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火灾作用下混凝土和钢筋的应力、应变

火灾作用下混凝土和钢筋的应力、应变

93 附录I 火灾作用下混凝土和钢筋的应力、应变
I.0.1 火灾作用下混凝土和钢筋的总应变可分别采用以下表达式: 混凝土:
c c c c c th cr tr σεεεεε=+++ (I.0.1-1)
钢筋:
s s s s
th cr σεεεε=++
(I.0.1-2) 式中: εc ,εs ——分别为火灾作用下混凝土和钢筋的总应变;
εc σ,εs σ——分别为火灾作用下混凝土和钢筋的力学应变; εc th ,εs th ——分别为火灾作用下混凝土和钢筋的自由热膨胀应变; εc cr ,εs cr ——分别为火灾作用下混凝土和钢筋的热徐变;
εc tr ——火灾作用下混凝土的瞬态热应变。

I.0.2 火灾作用下混凝土应力-热徐变关系可采用以下表达式:
66
100016010T
c cr e ε−⎫=−⨯⨯⎪⎭
(I.0.2) 式中: σ——混凝土压应力;
f c T ——温度T 时混凝土受压应力—应变曲线的峰值应力; t ——时间(min );
t 0——恒定参数,120min 。

I.0.3 火灾作用下混凝土应力-瞬态热应变关系可采用以下表达式:
2
3
72
1010001000c tr T T T f σε−⎡⎤⎛⎫⎛⎫=−⨯⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦
(I.0.3)。

火灾痕迹物证金属受热PPT课件

火灾痕迹物证金属受热PPT课件
4
5
一、金属表面颜色变化
2、金属表面氧化
➢ 金属在火灾条件下会在 其表面发生较常温条件下快 得多的氧化反应,产生不同 颜色的金属氧化物锈层。
➢ 铁在火灾中生成Fe2O3、 Fe(OH)3为红褐色,FeO为黑色;
➢ CuO为黑色,Cu2O为红褐 色(1000℃)。 铁在火灾中的氧化层6
思考题: 火灾作用下形成的金属氧化
点。
薄钢板在火灾中随温度升高,颜色依次由本色-黄色-棕紫色-蓝色-淡红色-橙红色-白色。
高温下金属的强度变化 沙发、席梦思床垫的某一部位只有几个弹簧失去了弹性,这个部位一般情况下就是起火点。
证明此处下部为起火点,有一高温火源。
1、金属熔渣——根据熔化金属熔点分析火场燃烧时达到的最高温度,根据熔渣的多少判断火势的强度及燃烧时间。
层与自然条件下较长时间形成的 锈层有何区别?
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二、强度变化
金属在火灾作用下变形的原因在于火灾中金属
的强度降低。 比较颜色变化可以判断火灾蔓延方向及起火点。
黑色薄金属表面颜色变化与温度之间关系
火灾后观察鉴别金属物体上颜色和氧化层特征,反推出颜色变化部位火灾时达到的温度,通过对比找出受热温度最高部位来确定起火
薄钢板在火灾中随温度升高,颜色依次由本色-黄色-棕紫色-蓝色-淡红色-橙红色-白色。
如果两静片虽已失去弹性,但仍保持正常距离,说明火灾当时,它们没有接通。
1、金属熔渣——根据熔化金属熔点分析火场燃烧时达到的最高温度,根据熔渣的多少判断火势的强度及燃烧时间。
电熨斗表面变色,底部铸铁部分熔化,说明该熨斗的温度高于火场温度,处于通电状态。 薄钢板在火灾中随温度升高,颜色依次由本色-黄色-棕紫色-蓝色-淡红色-橙红色-白色。
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火灾调查_任松发_第四章火灾痕迹物证

