Цель работы - разработка предложений по обеспечению требований к огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций для проектирования зданий и сооружений в части пожарной безопасности на основе результатов научных исследований. Исследования возможности исключения взрывообразного разрушения бетона при пожаре технологическим методом введения добавки полипропиленовой микрофибры в бетон.
Объектом исследования явились экспериментальные образцы кубы и призмы, а также экспериментальные натурные малогабаритные (1100х1100х50 мм) и крупногабаритные (4200х1200х140 мм) железобетонные конструкции, изготовленные из трех видов бетона: из обычного тяжелого бетона класса В45, из этого бетона с добавкой полипропиленовой микрофибры, а также с добавкой полипропиленовой микрофибры в сочетании со стеклопластиковой макрофиброй.
Проведены экспериментальные исследования влияния добавок полипропиленовой микрофибры, а также полипропиленовой микрофибры в сочетании со стеклопластиковой макрофиброй на изменчивость прочностных свойств бетонов при воздействии температур. По результатам установлены коэффициенты условий работы трех видов бетонов в охлажденном состоянии после нагрева, необходимые для расчетной оценки огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций.
Проведены огневые испытания натурных железобетонных конструкций по ГОСТ 30247.0 и ГОСТ 30247.1 с целью определения пределов огнестойкости и эффективности методов снижения интенсивности или исключения эффекта взрывообразного разрушения железобетонных конструкций при пожаре. По результатам НИОКР доказана возможность применения добавки полипропиленовой микрофибры в бетон для исключения взрывообразного разрушения сплошных плит перекрытий (в том числе тонкостенных плит) при пожаре. Установлено отличие значений коэффициентов условий работы бетона класса В45 после высокотемпературного нагрева от ранее установленных в технических документах. По результатам работы сформулированы предложения по обеспечению огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций для разработки СП «Бетонные и железобетонные конструкции. Обеспечение огнестойкости и огнесохранности».
Область применения результатов НИОКР распространяется на развитие нормативной базы в области пожарной безопасности, а также на проектирование железобетонных конструкций, в том числе с повышенной влажностью бетона свыше 3,5-4% (тоннели, коллекторы, проходки метро, подземные сооружения, паркинги, монолитные железобетонные здания и сооружения на стадии строительства и пр.).
Экономическая эффективность и значимость работы обосновывается возможностью применения на практике двух альтернативных методов борьбы со взрывообразным разрушением бетона в плитах перекрытий сплошного сечения при пожаре (конструктивно установленных противооткольных сеток в защитном слое или технологического приема добавки полипропиленовой микрофибры в бетон в количестве 1 кг/м3).
Подобные огневые испытания необходимо продолжить применительно к другим видам железобетонных конструкций в зависимости их формы сечения, (колонны, балки, многопустотные плиты, тюбинги), а также исследовать возможность применения добавки базальтовой микрофибры для достижения улучшенных показателей огнестойкости железобетонных конструкций. Также необходимы исследования изменчивости физико-механических свойств высокопрочных бетонов классов В60 и выше при пожаре, т.к. до настоящего времени такие исследований не проводились, что не позволяет обеспечить требуемую огнестойкость и пожарную безопасность железобетонных конструкций из высокопрочного бетона и зданий в целом.