混凝土結構火災后檢測鑒定與結構補強加固技術

梅輝

摘要：建筑物結構體系多樣，火災事故后現場具體情況更是復雜多樣。火災后建筑物主體結構檢測鑒定需要根據實際情況進行，根據不同構件受損狀況決定是否進行加固，通過各種檢測技術的應用提出更加科學合理的處理方案，從而提升建筑工程整體性，恢復其使用功能。基于此本文分析了火災后混凝土結構的檢測和受損程度進行鑒定后，并采取安全、適用和經濟的修復加固方案。

關鍵詞：火災，建筑結構，檢測，加固

一、火災對混凝土結構損害的機理和破壞作用

對混凝土結構實施科學的檢測和加固，首先必須了解火災對混凝土結構造成損害的機理和破壞作用?；炷潦且运酁槟z凝材料，加粗骨料（石子）、細骨料（砂）、摻和料、外加劑等用水和，硬化而成的人工石。它在火作用下的機理可歸納為以下三個方面：

第一、表面受火處溫度升高比內部快，內外溫差引起混凝土開裂，

第二、水泥石受熱分解，使膠體的粘結力破壞，出現裂縫，表面發毛、起砂、呈蜂窩狀、出現龜裂、邊角潰散脫落等現象，

第三、骨料和水泥石間的熱不相容，水泥石受拉，骨料受壓，導致應力集中和微裂縫的開展。

二、火災后對混凝土結構的檢測方法

（一）碳化深度檢測法

在發生火災時，火力強度和火場分布的不同，都導致火災發生后，火災現場的混凝土建筑從其內部微觀構成、外部構成以及其材質方面或大或小的改變，并因此激發起結構碳化速度的增加。所以，依據碳化速度的增加范圍推算混凝土結構在火場中達到的溫度。推斷混凝土結構經歷過大火之后減少的使用壽命，可以把這種結構和相同使用年限的混凝土結構進行碳化程度比較，根據比較的結果，來推算混凝土結構在火場中達到的溫度。

（二）熱分析方法

熱分析方式是以混凝土結構在火場中產生的一些不可恢復形狀和性質改變為依據，根據經歷過高溫之后材質再受熱時候的特點來推斷混凝土在火場中達到的溫度。其一般使用的解析方式有下面幾類：①差熱解析法。在試件的外形或者性質產生改變時，它排放或者吸取的熱量讓試件升高或者降低的溫度和比照物溫度之間的差額，并且根據這一數值確定差熱曲線上的峰值，②差示掃描法（DSC）。這種方式和上文的方式比較像。只有在調整溫度的程序上有所不同。它檢測的是傳輸給試件和比照物上的功率和達到溫度之間的聯系，③熱重分析法（TGA）。其測試的主要是在試件達到一定溫度時，其質量發生的變化，④熱光試驗。這種方式主要憑借對混凝土結構中沙子的剩余發光量進行檢測，來推算混凝土結構在火場上的溫度。

（三）化學分析法

這種方式要檢驗的內容通常包含兩種：一是硬化處理后水凝漿體中的結合水的重量，二是混凝土結構中的含氯化合物的含量。對結合水進行檢驗的方式來源于日本，其主要操作步驟是：首先收取混凝土結構表層10cm以下的碎末，篩除其中的砂子，加熱剩余物并稱取結合水的重量。之后憑借結合水重量和溫度之間的聯系，求出混凝土結構的剩余承載力。而第二種檢驗方式的主要原理是氯離子是一種比較活躍的因素，在溫度條件發生一定變化的時候，氯離子會從其化合物中游離出來。同時，氯離子對混凝土結構具有腐蝕功能。因此，我們就可以憑借氯離子在混凝土中的位置和混凝土結構的腐蝕程度來判斷整個結構的剩余承載力。