火灾调查_任松发_第四章火灾痕迹物证
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另一种说法
10
第一节 概述
(二)痕迹物证的证明作用 1、证明火势蔓延方向、起火部位 和起火点 2、证明起火时间; 3、起火原因; 4、火灾性质和火灾责任 5、火灾危害结果
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第一节 概述
二、火灾痕迹物证的形成和证明作用 (三)应注意的问题 1、对发现的痕迹物证应从多方面证明它的 可靠性。 2、一种痕迹物证可能有某种证明作用,但 该证明作用并不能在任何火场都能体现。例 如:一次短路痕迹在有些火场能证明起火原 因,但大另外一些火场又无证明作用。 3、应该用多种痕迹物证证明一个火灾事实。
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第一节 概述
气泡吸收管
真空采气瓶
采气管
采样夹
18
四、火灾痕迹物证的鉴定
(一)化学分析
包括化学法和仪器法。主要是测定和鉴定: 1、鉴定起火点处残留物的种类、组成、易燃性、 自燃性; 2、测定混合物物中各组分的含量; 3、测定某物质的自燃点、闪点、热稳定性等 4、鉴定某生产过程中是否产生了敏感性物质 5、鉴定某物质在一定温度下发生了什么变化、反 应程度; 6、鉴定某物质的自燃条件。
第四章 火灾痕迹物证
第一节 概述 第二节 烟熏痕迹 第三节 木材燃烧痕迹 第四节 液体燃烧痕迹 第五节 火灾中的倒塌 第六节 玻璃破坏痕迹 第七节 混凝土在火灾中的变化 第八节 金属在火灾中的变化 第九节 短路痕迹 第十节 过负荷痕迹 第十一节 其它痕迹物证
1
第一节 概述
一、火灾痕迹物证 的概念及研究内容
19
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(二)物理分析
1、金相分析,分析金属熔痕的金相组织晶体 结,以确定电故障引起火灾的可能性和金属 在火场中受热温度等。 2、剩磁检验,检验火场中铁磁性物质的磁性 大小,以判断火场附近是否有大电流通过, 是否发生过线路短路和雷击。 3、力学性能测定,对材料包括焊缝的机械强 度、硬度等方面的测定,以分析破坏原因、 破坏力及火场温度。 4、断面及表面分析,对金属材料断面特证和 材料 内外腐蚀程度的检验,从而分析材料的 破坏形式和破坏原因。

火对混凝土的影响

火对混凝土的影响

火对钢筋混凝土的影响和损伤可以分为两种类型,一种是单个构件受到火的直接灼烧,产生损伤;如构件表面混凝土爆裂脱落和烧伤层产生细微裂缝;另一种是梁柱组成的整体结构由于升温不同,产生很大的结构温度应力而引起构件的损伤,例如:许多钢筋混凝土构件受到火灾后,表面粉刷层基本剥落,梁和柱混凝土表面产生大面积龟裂,局部混凝土爆落和主筋外露,混凝土表面呈现红色、灰色、黄色均有,预应力圆孔板的混凝土保护层剥落露筋,钢筋失去性能等现象发生,这些现象都明显地表明了火灾现场温度,是火灾原因调查分析的依据。

二、火灾中温度对钢材的影响钢材的物理性质:钢材在正温范围内,温度约在200℃以上时,随着温度的升高,钢材的抗拉强度、屈服点和弹性模量都有变化,总的趋势是强度降低、塑性增大;温度在250℃左右,钢材的抗拉强度略有提高,而塑性却降低,因而钢材呈现脆性,在此区域对钢材再加热,钢材可能产生裂逢。

此外,当温度达到250-350℃范围内时。

钢材将产生徐变现象,钢材的性能受到不同程度的损伤。

据一些专家对钢材进行温度试验分析,当钢材在升温1小时,恒温加热1小时后进行检测,结果是有屈服台阶的16Mn钢筋在900℃以下时的强度和延伸率变化很小,温度达到1000℃时,钢材强度下降10%;无屈服台阶的冷拔低碳钢丝经过2小时升温至600℃以下,则强度受到影响不大;而温度在600℃以上时的极限强度下降达40%。

据有关专家对大多数火灾事故现场中构件钢筋的测试结果表明,混凝土保护层爆落的预应力板钢丝受热温度超过600℃,梁柱构件钢筋温度低于600℃,因而,在一般情况下,火灾对钢筋的影响较比混凝土小,对于I、II级钢筋在温度达到900℃以上时才有明显的影响,由于钢筋构件混凝土保护层的作用,通常构件中的钢筋温度低于此值,可以说火灾一般对I、II级钢筋的影响不很大。

