بتن یک مصالح ساختمانی ایده آل است که برای به دست آوردن بالاترین مقاومت سازه بتنی در برابر حریق و بهترین واکنش ممکن در صورت آتش سوزی در هر سازه ای مورد استفاده قرار می گیرد. بتن به عنوان یک مصالح ساختمانی، در بار آتش سوزی ساختمان ها نقشی ندارد. بدون استفاده از مواد محافظ اضافی، حفاظت در برابر آتش، عایق حرارتی ضروری را فراهم می کند و به عنوان مانعی در برابر گسترش آتش بین محفظه ها عمل می کند. در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی یا ساختمانی، استفاده از بتن ساخت و ساز مقاوم در برابر آتش آسان، قابل اعتماد و مقرون به صرفه را فراهم می کند.
مقاومت بتن در برابر آتش یکی از مهمترین خواصی است که در هنگام آتش سوزی از جان، اموال و محیط زیست محافظت می کند. این به طور موثر به تمام اهداف حفاظتی ایمنی و خدمات ساخت و ساز ساختمان پاسخ می دهد و همه از کاربران ساختمان، مالکان، مشاغل و ساکنان تا بیمه گذاران، تنظیم کننده ها و آتش نشانان سود می برد. چه برای ساختمانهای مسکونی، چه انبارهای صنعتی یا تونلسازی استفاده شود، میتوان بتن را طوری طراحی و مشخص کرد که حتی در شدیدترین شرایط آتشسوزی نیز مقاوم بماند. با استفاده از دستگاه بلوک زنی ، دستگاه جدول زنی و میکسر سیمان میتوانید محصولات اصولی و مقاوم از بتن و سیمان تولید نمایید.
در صورت وقوع هر آتش سوزی سه مورد زیر بسیار مهم است:
01. دمای آتش
02. سوخت آتش
03. مدت زمان آتش سوزی
در مقایسه با سایر مصالح، مقاومت بتن در برابر آتش بسیار بالاست و این به دلایل زیر است:
- بتن خود را نمی سوزاند و از این رو به بار آتش سوزی روی سازه کمک نمی کند
- به دلیل مقاومت بالای بتن در برابر آتش، از گسترش آتش بر خلاف چوب از ابتدا جلوگیری می شود
- بتن یک مانع آتش بسیار خوب است که راه های فرار آسان را با طراحی عملکردی مناسب تضمین می کند
- بتن ذوب نمی شود که در غیر این صورت گسترش آتش را افزایش می دهد یا باعث فروپاشی ساختمان می شود .
- بتن دود و گازهای سمی تولید نمی کند و در نتیجه خطرات را برای پرسنل و آتش نشانان در هنگام آتش سوزی کاهش می دهد.
- بتن آتش را در خود نگه می دارد و در نتیجه گسترش آن به اطراف را کاهش می دهد
- بتن به خودی خود به عنوان یک ماده محافظ آتش عمل می کند. از این رو، در شرایط عادی، هیچ اقدام، مصالح و تخصص اضافی در ساخت و ساز مورد نیاز نیست
- بتن دارای مقاومت بسیار بالایی در برابر دماهای شدید است که آن را به یک ماده ایده آل برای مسکن یا مکان های ذخیره سازی که حاوی بارهای آتش بزرگ هستند تبدیل می کند.
- بتن بدون ایجاد تغییر شکل های بزرگ و حرکت کلی سازه یا دهانه های منفرد، یکپارچگی سازه را در طول مراحل تولید و اطفاء حریق حفظ می کند و در نتیجه فرآیند اطفاء حریق را بدون ترس یا نگرانی از ریزش تسهیل می کند.
- با توجه به حرکات حرارتی کمتر در حین آتش سوزی، اطمینان حاصل می شود که سازه بی ثبات نمی شود و/یا فرو نمی ریزد و همچنین تضمین می شود که گسترش آتش را به دلیل از بین رفتن موانع بین محفظه ها محدود می کند.
- بتن تحت تأثیر آب پرتاب شده بر روی آن در هنگام آتش سوزی قرار نمی گیرد
- بتن را می توان به راحتی پس از آتش سوزی تعمیر کرد، بنابراین در زمان و هزینه ها در طول کارهای بازسازی پس از آتش سوزی صرفه جویی می شود و از این رو می توان به راحتی از سازه استفاده کرد.
- بتن مورد استفاده در تونل ها به عنوان مصالح روسازی بر خلاف آسفالت که ماده ای قابل اشتعال و پلاستیکی در هنگام آتش سوزی است، باعث عدم سرایت آتش به داخل تونل می شود. علاوه بر این، این واقعیت که بتن استحکام خود را حفظ می کند، امکان مداخله فوری در هنگام اطفاء حریق برای تخلیه پرسنل را بدون اجازه دادن به زمان برای خنک شدن روسازی فراهم می کند.
