conditions of a hydrocarbon fire regime, so it is necessary data on thermophysical characteristics such concretes in the temperature range from 25 to 1100 °C. To find thermophysical characteristics of samples of heavy concrete, shotcrete and fiber-reinforced shotcrete in conditions the impact of high temperatures methods of simultaneous thermal analysis and laser flash were used. As result by research there were obtained experimental data on changes of density, specific heat capacity and thermal diffusivity in the samples from the temperature and corresponding calculated dependence of change of coefficient of thermal conductivity. As a result of processing of experimental data by regression analysis, is the empirical dependence for determination of these thermophysical characteristics. By results of processing of experimental data by regression analysis there are obtained the empirical dependences for determination of the above thermophysical characteristics. The research results can be used to determine the fire-resistance of building structures, which are made using the considered types of concrete, including the construction of fences, tanks for storage of oil and oil products.

бетон, торкрет-бетон, торкрет-фибробетон, теплотехнические свойства, углеводородный пожар, метод синхронного термического анализа, метод лазерной вспышки, concrete, shotcrete, fiber-reinforced shotcrete, thermophysical characteristics, hydrocarbon fire, simultaneous thermal analysis method, laser flash technique

1. Руководство по применению торкрет-бетона при возведении, ремонте и восстановлении строительных конструкций зданий и сооружений. -М. : ОАО “ЦНИИПромзданий”, 2007.

2. Емельянова Т. А., Денисова А. П. Тенденции развития и перспективы применения метода торкретирования // Промышленное и гражданское строительство. -2007. -№ 12. -С. 48-50.

3. Дидевич А. Фибробетоны: новый взгляд на традиционный композит // Технологии бетонов.- 2011. -№ 11-12.-С. 72-74.

4. Швырков С. А. Пожарный риск при квазимгновенном разрушении нефтяного резервуара : монография. -М. : Академия ГПС МЧС России, 2015. -289 с.

5. Швырков С. А., Юрьев Я. И. Температурный режим пожара для определения предела огнестойкости ограждающих стен нефтяных резервуаров // Технологии техносферной безопасности : интернет-журнал.-2016.-Вып. 4(68).-7 с. URL: http://ipb.mos.ru/ttb/2016-4/2016-4.html (дата обращения: 15.09.2016).

6. Еналеев Р. Ш., Димухаметов Р. Р., Тучкова О. А., Харитонова О. Ю. Моделирование огнестойкости бетона при высокоинтенсивном нагреве // Вестник Казанского технологического университета. -2012.-Т. 15, № 10. -С. 88-95.

7. Гравит М. В. Огнестойкость строительных конструкций в европейских и российских стандартах // Стандарты и качество. -2014.-№ 2(919).-С. 36-37.

8. Raj P. K. Large hydrocarbon fuel pool fires: Physical characteristics and thermal emission variations with height // Journal of Hazardous Materials.-2007.-Vol. 140, Issue 1-2.-P. 280-292. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2006.08.057.

9. Muсoz M., Planas E., Ferrero F., Casal J. Predicting the predicting the emissive power of hydrocarbon pool fires // Journal of Hazardous Materials. - 2007. - Vol. 144, Issue 3. - P. 725-729. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2007.01.121.

10. Лыков А. В. Теория теплопроводности : учебное пособие.-М. : Высшая школа, 1967.-600 с.

11. NETZSCH-Анализ и тестирование. URL: https://www.netzsch-thermal-analysis.com/ru/ (дата обращения: 10.09.2016).

12. Shanath Amarasiri A. Jayaweera, Erich Robens. Some aspects on the history of thermal analysis // AnnalesUMCSChemia.- 2012.-Vol. 67, Issue 1-2.-P. 1-29. DOI: 10.2478/v10063-012-0001-x.

13. Шаталова Т. Б., Шляхтин О. А., Веряева Е. А. Термические методы анализа.-М. : МГУ, 2011. - 72 с.

14. Ключников В. Ю., Дашко Л. В., Довбня А. В., Плотникова Г. В. Применение методов термического анализа при производстве пожарно-технических экспертиз // Пожаровзрывобезопасность. -2012. -Т. 21, № 7. -С. 47-51.

15. Дашко Л. В., Синюк В. Д., Плотникова Г. В. Экспертное исследование цементного камня после высокотемпературного воздействия // Пожаровзрывобезопасность.-2015.-Т. 24,№12.- С. 22-32. DOI: 10.18322/PVB.2015.24.12.22-32.

16. Lua J., O’Brien J., Key C. T.,WuY., Lattimer B. Y.Atemperature and mass dependent thermal model for fire response prediction of marine composites // Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. -2006.-Vol. 37, No. 7. -P. 1024-1039. DOI: 10.1016/j.compositesa.2005.01.034.

17. Рубан А. И., Кузнецов А. В. Методы обработки экспериментальных данных : учебное пособие.- Красноярск, 2008.-80 с. URL: http://ikit.edu.sfu-kras.ru/files/17/lab/lab.pdf (дата обращения: 01.09.2016).