但是,在600℃以上的高温却使冷却后的冷拔低碳钢丝强度大幅下降40%左右,从中可以说明火灾对预应力钢筋混凝土板的影响较大,由于建筑荷载大部分承重在板上,从而破坏结构的整体性,造成更大的危害。

事故调查与分析技术-火灾物证技术鉴定(共249张精选PPT)

事故调查与分析技术-火灾物证技术鉴定(共249张精选PPT)
成指示剂装在玻璃管中,被测空气以一 定速度通过此管,被测物质与试剂发生 显色反应,根据颜色变化鉴定物质种类; 根据变色的深浅确定物质浓度。
试纸比色法:使被测空气通过用试剂浸 泡过的滤纸,被测物质与试剂在滤纸上 发生反应产生颜色变化,或者将被测物 吸附在滤纸上,然后向上滴加试剂发生 反应变色。根据变色鉴定物质种类;根 据变色的深浅确定物质浓度。
6)普通白炽灯火灾的鉴定
7)日光灯火灾的鉴定
2)电热毯通电状态的鉴别
根据电源线熔痕的鉴别:二次短路熔痕 根据电热丝熔痕的鉴别: 正常通电:金相组织无变化;
故障引起火灾;熔痕处为柱状晶,过渡 区为等轴晶。
3)电炉通电状态的鉴别
根据电源线熔痕的鉴别:二次短路熔痕 根据电热丝熔痕的鉴别:柱状晶,有孔
金相分析是研究金属材料组织及其结构 的一门科学。
金相分析在火灾物证检验中的主要作用有:
电气火灾原因的鉴别
金属材料断裂失效形式的鉴别 火场温度的鉴定
1 金相分析鉴定
测量金属物证的金相组织,分析金相组 织的形成过程。
应用范围:电气火灾原因鉴定、火场温 度测定等。
应用仪器:金相显微镜
➢(二)金相分析的基本依据
漆包线上的短路熔珠外观 漆包线短路熔珠
6)普通白炽灯炮金相鉴定
灯座有放电痕迹,螺口部分熔化
电源线上有短路痕迹 灯泡导丝与钨丝连接处有微小熔珠或熔痕 金相鉴别: 电源线熔痕:二次短路熔痕
导丝熔痕:组织为细小的柱状晶,且有气孔
7)日光灯镇流器引发火灾的鉴定
漆包线熔痕:为二次短路熔痕,证明是内部过热。


逸出气检测
EGD
逸出气分析 放射热分析
EGA
热微粒分析
升温曲线测定 温

混凝土火灾现场痕迹的鉴别分析

混凝土火灾现场痕迹的鉴别分析

混凝土火灾现场痕迹的鉴别分析摘要:本文主要基于混凝土的物理和化学特性,就如何通过火灾现场混凝土外观、颜色、强度以及化学成份的变化来判断混凝土受热温度以及进一步确定现场起火点做了分析和说明。

关键词:火灾现场;混凝土;火灾痕迹;调查取证Abstract: This paper is mainly based on the physical and chemical properties of concrete, appearance, color, intensity and the chemical component changes to determine the concrete temperature field and further to determine the fire point is analyzed and explained how to pass the fire scene concrete.Keywords: the scene of the fire; concrete; fire trace; investigation中图分类号:由于我国建筑大量采用钢筋混凝土结构,在大量火灾现场调查取证时,基于混凝土燃烧痕迹的鉴别很多时候可以为火灾的调查提供直接的证据并为案件判定提供依据,所以基于混凝土的物理和化学特性,加强在火灾现场的各种痕迹鉴别和取证将为火灾事故调查提供直接帮助。