- بتن مورد استفاده در ساختمان ها در محیط های شهری از سرایت آتش به ساختمان های مجاور جلوگیری می کند.
مقاومت بتن در برابر حریق
عملکرد بتن در ساخت و ساز مقاوم در برابر آتش
دو جزء کلیدی بتن وجود دارد که وظیفه عملکرد عالی در آتش را بر عهده دارند:
- ابتدا خواص اساسی آن به عنوان مصالح ساختمانی
- دوم، عملکرد آن در یک ساختار
بتن ماده ای غیر قابل اشتعال است (نسوخته است) و میزان افزایش دما در سرتاسر مقطع کم است، به این معنی که در همه نوع سازه ها می توان از بتن بدون هیچ گونه حفاظت اضافی در برابر حریق استفاده کرد. بسیاری از انواع بتن بدون توجه به اینکه از نظر ساختاری معمولی یا سبک وزن هستند، یا به صورت بنایی بتنی یا بتن هوادهی خودکار تولید می شوند، دارای خواص مقاوم در برابر آتش هستند. به یاد داشته باشید، هیچ ماده دیگری نمی تواند چنین مورد جامعی را برای عملکرد ایمنی در برابر آتش ایجاد کند.
اثرات دما بر خواص بتن
خواص بتن که پاسخ یک عنصر ساختاری در آتش سوزی را تعیین می کند به ترکیب آن، نوع سنگدانه ها ، رطوبت اولیه موجود در آن و سن آن بستگی دارد.
چگالی مواد بتن تنها تا درصد بسیار کمی تحت تأثیر قرار می گیرد و هدایت حرارتی آن نیز تحت تأثیر قرار می گیرد،
گرمای ویژه مواد بتن تحت تأثیر قرار می گیرد، با افزایش تا 20 درصد نسبت به مقدار در دمای اتاق، زمانی که دمای جرم بتن (برای سنگدانه های سنگ آهک) به 1100 درجه سانتیگراد می رسد.
مقاومت فشاری مصالح بتن زمانی کاهش می یابد که دمای مصالح از 500 درجه سانتیگراد بیشتر شود.
در هنگام آتش سوزی با افزایش دما رنگ بتن تغییر می کند و از قهوه ای روشن به قهوه ای تیره تبدیل می شود. بنابراین پس از آتش سوزی می توانید رنگ را در سراسر ضخامت بررسی کنید و دمای آتش را ارزیابی کنید. بعد از دمای معین مثلاً 3000 تا 5000 درجه سانتیگراد، بتن شروع به رفتار خود به عنوان یک ماده نسوز می کند و لایه های داخلی بعدی بتن را از اثرات بیشتر آتش محافظت می کند.
با این حال، فراتر از این دما، شکننده می شود و دیگر حالت ارتجاعی باقی نمی ماند. با توجه به همین موضوع در هنگام تعمیر و مقاوم سازی هر سازه پس از آتش سوزی، اولین چیزی که باید بررسی شود این است که “آیا بتن خاصیت ارتجاعی دارد یا خیر؟” آزمایش های بارگذاری منظم انجام شود و بررسی شود که آیا بازیابی انحراف 80 درصد است یا خیر؟
اثر آتش بر روی آرماتورهای فولادی
تا جایی که به آرماتور فولادی مربوط می شود، پاسخ آن به نورد گرم یا سرد شکل گیری فولاد بستگی دارد و در دمای بالا نسبت به بتن حساس تر است و به همین دلیل هم استحکام تسلیم کششی و هم مدول الاستیسیته کاهش می یابد. در حال حاضر به ترتیب از 500 درجه سانتیگراد و 300 درجه سانتیگراد. برای این وضعیت، مقررات طراحی آتش سوزی (مانند آیین نامه هند و سایر مقررات ایمنی آتش نشانی) حداقل پوشش آرماتور در طراحی یک عنصر را برای مدت معینی از مقاومت در برابر آتش نشان می دهد تا افزایش دما را به تاخیر بیندازد. فولاد با استفاده از خاصیت عایق بودن پوشش بتنی.
بتن خودش نمی سوزد
بتن خود را نمی سوزاند، یعنی در هنگام آتش سوزی مانند سوخت عمل نمی کند. بتن را نمی توان مانند برخی از مصالح دیگر مانند چوب در ساختمان به سرعت آتش زد. در برابر مواد قالبگیری که میتوانند به دمای بسیار بالا برسند، اشتعال یا حتی احتراق مجدد دارند، مقاوم است. و شعله های آتش در اثر سوختن نیز نمی تواند بتن را مشتعل کند. از آنجایی که بتن به خودی خود نمی سوزد، در اثر آتش سوزی هیچ دود، گاز یا دود سمی منتشر نمی کند. بر خلاف برخی پلاستیک ها و فلزات، ذرات مذاب بر جای نمی گذارد، که می تواند باعث اشتعال شود. هیچ موردی وجود ندارد که بتن بتواند در بروز و گسترش آتش نقش داشته باشد یا به بار آتش اضافه کند.
