通過添加聚丙烯纖維，噴射混凝土可以長時(shí)間承受極端的火災(zāi)負(fù)荷。雖然它們的隔熱效果低于傳統(tǒng)的防火砂漿和板坯，但在現(xiàn)有建筑物中，它們同時(shí)有助于在混凝土覆蓋不足的情況下改善或在嚴(yán)重環(huán)境侵襲的情況下增加結(jié)構(gòu)的耐久性。

在1994年至2008年期間，交通隧道發(fā)生了災(zāi)難性的火災(zāi)：1994年在大帶，1996年和2008年在歐洲隧道，1999年在勃朗峰隧道和陶恩隧道，2001年在圣哥達(dá)隧道。施工中發(fā)生的損壞的特征是深層剝落，從混凝土邊緣區(qū)的近表面層開始，這削弱了承載能力。在低洼隧道中，這不會(huì)立即導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效，而是由于必須關(guān)閉大量使用的基礎(chǔ)設(shè)施而導(dǎo)致昂貴的維護(hù)措施和高后續(xù)成本。

與此同時(shí)，已經(jīng)做出很大努力來改善在火災(zāi)條件下和火災(zāi)后的建筑的人身安全和安全。在這種情況下，適合于相應(yīng)情況的各種措施可用于結(jié)構(gòu)防火。

在這一貢獻(xiàn)中，將討論用噴射混凝土或噴射砂漿改造鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的可能性。由于大多數(shù)調(diào)查都是針對隧道進(jìn)行的，因此解釋的重點(diǎn)是這一領(lǐng)域。然而，這種“防火噴射混凝土”的使用在任何地方都是可能的，其中存在類似的問題，例如停車場或道路上的更寬的橋梁。

火的影響

在交通隧道中導(dǎo)致災(zāi)難的火災(zāi)的特征在于完全燃燒溫度非?？焖俚卦黾拥匠^1000℃并且在1000℃和1350℃之間的溫度下具有更長的時(shí)間。相比之下，住宅樓的火災(zāi)溫度上升得更慢。標(biāo)準(zhǔn)溫度曲線用作住宅和辦公樓中此類火災(zāi)的等級。它也是眾所周知的耐火等級分類的基礎(chǔ)。

具有快速溫度升高的火災(zāi)的特性是，除了隨著溫度升高而在所有類型的火災(zāi)中發(fā)生的材料性質(zhì)的緩慢劣化之外，還存在表面層爆炸性剝落的危險(xiǎn)。

建筑材料的高溫行為

研究了高溫下所有常見建筑材料的性能。然而，評估并不容易，因?yàn)楸仨毧紤]不同的負(fù)載和溫度臨時(shí)應(yīng)用方式，這會(huì)導(dǎo)致不同的結(jié)果。

混凝土和鋼鐵是不可燃的。即使在火災(zāi)溫度下，混凝土也是一種“良好”的絕緣材料，通常用于保護(hù)更敏感的鋼材。但是從約200°C開始，混凝土和鋼材的強(qiáng)度和剛度逐漸降低。在潮濕的混凝土和高強(qiáng)度混凝土中，水在孔隙空間中蒸發(fā)，并在物理和化學(xué)上結(jié)合水。這蒸汽想要逃脫。如果由于結(jié)構(gòu)致密和蒸汽快速形成而不可能，則結(jié)構(gòu)中會(huì)產(chǎn)生蒸汽壓。蒸汽壓也可以超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，并且會(huì)出現(xiàn)剝落。

聚丙烯纖維在約145°C的溫度下熔化，并在高于350°C的溫度下燃燒。根據(jù)它們的數(shù)量，成分和熔體的韌性，它們在暴露于火中時(shí)釋放出新的孔隙空間。然后蒸汽可以向外走; 根本沒有出現(xiàn)臨界壓力。

在火災(zāi)影響下評估鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，不應(yīng)忘記由熱膨脹引起的約束。因此，在計(jì)算中必須考慮建筑材料的熱膨脹系數(shù)和高溫蠕變的發(fā)展。

注意事項(xiàng)

最簡單的防火措施包括在部件表面前或部件表面上施加保護(hù)層。如果這層可以完全屏蔽火災(zāi)的影響，人們將不再需要擔(dān)心建筑的耐火性。這種方法也是唯一適合改裝的方法。市場上有防火板，防火輕質(zhì)砂漿和（鋼）膨脹型涂料。自從發(fā)現(xiàn)PP纖維的有利性質(zhì)（直徑18-32μm，劑量1-2kg / m 3）以來，也可以將噴射混凝土用于這種目的。這種方法已經(jīng)在許多國家用于各種目的，并且在實(shí)驗(yàn)中適當(dāng)?shù)赜糜诨炷痢Ｔ谛陆ㄖ?，纖維已經(jīng)可以添加到建筑混凝土中;

根據(jù)DIN EN 1992-1-2，保護(hù)層是所有建筑材料或建筑材料的組合，其應(yīng)用于結(jié)構(gòu)以增加其耐火持續(xù)時(shí)間。

噴涂保護(hù)涂層必須符合以下要求：

- 不易燃，高耐火性和良好的隔熱效果，達(dá)到所需的最高火災(zāi)溫度。這通常被定義為使得復(fù)合接頭和結(jié)構(gòu)的第一加強(qiáng)層處的溫度不得超過某些限制（例如<350℃或250℃）。

