混凝土结构火灾后检测技术要点原因分析

一、引言近年来，建筑火灾的发生逐渐呈上升的趋势，直接危害人类的生命财产，同时对建筑结构本身产生不利影响。钢筋混凝土结构在遭受火灾后，结构材料性能发生变化，受损构件的承载力、变形、耐久性、抗震性能受到不同程度的削弱，混凝土结构的可靠性大大降低存在安全隐患。2023年11月某钢厂预配料室发生火灾，造成严重经济损伤；2021年3月安徽省某工厂厂房发生火灾，致一人失联；2021年5月陕西省某结构住宅楼发生火灾，致两人死亡；2022年1月某车间厂房发生火灾，造成严重经济损伤；2015年4月某钢厂车间生产线厂房发生火灾，造成严重经济损伤。二、火灾后建构筑物存在的典型问题1.建筑结构耐久性问题：（1）高温环境会加速建筑材料的老化和退化过程。（2）火灾诱发的结构变开和裂缝会破坏建筑材料的完整性,为外界侵蚀介质的渗入提供通道,加剧材料劣化速率。

（3）火灾还会改变建筑材料的化学组成和微观结构,引发一系列耐久性问题。2.建筑材料性能问题：火灾高温环境会对建筑材料的物理、化学和力学性能产生显著影响。当温度超过300℃时,大多数建筑材料的强度和刚度开始明显下降。例如混凝土材料在高温下会发生一系列物理化学反应,如水化产物的分解、骨料与水泥浆体的相变等,导致其强度和弹性模量大幅降低。高温还会加剧钢筋与混凝土间的热不兼容效应,削弱两者的粘结性能,进而影响钢筋混凝土结构的整体性能。3.结构整体稳定性问题：火灾会导致建筑材料性能退化,还会显著影响建筑结构的整体稳定性。火灾高温环境下,结构构件会产生较大的温度变形和应力重分布,引发结构内力的非线性演化,进而改变结构的变形模式以及失稳模式。对于钢筋混凝土结构,火灾高温会导致混凝土强度和刚度的退化,削弱构件的抗弯和抗剪性能,引发梁端裂缝和塑性铰区的提前出现,进而影响结构的延性和鲁棒性[4]。综上所说，火灾后建构筑存在很多问题，无法确定结构安全，所以后续如需继续使用，需要检测鉴定，确定结构现状及处理措施。

三、火灾后建筑结构的检测鉴定中冶建筑研究总院有限公司主编的《火灾后工程结构鉴定标准》T/CECS252-2019[5]，规定了火灾后鉴定评估内容，主要包括:1.火作用分析应根据火作用调查与检测结果，进行结构构件过火温度分析。结构构件过火温度分析应包括推定火灾温度过程及温度分布，推断火灾对结构的作用温度及分布范围，判断构件受火温度；2.结构构件专项检测分析应根据详细鉴定的需要，对受火与未受火结构构件的材质性能、结构变形节点连接、结构构件承载能力等进行专项检测分析；3.结构分析与构件校核应根据受火结构材质特性、几何参数、受力特征和调查与检测结果，进行结构分析计算和构件校核；4.详细鉴定评级应根据受火后结构分析计算和构件校核分析结果，按国家现行有关标准规定进行结构整体的安全性鉴定评级或可靠性鉴定评级。图1《火灾后工程结构鉴定标准》T/CECS252-20191.火灾局部最高温度判定：火灾中直接受火灼烧的混凝土结构构件表面曾经达到的温度及范围可根据混凝土表面颜色、裂损剥落、锤击反应等进行推断；2.火灾后现状调查：根据现场检测情况调查确定火灾影响区域、可燃物、混凝土构件损伤现状；3.火灾后结构混凝土抗压强度检测：根据《钻芯法检测混凝土强度技术规程》JGJ/T3842016，通过钻取混凝土芯样进行强度检测火灾后混凝土抗压强度变化情况；4.火灾后对钢筋力学性能的检测：在混凝土构件上现场取样送到实验室，进行材料性能测试。取样一般在构件受损严重的地方截取标准试件或者选择混凝土构件烧伤外露的钢筋。为了防止截取钢筋影响结构的承载能力，取样前要对支撑一下构件，加固完结构之后再拆除支撑。5.火灾后混凝土构件烧伤深度检测：通过对过火区域内的混凝土构件受损表面进行敲击、开凿、钻芯和碳化深度测量等手段进行相关检测，观察混凝土表面疏松、脱落程度，混凝土表面颜色变化等反映出构件的损伤深度。四、火灾后混凝土结构典型案例案例一2023年11月某钢厂预配料室在建设中由于施工人员在施工过程中不规范，焊渣掉入钢料仓，导致钢料仓内衬着火，发生火灾。图2结构柱混凝土大面积剥落，主筋、箍筋外露图3结构梁混凝土大面积剥落，腰筋、箍筋外露图4屋面板混凝土大面积剥落，双层钢筋外露鉴定结果表明：混凝土结构受火灾后混凝土柱、梁、板等构件大面积爆裂剥落、钢筋外露，强度退化严重，不满足原设计强度等级要求，严重影响承载能力；碳化深度比火灾前有所增加，其内部水分蒸发、碳化深度加深，不利于混凝土的耐久性能。需采取措施进行修复处理。案例二2022年1月某车间厂房由于机油防护措施不到位，导致油罐中机油着火，发生火灾。图5结构柱、梁连接位置脱开图6结构梁混凝土剥落严重图7混凝土平台板坍塌，钢筋烧断鉴定结果表明：混凝土结构受火灾后柱、梁连接脱开，严重影响结构整体性。混凝土柱、梁、板等构件混凝土剥落严重，强度退化严重，不满足原设计强度等级要求，严重影响承载能力；火灾容易导致钢筋强度降低，平台板坍塌，能容易对下部结构造成二次伤害。需采取措施进行修复处理。案例三2015年4月某车间厂房PPC管道保管不到位，导致着火，发生火灾。图8混凝土柱头破损严重，混凝土剥落、开裂图9混凝土柱预埋件脱落图10柱身混凝土爆裂、剥落鉴定结果表明：混凝土屋架倒塌，致使柱顶受损，混凝土柱发生明显变形，受损严重。柱表面存在局部混凝土脱落、开裂现象，锤击声响较闷，表面混凝土疏松严重，导致预埋件连接脱落。需采取措施进行修复处理。四、结语建筑物遭受火灾后，必须对建筑物的受损程序进行详细检测鉴定。弄清火灾规模的大小和范围，受损部位和受损程度，根