三、混凝土結構在火災后的修復加固

（一）拆除危險構件

對于火災后受損程度屬于危險構件者，因構件受火燒時間長，火災溫度高，結構受到實質性的破壞。一般來講，這類構件已失去修復的可能性，只能將其拆除，另行更換新構件。

（二）輕度受損構件的處理

火災后受損程度屬于輕度受損構件者，因結構受損較輕，僅粉刷層有輕度破壞，此類結構只需將其表面粉刷層或表面污物清理干凈，重新進行裝修粉刷即可。無論已露筋的或未露筋的均應鑿除燒酥層直至完全露出堅實基層，并將表面打毛，凸凹不平度>6mm，再用鋼絲刷刷除浮塵，并用具有一定壓力的清水將表面沖洗干凈，刷界面劑一道，采用環氧樹脂灌縫，修補處理，然后用復合水泥砂漿或復合高強水泥漿修補平至原截面，少數受損面嚴重的構件宜采用高強石英砂漿修補。

（三）受損嚴重構件的加固

1、柱的加固設計。鋼筋混凝土構件承載力降低的主要原岡是混凝土強度降低，對鋼筋混凝土受壓柱的加固設計應以提高混凝上抗壓強度為主。加固時應首先鏟除受損嚴重的混凝土，由于柱斷面臨時減小，必要時應設支架，確保結構安全。常見的柱子加固設計有增大截面法、角鋼加固法、粘貼鋼板法。

2、梁的加固設計。在一般火災條件下，梁中受力鋼筋強度在冷卻后可恢復，構件承載力降低主要是由混凝土強度降低引起的。所以，鋼筋混凝土梁的加固設計應設法提高受壓區混凝土的抗壓能力。在承載力降低不大，梁的配筋率較小時也可采用提高受拉主筋的方法來加固補強。

（四）實例分析

某工程為二層框架結構由于在一層局部堆放的雜物起火燃燒，以致一層柱和二層梁板混凝土受傷嚴重，經過檢測后該房一層17-24軸（包括24軸）火災后結構構件不符合國家現行標準規范下限水平要求，影響安全及正常使用，必須立即進行處理。

（五）裂縫封閉及灌漿施工方案

1、對于<0.15mm的裂縫進行表面封閉，封閉材料采用環氧JGN-DN結構膠，將樹脂配成膩子狀，將裂縫周圍清理干凈，用膩子對準裂縫批嵌，寬為5mm左右。

2、對于≥0.15mm的裂縫進行壓力灌漿，采用雙組份（甲乙組分配合比為4：1）低粘度改性特種環氧樹脂92-02#配方，用專用粘結劑將注漿口與裂縫對齊粘結。注漿口的間距根據縫長及縫寬，一般寬縫為稀，注漿口間距20～25cm，窄縫宜密，注漿口間距10～15cm，每一道裂縫至少各有一個進漿口和一個排氣口。（注意，注漿口必須對中，保證導流暢通，注漿口并應粘貼牢靠。）然后進行裂縫表面封閉（為使混凝土縫隙完全充滿漿液，并保持壓力，同時又保證漿液不大量外滲，孔眼及注漿口除外），用環氧樹脂漿液沿裂縫走向從上至下均勻涂刷兩邊進行封閉，形成寬度為5～8cm的封閉帶。最后進行灌漿，灌漿可由低端向高端進行。從一端開始壓漿后，另一端的灌漿嘴在排出裂縫內的氣體后冒出漿液時，可停止壓漿，然后將灌漿嘴全部封堵，并留一注漿口繼續灌漿，并保持一定的壓力，時間數分鐘以上，最后拆除注漿器，用專用悶頭封住，并擰緊。灌漿嘴處最后用環氧膠泥批平。

該加固工程實施后，經專家鑒定評審達到加固方案的目的和要求，并且未出現過異常情況。

四、結語

總之，鋼筋混凝土梁、板、柱遭受火災后，由于混凝土被燒疏、爆裂、剝落、開裂造成強度降低，構件的剛度減小，同時在高溫作用下鋼筋的彈性模量和強度降低，混凝土與鋼筋的粘結力降低，最終造成構件的承載力下降。因此，經過對火災后結構的檢測和受損程度的鑒定后，應提出安全、適用和經濟的修復加固方案，保證建筑結構的安全性。

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