- 在使用過程中（例如在火車上的拉動(dòng)效果）和發(fā)生火災(zāi)時(shí)，與地面的良好結(jié)合

- 在環(huán)境影響下的耐久性，即使在潮濕狀態(tài)和霜凍效果

- 適當(dāng)，吸引人的表面外觀，可以進(jìn)行無問題的清潔

- 低建設(shè)和維護(hù)成本

?VB小冊子中定義了要求配置文件保護(hù)層，用于增強(qiáng)地下交通結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)。

然而，在施加全表面致密層之后，不可能檢查原始混凝土表面以獲得更長的使用壽命。這對于隨后評估結(jié)構(gòu)狀況可能是不利的。

可噴涂保護(hù)層

常見的防火迫擊炮是輕質(zhì)迫擊炮。因此，與噴射混凝土相比，它們相對于噴射混凝土的顯著優(yōu)勢是所需的應(yīng)用厚度顯著降低，具有相同的性能。這可能是一個(gè)重要的論點(diǎn)，特別是在股票中。由于堆積密度低，并且這種砂漿的抗壓強(qiáng)度在清潔或輕質(zhì)石膏的范圍內(nèi)，并且取決于產(chǎn)品，在潮濕狀態(tài)下的抗機(jī)械沖擊和霜凍可顯著低于混凝土。將產(chǎn)品與這些耐久性要求進(jìn)行比較的一個(gè)加重因素是它們通常不能使用與混凝土相同的測試方法進(jìn)行評估。因此，項(xiàng)目特定的是估計(jì)這些來自磨損和環(huán)境的高負(fù)荷在多大程度上被考慮。

具有PP纖維的噴射混凝土在堆積密度和性質(zhì)方面是對應(yīng)于普通混凝土的材料。其特征在于更大的所需層厚度，但通常的混凝土性能具有良好至優(yōu)異的耐久性。

額外的好處

如果希望改善現(xiàn)有建筑物的耐火性，則產(chǎn)生的問題是，在其混凝土覆蓋層，碳化前沿的深度，氯化物含量和/或已經(jīng)發(fā)生的腐蝕方面，建筑物還需要改進(jìn)的程度。使用噴射混凝土，這很容易根據(jù)R修復(fù)概念進(jìn)行。噴射混凝土可用于靜態(tài)增強(qiáng)，其配方可調(diào)整以覆蓋大多數(shù)暴露等級。因此，對于具有PP纖維的噴射混凝土，可以將經(jīng)典的修補(bǔ)或加固與耐火性的改進(jìn)相結(jié)合 - 這是建造現(xiàn)有建筑時(shí)不應(yīng)低估的優(yōu)點(diǎn)。

測試結(jié)果

對于PP纖維作為普通混凝土中的添加劑的作用方式，進(jìn)行了許多嘗試。這里開發(fā)的基本測試體也可用于測試保護(hù)涂層。火災(zāi)暴露的身體表面通常與防火層一起打扮。重要的是具有足夠大的相對大的測試體，火暴露表面和強(qiáng)大的燃燒器，其能夠接近所需的受控溫度。在測試樣品和保護(hù)層中預(yù)先安裝傳感器以記錄實(shí)驗(yàn)期間的溫度發(fā)展。然后，不同層中的溫度和耐火試驗(yàn)后的層狀態(tài)是主要評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

應(yīng)用實(shí)例

PP纖維作為防火層的噴射混凝土的首批應(yīng)用之一發(fā)生在維也納新鐵路西入口Lainzer隧道。在隧道施工期間，增加了防火要求，因此必須在已經(jīng)生產(chǎn)的部件中進(jìn)行改造。對于隧道脊上方覆蓋率低的開關(guān)大廳尤其如此。在那里，通過干噴涂施加23,000平方米的噴涂混凝土，層厚度為6至8厘米。與任何修復(fù)一樣，在工作之前，需要基板準(zhǔn)備，在這種情況下使用HDW噴射。作為針對可能的單個(gè)區(qū)域下降的額外保護(hù)，引入了錨固在下部結(jié)構(gòu)中的全寬結(jié)構(gòu)鋼網(wǎng)格。

截至2009年底，奧地利已在隧道施工（包括車站）安裝了63,000平方米的PP纖維噴射混凝土，20,000平方米的經(jīng)典可噴涂輕質(zhì)砂漿和220,000平方米的防火板。

摘要

噴射混凝土是一種經(jīng)過驗(yàn)證的建筑材料，用于修復(fù)和加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。如果可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖┕ぃ瑧?yīng)用具有高堿含量和高密度的薄的高質(zhì)量層是修復(fù)受損鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)上最好的方法。在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，該噴射混凝土具有與普通混凝土相同的性質(zhì)。像這樣，即使在極端火災(zāi)條件下它也會(huì)脫落。但是，通過添加精細(xì)的聚丙烯纖維，可以調(diào)節(jié)噴射混凝土，使其在暴露于火中時(shí)不會(huì)剝落。它適合作為防火層。雖然與輕質(zhì)迫擊炮相比，這種防火層需要更大的應(yīng)用厚度，