بتن یک ماده محافظ است
بتن دارای درجه ای عالی از مقاومت در برابر آتش است و در اکثر کاربردها می توان آن را در صورت طراحی مناسب به عنوان نسوز معرفی کرد. بتن در حفاظت در برابر آتش بسیار خوب است. توده بتن دارای ظرفیت ذخیره حرارت بالایی است. همچنین، تشکیل ساختار متخلخل آن نرخ پایینی از افزایش دما را در سراسر بخش فراهم می کند. این ویژگیها باعث میشود که نرخ پایین افزایش دما در بتن به عنوان یک سپر آتشنشانی موثر عمل کند.
- به دلیل سرعت کم افزایش دما از طریق سطح مقطع یک عنصر بتنی، مناطق داخلی به دمای بالای سطحی که در معرض شعله است نمی رسند.
- آزمایش استاندارد آتش برای بتن طبق استاندارد ISO 834، تیرهای بتنی با عرض 160 میلی متر در عمق 300 میلی متر به مدت یک ساعت از سه طرف در معرض آتش سوزی قرار می گیرند. در اینجا نفوذ دما به 600 درجه سانتیگراد رسید که 16 میلی متر از سطح فاصله دارد. این به وضوح نشان می دهد که چگونه نرخ نسبتاً پایین افزایش دما بتن تضمین می کند که مناطق داخلی آن به خوبی محافظت می شوند.
- حتی پس از یک دوره طولانی، دمای داخلی بتن نسبتا پایین باقی می ماند. این باعث می شود که ظرفیت ساختاری و ویژگی های محافظت در برابر آتش به عنوان یک عنصر جداکننده حفظ شود.
مقاومت بتن در برابر آتش
بتن محفظه موثری را فراهم می کند
اکثر سازه های بتنی در آتش از بین نمی روند و بنابراین یکی از مزایای عمده بتن این است که معمولاً می توان آن را به راحتی پس از آن تعمیر کرد و در نتیجه هر گونه ناراحتی و هزینه را به حداقل رساند. بارهای ملایم کف و دماهای نسبتاً پایین تجربه شده در اکثر آتش سوزی های ساختمان به این معنی است که ظرفیت باربری بتن تا حد زیادی هم در حین و هم پس از آتش سوزی حفظ می شود. به این دلایل اغلب تنها چیزی که مورد نیاز است تمیز کردن ساده است، سرعت تعمیر و بازسازی عامل مهمی در به حداقل رساندن هرگونه تلفات اموال پس از آتش سوزی جدی است.
بتن بعد از آتش سوزی راحت تر تعمیر می شود
به طور معمول، بسته به نوع سنگدانه های مورد استفاده در بتن و زمان قرار گرفتن در معرض متعارف در برابر آتش، طراحی یک عضو سازه ای بتن مسلح برای آتش شامل انتخاب موارد زیر توسط طراح است:
ابعاد اعضا به ترتیب:
- کاهش دمای مطلوب را از سمت در معرض عنصر به سمت غیر در معرض دید تا حدود 140 درجه سانتیگراد – در مورد دال ها و دیوارها، و
- پس از نادیده گرفتن سطح مقطع مقطعی که بتن از دمای معین (حدود 500 درجه سانتیگراد) عبور کرده است، ظرفیت باربری عنصر را در برابر بارهایی که در حین آتش سوزی عمل می کنند، بررسی کنید. همچنین مطابق با روش طراحی ساده شده پیشنهاد شده در EN 1992-1-2.
- فاصله مناسبی را بین مرکز آرماتور کششی و سطح در معرض قرار دهید تا دمای آرماتور در طول زمان قرار گرفتن در معرض آتش را به سطح زیر 500 تا 550 درجه سانتیگراد محدود کنید، در این مرحله مقاومت تسلیم فولاد کاهش مییابد. برای سرویس دهی سطوح تنش تحت الزامات مقررات بار مرسوم.
عملکرد عنصر:
- اگر یک ستون بتنی باشد ، عمل همزمان بار محوری در نظر گرفته می شود (بررسی پایداری تحت عمل بار محوری در هنگام آتش سوزی).
- برای تیرها و دال ها، الزامات طراحی تجویز شده با کاهش مقررات مربوط به سمت کمتر محدود کننده، به منظور در نظر گرفتن عملکرد مطلوب پذیرفته شده توزیع مجدد گشتاور از دهانه به تکیه گاه ها در هنگام آتش سوزی، تحت شرایط استفاده می شود. که این امر امکان پذیر است (تداوم آرماتور، لنگر کافی، ساخت یکپارچه).