一、混凝土主要物化组成及分析混凝土是由水泥为凝胶材料,砂子为细骨料,鹅卵石或碎石为粗骨料,和水按一定比例配制而成的混合物,经硬化后形成的一种人造石材。

为了增大混凝土的抗拉强度,加入钢筋形成钢筋混凝土。

我国的水泥按原料的来源不同可分为普通水泥(P)、矿渣水泥(K)、火山灰水泥(H)。

混凝土、钢筋混凝土和水泥砂浆饰面之间只是骨料有所不同,其凝结过程和在火场中被烧后发生的物理、化学变化是相同的,都是凝胶材料水泥在起作用。

《火灾痕迹物证鉴定》PPT课件

《火灾痕迹物证鉴定》PPT课件
(10)对火灾现场烟熏痕迹物证的提取, 应拍照固定,必要时以火场制图和火灾现场 勘查笔录辅助说明。
必须通过分析烟尘成分来确定原来的可燃 物种类时,要收集烟尘作为检材。
火灾物证化学分析
一、气态物证的分析
常用检气管法(如汽油用甲醛---硫 酸检气管,呈现紫红色;一氧化炭 用发烟硫酸—五氧化二碘检气管, 呈现绿色;已醇蒸汽用硫酸—铬酐 检气管,呈现出橙色)和试纸比色 法(被测气体通过被试剂浸泡的滤 纸,产生颜色变化,与标准比色板 比较)
密度比空气大的气态物证(分子量大于29)易 聚集在低洼区域;密度比空气小的气态物证(分 子量小于29)易聚集在房间的最高处或天花板下 面。采样点应设在气态物证聚集的地方。
在车间内,如果生产是连续性的,可分别在生 产线上的不同工序采样;如果是间断性的,可在 生产前,生产中,生产后分别采样。
每个采样点应平行采集至少两个样品,样品测 定结果之差不能超过20%,并要求记录采样时的 温度、压力。必要时要在离火灾现场较远的地方 采集空白样品。
三、固态物证分析
熔点测定、荧光检验、燃 烧试验(火焰、烟、味、 灰的差别)
火灾物证仪器分析
热分析 色谱分析 原子光谱 紫外吸收光谱 红外吸收光谱 其它仪器分析方法
一、热分析
1、 热分析( thermal analysis)是在程序控制 温度下测量物质的物理性质与温度关系的一 类技术。
2、热分析技术的分类
火灾物证金相分析
主要用于电气线路火灾的鉴定和电器火 灾的鉴定。如短路火灾和过负荷火灾, 电熨斗、电热毯、电炉子、电烙铁、变 压器、日光灯镇流器、白炽灯等电热器 具引起的火灾。
结束
测定物理量 技术名称
ICTA简称
热重法
TG

第四章 火灾痕迹物证

第四章 火灾痕迹物证

(二)烟熏痕迹的证明作用
1.证明起火点 根据烟熏痕迹的形状、位置、分布和浓密
程度可以确定起火点。
(1)如果在室内墙壁上有“V”形烟熏痕迹, 那么“V”形的底部就是起火点。
(2)如果吊顶内残存的山墙上烟熏浓密, 而吊顶下面室内墙壁上烟熏稀薄,则说 明吊顶内先起火;反之,说明室内先起 火。
(3)如果大部分烟熏痕迹在吊顶以下墙 壁上,而且吊顶上下墙面烟熏界线分明, 只有某部分墙壁吊顶上下烟熏浑然一体, 则说明起火点在这个浑然一体的烟熏痕 迹下面附近。
(4)在什么条件(温度、湿度、遇酸、遇碱、 混入杂质等)下某种物质能够自燃;
(5)某种物质燃烧时出现什么现象(焰色、烟 色、气味);
(6)某种物质在某种燃烧条件下遗留什么样的 残留物及其它痕迹。
(7)验证证人证言的真实性。
(四)火灾痕迹物证的后期处理
1.各种物证经有关方面的专家和部门鉴定,作 出结论并在火灾事故处理完毕后,可予撤销、废弃 或归还原主。
(4)力学性能测定 力学性能测定主要是对材料 包括焊缝的机械强度、硬度等方面的测定,以 分析破坏原因、破坏力及火场温度。
(5)断面及表面分析 主要是对金属材料破裂断 面特征和材料内外表面腐蚀程度的观察检验, 从而分析判断材料的破坏形式和破坏原因。
3.直观鉴定
直观鉴定是具有鉴定资格的人根据自己 的知识、经验,用感官直接或用简单仪表 对物证的鉴定。
物理分析鉴定是指对物质物理特性的测定。 (1)金相分析 通过金属构件内部金相组织变化, 分析发生这种变化的条件,从而判断火场温度及发 生这种变化的原因。 (2)剩磁检测 剩磁检测用来测定火场上铁磁性物 件的磁性变化,它主要用来鉴别是否雷击或较大电 流短路造成的火灾。
(3)炭化导电测量 电弧或强烈火焰可使木材等 有机材料炭化导电,通过炭化层电阻的测量, 鉴别电弧造成的火灾或分析火势蔓延的方向。

