浅谈火灾后钢筋混凝土结构的检测

邓晓华 王炳晖

（河北省邢台公安消防支队, 河北 邢台 054000）

钢筋混凝土结构遭受火灾时,其钢筋和混凝土材料本身性能发生恶化,并且结构构件截面将产生不均匀的温度场而引起截面的温度应力和构件的弯曲变形。

如何做好其火灾后的结构检测工作,为火灾后钢筋混凝土结构的复核计算、加固处理提供可靠依据,尤显重要。而目前,我国在火灾检测鉴定方面尚无具有使用价值的国家规范和规程。现对火灾后钢筋混凝土结构的检测工作做如下探讨。

1 检测思路及检测方法

1.1 检测思路

基于确定影响范围和影响程度的要求，首先通过现场情况和构件表面简易综合检测,初步划分构件的表面受损程度、分布位置和范围,推定火场温度;然后缩小需进行精确评估构件的范围,选择相应的检测手段,确定构件的检测抽样比例和数量,获得最合理数据。

1.2 检测方法的选择使用

由于火灾的特殊性,检测对象应该是单个构件或部分构件,检测推论不得扩大到未检测的构件或范围,因此在取样时应确保检测结论的涵盖范围。为不造成构件的二次损伤,在条件允许的情况下应尽量选择非破损方法。

1.2.1 受损构件表面简易综合检测

通过对受灾区域构件混凝土表面颜色、混凝土保护层剥落和露筋情况、表面裂缝分布情况进行检查;通过采用铁锤、铁凿锤击和凿击进行检查,根据锤击声音、锤击痕迹、手振感和凿击效果来初步评估构件受损程度。

1.2.2 火场温度确定

温度判断可以依据可燃物的性质和分布、残留物的特征、混凝土外观质量和参考相关资料来确定。条件允许的情况下可采集混凝土小样进行X射线衍射分析或电镜分析。

1.2.3 构件性能检测方法

根据高温对钢筋混凝土结构损害的机理,火灾后构件的性能检测主要围绕以下几个内容进行:构件截面损失;混凝土抗压强度的损失;高温冷却后钢筋力学工艺性能的损失;钢筋与混凝土之间粘结强度(握裹力)损失;构件刚度损失等。

2 工程实例

某在建工程为地下2层、地上16层框架-剪力墙(核心筒)结构,当施工至13层时,焊工作业中焊渣落入电梯井防护棚上引燃可燃物,从而引发火灾。

2.1 火灾后的现场勘察

2.1.1 过火范围调查

该楼火灾事故的起火点在12层西电梯井,从火灾产生到熄灭历时约6h。火灾现场的可燃物主要是木模板、木龙骨等,因火灾发生时,12层、11层的木模板尚未拆除,火沿楼板蔓延,烧落的模板散落在下层楼板上继续燃烧。经调查确定该楼火灾过火范围为10层局部、11层局部、12层、13层全层,过火面积约6300m2。

2.1.2 火灾温度判定

结合结构外观和烧损情况判定过火区域温度,参考相关资料,经综合分析判断给出四个温度区段:严重烧伤区域(T>800℃);中度烧伤区域(600℃～800℃);轻度烧伤区域(300℃

2.1.3 过火构件混凝土裂缝检测

各类构件裂缝分述如下:框架柱:过火较严重的柱存在部分表观裂缝,裂缝较细微,走向杂乱。剪力墙:过火较严重的12层剪力墙部分构件存在裂缝,裂缝基本呈竖直走向,裂缝宽度多在0.1mm～0.15mm之间。楼板:过火区域的11层～13层楼板,部分构件存在多条贯通、通长裂缝,裂缝基本位于楼板的中部或沿板内埋管走向分布。梁:过火区域的框架梁和次梁普遍存在裂缝。

2.2 过火构件烧伤深度检测

2.2.1 超声波检测

从所取芯样中随机抽取部分梁、柱、剪力墙混凝土芯样进行超声波测试。对Ⅲ类构件各检测批选取5个芯样试件,对Ⅰ,Ⅱ类构件混凝土芯样各批次选取3个芯样试件。对未达到抽检数量的批次,取该检测批所有芯样试件。共计选取45个过火构件芯样进行超声波测试。同时对未过火的15个芯样(10层所选的5道剪力墙、5根柱、5根梁)进行超声波测试,以资比较分析。分析可知:1)Ⅱ,Ⅲ类过火构件受火灾影响,混凝土内部密实程度有所降低。2)所有过火构件声速在40mm～80mm处存在较大差异,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ类构件混凝土表层受损深度基本划定在40mm～80mm深度。

2.2.2 混凝土表层碳化深度

共测试了145个钢筋混凝土构件芯样的表层碳化深度。从碳化测试结果可知,该工程过火楼层大多构件由于浇筑时间较短,且构件混凝土表层密实性较好,尚未被碳化。但部分构件受火灾温度影响产生了不同程度的碳化。

2.2.3 构件烧伤深度

分析超声波检测数据,并参考碳化测试结果,结合现场勘察各类构件表层混凝土烧损深度,综合推断过火构件烧伤影响深度:Ⅰ类 20mm～40mm;Ⅱ类 40mm～60mm;Ⅲ类60mm～80mm。

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