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火灾对于沿海地区混凝土结构耐久性的影响 金伟良张奕 (浙江大学结构工程研究所，浙江杭州 310027) 摘要火灾对混凝土结构的安全性和适用性带来严重的危害，过去对于火灾后混凝土结构 性质的研究大多集中于此，但是研究表明火灾对于混凝土结构特别是沿海地区的混 凝土结构的耐久性造成的危害同样不可忽视。本文将结合沿海地区混凝土结构的 氯离子侵蚀问题和火灾带来的氯离子侵蚀问题并综合考虑混凝土材料的耐久性指 数——氯离子扩散系数在高温中受到削弱的情况，提出一套描述火灾后沿海地区混 凝土结构内部氯离子分布扩散的数学模型，以期完善火灾后沿海地区混凝土结构的 评估体系，使其兼顾结构的安全性、适用性和耐久性。 关键词沿海地区火灾PVC材料氯离子数学模型评估体系 1概述 火灾对于结构安全的影响显而易见，因此有关火灾后结构剩余强度以及结构失效模式的 研究开展已经相当的深人，相关理论也比较成熟u]。但是火灾对于混凝土结构耐久性的影响 直到最近才受到人们的重视。实际上，试验研究表明混凝土材料在高温下耐久性能的降低相 比强度的降低更加显著乜’31，这对于长期存在于沿海地区氯离子环境中的混凝土结构的耐久性 来说非常不利。同时，现代建筑物中发生火灾不可避免的牵涉到PVC材料热分解产生的大量 的酸性高度含氯的烟雾，这些烟雾在火灾中被混凝土吸收，在火灾后被吸收的氯离子向混凝土 深处扩散，同样严重地影响混凝土结构的耐久性【4]。综合以上两点可见，沿海地区的混凝土结 构在火灾后耐久性存在很大的隐患，如何评估这类混凝土结构灾后的耐久性能成为一个亟待 解决的问题。 2高温对于混凝土材料耐久性能的影响 当混凝土材料受到高温影响时，其化学成分和微观物理结构都将发生显著的变化。这种 变化开始于大约400％左右的氢氧化钙胶体(CH)分解，结束于大约900。C左右硅酸钙胶体 (c—s—H)分解完毕。由于上述的情况，混凝土材料的强度和耐久性都受到了很大程度上的 影响。高强混凝土材料(HSC)在高温下，其耐久性能指标的下降更甚于强度指标b]。用国际 上比较常用的评价混凝土材料抵抗有害介质耐久性能的方法(ASTMC 1202)来检测高温前后 混凝土材料的耐久性能，结果如表1所示。 375 第3部分结构检测评估鉴定与耐久性设计 表1 高温对于混凝土耐久性能的影响㈨ 检测中通过混凝土试件的电量 ：c) 混凝土种类 常温下 600℃ 800℃ HS—CC 941 12534 23396 l-IS—SFl0 285 10080 25170 HS—FA30 449 5373 9049 磁一MK20 “2 1409l 3250l NS—CC 2941 21792 35724 NS—FA加 1454 8550 20666 NS—M勉O 718 24024 45556 注：sF一硅灰；FA一粉煤灰；MK一偏高岭土；材料类型的数字表示添加料的质量百分比含量。