火灾调查第四章 火灾痕迹物证

火灾调查第四章 火灾痕迹物证

(二)变形
由于金属在高温下强度会下降,在载荷的 作用下会发生变形。
3 2
4 15
1.硬拉铝;2.青铜;3.钢;4.电解质;5.铜
不同材料短时发热时抗拉强度与温度 的关系。
强度 温度 21 99 204 299 398 500 590
(%) 金属
铸铁
100 100 100 99 92 76 42
第四章 火灾痕迹物证
第一节 烟熏痕迹
一、烟熏痕迹的形成
1形成:燃烧过程中产生的游离炭附着在物体
的表面或侵入物体孔隙而形成。 2成分:炭微粒为主 ,有少量燃烧产物 、热分
解产物。 3烟熏程度的影响因素:由烟浓度和烟熏时间
决定。其中烟浓度与物质种类、数量、氧浓度、 温度、湿度有关。
二、烟熏痕迹的证明作用
3 证明燃烧时间和温度
利用炭化深度计算
燃烧时间:t=X/v
耐火建筑(混凝土、砖混结构)火场温度: T=T0+345lg(8t+1)
根据表面裂纹特征判断
4 证明起火点
V形豁口或斜面的低点可能是起火点; 天棚上的木条余烬在火场废墟的最底部, 说明起火点在吊顶内;
5 证明起火原因
电灼烧痕迹:电气线路短路 炭化均匀,边缘明显:液体燃烧
第五节 金属受热痕迹
一、火灾现场中常见金属种类
钢铁 铜 铝及其合金
二、金属受热痕迹形成机理
(一)、氧化变色 在火灾作用下,金属会发生氧化反应, 并在表面产生受热变色等变化。
铜:氧化产生氧化铜CuO、Cu2O氧化亚 铜,呈绿色、黑色。
铁:产生 Fe2O3 、Fe3O4、 FeO等,分别 显示不同的颜色。
4.电弧灼烧痕迹

【课件】火灾痕迹物证-金属在火灾中的变化.ppt

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2、熔化变形轻重程度 金属熔化变形重的一面为受热面,据此可用于分析 火势蔓延方向和起火部位。
四、熔化变形
3、变形程度 建筑物中钢铁 构件的外形变 化越大,说明 其受热时间越 长,受热温度 越高。
卷帘门卷帘轴变形大的部位受热时间长, 下部为起火部位。
四、熔化变形
四、熔化变形
一般的火场温度在800ºC~1000℃,熔点高于此温度的 金属不会发生熔化,如果火场中熔点高于1000℃的金属 发生熔化,就要考虑是否有助燃物,或是本身有热源。
3、金属表面氧化
金属在火灾条件下较短时间形成的锈层与自然条件 下较长时间形成的锈层有许多不同点。
前者成分比较单一,主要是氧化物,厚薄均匀,颜 色一致,表面平整,锈层沉着时间短,结合不紧密, 起层,容易脱落;
后者成分除氧化物外,还含有盐、碱类化合物,薄 厚不均匀,颜色不一致,有锈斑凸起,不平整,锈 层与本体结合紧密,不起层,不易脱落。
三、弹性变化
金属构件、室内用具上的金属零件,在火灾后逐渐 冷却,弹性和硬度会有所降低,塑性和韧性会有所 提高,温度越高,时间越长,这种变化越大。
这实际上也是一个退火或者回火的过程。
钢的退火:将钢加热、保温后缓慢冷却,以获得接 近平衡组织的工艺过程。包括完全退火、球化退火、 去应力退火 、再结晶退火等。目的:细化晶粒,均 匀组织,提高塑韧性,消除内应力,便于机械加工。
五、组织结构变化
一、表面氧化变色
3、金属表面氧化 金属在火灾条件下会在其表面发生较常温条件下快得
多的氧化反应,产生不同颜色的金属氧化物锈层。 铁在火灾中生成的Fe2O3和FeO为红褐色,其锈层也是
红褐色。火灾作用下的铁制品受到水流的冲击,则会 像淬火作用一样,使其表面发青,并使氧化层剥脱。 铜制品在火灾中生成的锈层CuO为黑色, Cu2O为红色 (1000℃);而在常温下产生的锈层因为含有碱式碳 酸铜,所以呈现绿斑。