- در حین استفاده از عنصر ساختاری ضخیم با پوشش نسبتاً ضخیم و سطح اضافی روی میلگردهای منفرد (پوست) تقویت کننده، مش سیم و مخلوط الیاف پلی پروپیلن. این امر باعث جلوگیری از املای انفجاری پوشش می شود، پدیده ای که به میزان رطوبت سرویس در تعادل با جو قبل از شروع آتش و مقاومت فشاری بتن بستگی دارد (الزامات برای بتن با مقاومت بالا محدودتر است).
بلوک های بتنی برای حفاظت در برابر آتش:
ویژگی های مقاوم در برابر آتش بلوک های بتنی آلفا، بلوک های بتنی را به بخشی جدایی ناپذیر از اقدامات ایمنی ساختمان در برابر آتش تبدیل می کند. استفاده از بلوک های بتنی آلفا در ساخت دیوارها، پارتیشن ها و محفظه های دارای درجه حریق مقاومت کلی ساختمان در برابر آتش را افزایش می دهد. در صورت بروز آتش سوزی ناگهانی، بلوک های بتنی آلفا بسیار مقاوم زمان کافی برای تخلیه ساختمان را برای ساکنان فراهم می کند.
افزایش ایمنی در برابر آتش در ساختمان ها:
بلوک های مقاوم در برابر آتش برای ساخت و ساز ساختمان ضروری هستند و اقدامات ایمنی در برابر آتش را برای محافظت از ساختمان ها و ساکنان در برابر آتش ارائه می دهند. این بلوکهای بتنی به گونهای طراحی شدهاند که در برابر دماهای بالا مقاومت کنند و محافظت خوبی در برابر آتش داشته باشند.
مقاومت در برابر آتش:
یکی از ضروری ترین مزایای بلوک های بتنی نسوز توانایی ذاتی آنها در مقاومت در برابر آتش بدون نیاز به جایگزین های ضد آتش اضافی است. هنگامی که این بلوک ها در معرض شعله و گرما قرار می گیرند، یکپارچگی ساختاری خود را حفظ می کنند و از گسترش آتش جلوگیری می کنند و زمان کافی برای تخلیه و عملیات اطفای حریق را فراهم می کنند.
امتیاز آتش بالا:
یک بلوک بتنی مقاوم در برابر آتش دارای درجه آتش بالا است، که نشان می دهد می تواند برای مدت طولانی در برابر آتش مقاومت کند. بسته به الزامات ایمنی ساختمان در برابر آتش، این بتن را می توان با درجه بندی آتش سوزی از یک تا چند ساعت ساخت.
عایق حرارتی:
بلوک های بتنی در برابر آتش مقاوم هستند و عایق حرارتی هستند که به کاهش انتقال حرارت و گسترش آتش کمک می کند. این باعث ایجاد محیط امن تری در داخل ساختمان در هنگام آتش سوزی می شود.
برنامه همه کاره:
بلوک های بتنی برای اهداف مختلف ساختمانی، از جمله دیوارهای دارای درجه حریق، پارتیشن ها، محفظه ها و سایر مناطق حیاتی که نیاز به حفاظت در برابر آتش دارند، استفاده می شود.
قابلیت تحمل بار
.جدای از خواص مقاوم در برابر آتش، بلوک های بتنی به عنوان عناصر باربر در ساخت و ساز عمل می کنند و به پایداری ساختاری کلی ساختمان کمک می کنند
عوامل مؤثر بر مدت زمان مقاومت در برابر آتش
-
- بار آتش (یک یا چند وجهی)
- مصالح ساختمانی یا کامپوزیت مورد استفاده
- ابعاد اجزا (ابعاد مقطع، باریکی، فواصل مرکزی)
- طراحی سازه (اتصالات، تکیهگاهها، براکتها)
نتیجه
عملکرد بتن در آتش در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی بسیار بهتر است، اما رفتار بتن در آتش در حال حاضر به خوبی مشخص نشده است و تحقیقات بیشتر تقریباً در هر جنبه ای از رفتار بتن در حین آتش سوزی انجام می شود. رفتار مواد مخلوط بتن برای گرمایش اساساً پیچیده است. به عنوان مثال، تخریب در خواص فیزیکی بتن بسته به جزئیات مخلوط بتن، میزان رطوبت، و پارامترهای جوی مربوطه، مانند حداکثر دمای آتش و مدت زمان آتشسوزی، به شدت متفاوت است. مطالعات دقیق در مورد عملکرد سازه بتنی در حوادث واقعی آتش سوزی می تواند به پیشرفت دانش رفتار در دنیای واقعی کمک زیادی کند.