火灾事故-课件

火灾事故-课件

“V”字形痕迹
V形痕迹
飞机客仓内起火形成的的“v”字形痕迹
V形痕迹
V形痕迹
V形痕迹
墙上插座接触电阻过大发热起火形成的“v”字形痕迹
V形痕迹
墙体立面形成的V形痕迹
V形痕迹
房间内“V”字形痕迹
“v”形痕迹特写
(2) 凹形形状痕迹。 平面可燃物起火,起火点处
形成明显的炭化凹形形状痕迹, 凹形的中心点是起火点。
五、认定起火点的痕迹体系组合
起火点的痕迹体系组合是痕迹的聚集性特点所决定的。由 于火灾初起阶段火势向空间发展蔓延的燃烧机理,导致围绕在 起火点周围的物质发生变化,形成了各类不同的燃烧痕迹,这 些痕迹聚集在一起构成了起火点的痕迹体系,它像路标一样, 从各个不同的方向证明起火点所在的位置,因此起火点的认定 完全决定于起火痕迹体系的证明力。
断电定位痕迹
洛阳商厦案例 物证
电源插座及 电源线物证
电焊机物证
焊口及灭火时使用水枪的物品
下层焊口及水枪物证
移位痕迹
移位痕迹
移位痕迹
管线移位痕迹
房门烧毁定位痕迹
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A
批荡炸裂;C烟熏变色;D熔化变形; E铝合金变形; F金属变色;G金属变形;H建筑结构坍塌
四、起火痕迹的图形特征是证明起火点的标志
实践表明,火灾发生在不同的部位或不同的可燃物起火,起 火点形成的痕迹图形形状各不相同,主要有以下几种:
(1)V形痕迹。
立面可燃物起火,起火点 呈V形或U形形状痕迹,V形 的低点是起火点。
北京隆福大厦立体交叉案例
立体交叉形状痕迹
立体交叉形状痕迹

火灾痕迹物证概述PPT学习教案

火灾痕迹物证概述PPT学习教案
烟气流动等在物体上留下的印痕或由此而形 成的物体之间的相对位置关系。
第3页/共24页
4
一、火灾痕迹物证的概念及研究内 容
(一)火灾痕迹物证的概念
概念2:是指证明火灾发生原因和经过的一切 痕迹和物品.
阴燃起火
第4页/共24页
火灾时通电
5
第5页/共24页
6
第6页/共24页
7
一、火灾痕迹物证的概念及研究内 容
第20页/共24页
21
送检物证的盛装
第21页/共24页
22
四、火灾痕迹物证的提取与送检
3、物证的后期处理
鉴定后的物证:在火灾事故处理之后,可以撤销 、废弃或归还原主 司法部门处理的案件:在调查结束后,将物证 及案卷移送人民检察院 具有典型意义的实物证据和痕迹:应保存,以 备总结经验
第22页/共24页
泥土里的液体物证,连其载体一并提取;
(2)对于被吸附于固体、溶解于液体中
的 气体物证,第连14页其/共固24页体或液体一并提取。
15
四、火灾痕迹物证的提取与送检
1、固定、提取 物证提取的原则:
◆ 提取程序要合法 ; ◆ 提取方法要准确 ;
——提取的部位要准确 ——提取的手段要合理 ◆ 学
1
主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节 第十节 第十一节
火灾痕迹物证概述
烟熏痕迹
木材燃烧痕迹
液体燃烧痕迹
倒塌痕迹
玻璃破坏痕迹
(8学 时 )
混凝土受热痕迹
金属受热痕迹
短路痕迹
过负荷痕迹
火灾物证鉴定
第1页/共24页
2
第一节 火灾痕迹物证概述

钢结构火灾后的性能分析与鉴定 ppt

钢结构火灾后的性能分析与鉴定 ppt

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3. 4 结构连接与构造鉴定
火灾可能引起支承连接、节点连接损 伤, 高温还能引起焊缝、铆钉、螺栓产生 变形、滑移, 这些因素对钢结构构件的整 体性、承载力产生严重影响, 鉴定过程中 应仔细检查, 确定损伤程度、变形。
结语
对遭受火灾后的钢结构作出损伤鉴定, 应对火灾 现场进行详细的调查勘察, 了解起火原因, 燃烧物质, 燃 烧时间, 燃烧范围, 重度火灾位置, 钢结构冷却方式; 观 察各种建筑材料、钢结构构件的变形形态及颜色; 判定 大火曾经产生的最高温度, 确定钢结构材料受火冷却后 的力学性能和钢结构构件的剩余承载力和刚度; 必要时 还可通过现场取样、试验检测确定。然后对火灾后的 钢结构作出正确的分析鉴定, 为建筑物的修复加固提供 可靠的依据。
2. 2钢材高温浇水冷却屈服强 度变化特征

钢材受火浇水冷却后, 屈服强度在38度时
不变, 在38~ 600度范围内按下式变化:
f yT = f y ( 1.011 - 2.9/10000*T )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.火灾后钢结构性能鉴定
对于遭受火灾的钢结构, 可进行修复加固, 恢复 原有承载力和使用功能。修复加固前要对受火灾 的结构构件、结构材料性能进行检测鉴定。
2.火灾后钢结构材料性能分 析
钢材由大火高温冷却至常温, 有2 种方式:
自然冷却 浇水冷却
有的火灾发生后, 由于可燃物质不多, 燃烧时间不长, 不经 灭火过程而自然熄灭, 火灾只影响到建筑物局部, 这种情形 下, 高温对结构构件的影响较小。
建筑物发生火灾时, 一般用冷水灭火, 在温度 较高的条件下, 突然降到较低温度, 相当于给 钢材淬火。
2. 1钢材高温自然冷却屈服强度变化特 征
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(二)根据强度变化痕迹判定
100~150℃时,混凝土通过自蒸作用失去自由 水,导致Ca(OH)2晶体进一步结晶,未水化的进 一步水化,使混凝土硬而致密,强度增加。
160~370℃,混凝土失去水化硅酸钙所吸附的 物理水和水化铝酸钙中的水,使混凝土收缩。
混凝土受热温度低于300℃,温度升高对混凝土 强度影响不大,甚至使强度增强;
(四)根据化学成分的变化判定
2、测定炭化层中CO2
试验表明,当混凝土受热温度达550℃时,CaCO3 开始分解,但分解速度很缓慢,随着混凝土受热温 度的升高,其分解速度迅速增加。达到898℃时是 (CaCO3)的分解温度。如果加热温度继续提高, 仍会加剧CaCO3分解速度,混凝土炭化层中CO2含 量将随加热温度的升高而降低。
混凝土、钢筋混凝土和水泥砂浆饰面之间只是骨料有 所不同,其凝结过程和在火场中被烧后发生的物理、 化学变化是相同的,都是凝胶材料水泥在起作用。
一、学变化, 生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙、氢氧 化钙、碳酸钙等组成。
生成的这些水化物依靠CaO-SiO2 -H2O胶凝结构相连 接,而且不断地增大化学键力。由上述物质中的各 个原子、分子建立成复杂的网状结构,将骨料紧紧 包住,而达到水泥凝固硬化。
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
(一)根据颜色变化痕迹判定 一般情况下,呈浅色的部位就是受火灾温度高、烧的重 的部位。
温度不超过200℃颜色无变化,随着温度升高,颜色由 深色向浅色变化;
300~600℃为淡红色; 600~800℃为灰白色; 800℃以上为草黄色。
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
定石块中CaO晶体大小等。
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
(四)根据化学成分的变化判定 1、测定中性化深度
混凝土中由于存在Ca(OH)2和少量NaOH、KOH, 因而硬化后的混凝土呈碱性,pH值为12~13。混凝 土经火灾作用后,碱性的Ca(OH)2发生分解,放出 水蒸气,留下中性的CaO。
现场勘查时,可以用1%酚酞的无水乙醇溶液用喷雾 器喷于破损的混凝土表面,稍后会出现变红的界限。 测量出不显红色部分的深度,即为中性化深度。
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
(二)根据强度变化痕迹判定 受热温度高于300℃,混凝土的脱水收缩超过热膨胀,混凝土体
积缩小,而砂子、石子等骨料受热时不断膨胀。两者相反作用的 结果,使混凝土发生龟裂,强度下降; 400~600℃,由于Ca(OH)2晶体失水,发生晶体破坏,使混凝 土失去“骨架”,并且骨料中的石英在560℃由低温型相变为高 温型,体积突然膨胀,使混凝土裂缝变大,强度急剧下降。普通 混凝土都经不起600℃高温长时间作用,通常把600℃称为混凝 土破坏性温度。 700~900℃,混凝土中的CaCO3发生分解,使混凝土粉化,强 度丧失殆尽。
第四章 火灾痕迹物证
第七节 混凝土在火灾中的变化
一、混凝土的组成及水泥的主要成份
混凝土是由水泥为凝胶材料,砂子为细骨料,鹅卵石 或碎石为粗骨料,和水按一定比例配制而成的混合物, 经硬化后形成的一种人造石材。为了增大混凝土的抗 拉强度,加入钢筋形成钢筋混凝土 。
我国的水泥按原料的来源不同可分为普通水泥(P)、 矿渣水泥(K)、火山灰水泥(H)。
30
4~5
30 11~12
500
60
4.5~6
800
60 12~13
90
5~7
90 13~15
30
6~7
30 12~15
600
60
7~8
900
60 粉化
90
9~10
90 粉化
30
7~9
30 12~14
700
60
8~11
1000
60 粉化
90
9~12
90 粉化
(四)根据化学成分的变化判定
2、测定炭化层中CO2含量
加热
最高温度 CO2含量
时间(min)
(℃)
(%)
2、测定炭化层中CO2含量
所以可在现场勘查中凿取混 凝土炭化层试样,采用国家 标准碳酸盐中二氧化碳测定 方法测定二氧化碳的含量, 通过查表推算出燃烧时间和 火烧温度。根据现场温度分 布,分析判断火势蔓延方向 和起火部位。
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
(四)根据化学成分的变化判定
1、测定中性化深度
现场勘查时还可以在混凝土构件表面凿取小块,放入 1%酚酞的无水乙醇溶液中,测定混凝土中性化深度。
其中呈红色变化的,说明Ca(OH)2存在,可以判定该 水泥构件在火灾中承受温度不超过500 ℃ ,或者受火 时间很短;如果不呈红色,或者红色相对浅淡,说明 那里的Ca(OH)2 已经分解或分解一部分,其承受温度 在600 ℃ 以上。
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
(四)根据化学成分的变化判定
化学方法鉴定的主要依据是混凝土中的水泥在火 灾中发生两种反应:
Ca(OH)2 580C CaO + H2 O
CaCO3
900C CaO + CO2
主要方法有:中性化深度的确定、炭化化层中CO2 含量的测定、炭化层水泥中游离CaO的测定、用热
天平测定炭化层中水泥的失重及用电子显微镜测
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
1、测定中性化深度
混凝土中性化深度 随着加热温度的升 高和加热时间的增 长而加深。其深度 深的部位,就是烧 的“重”的部位。 右表为矿渣水泥混 凝土中性化深度与 受热温度、时间的 关系 。
受热温 度(℃)
受热时 间(min)
中性化深 度(mm)
受热温度 (℃)
受热 中性化 时间 深度 (min) (mm)
混凝土在水化凝结过程中会生成大量Ca(OH)2,当 混凝土长期在空气中自然放置时,表面层中的 Ca(OH)2就会吸收空气中的CO2形成CaCO3,通常 把这种过程叫做混凝土的炭化作用,所形成的 CaCO3层叫炭化层(一般厚度为2~3 mm左右)。
炭化作用的速度随空气中CO2浓度的增大而加快。 一般炭化层中CO2含量在20%左右。
二、混凝土受热温度的痕迹鉴定
(三)根据外观变化痕迹判定 100~ 300C 外观无变化,强度增加; 300~ 400C 开始有微裂纹,强度不变; 600~ 700C 裂缝增大增多,强度下降较多; 800~ 900C 酥裂脱落,强度几乎全部消失; 1000C 以上 熔结、熔瘤。
混凝土露筋从 左至右逐渐加 重,说明右侧 为迎火面
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