混凝土结构火灾后检测鉴定与结构补强加固技术

建筑物结构体系多样，火灾事故后现场具体情况更是复杂多样。火灾后建筑物主体结构检测鉴定需要根据实际情况进行，根据不同构件受损状况决定是否进行加固，通过各种检测技术的应用提出更加科学合理的处理方案，从而提升建筑工程整体性，恢复其使用功能。基于此本文分析了火灾后混凝土结构的检测和受损程度进行鉴定后，并采取安全、适用和经济的修复加固方案。

一、火灾对混凝土结构损害的机理和破坏作用

对混凝土结构实施科学的检测和加固，首先必须了解火灾对混凝土结构造成损害的机理和破坏作用。混凝土是以水泥为胶凝材料，加粗骨料（石子）、细骨料（砂）、掺和料、外加剂等用水和，硬化而成的人工石。

它在火作用下的机理可归纳为以下三个方面：

第一、表面受火处温度升高比内部快，内外温差引起混凝土开裂;

第二、水泥石受热分解，使胶体的粘结力破坏，出现裂缝，表面发毛、起砂、呈蜂窝状、出现龟裂、边角溃散脱落等现象;

第三、骨料和水泥石间的热不相容，水泥石受拉，骨料受压，导致应力集中和微裂缝的开展。

二、火灾后对混凝土结构的检测方法

（一）碳化深度檢测法

在发生火灾时，火力强度和火场分布的不同，都导致火灾发生后，火灾现场的混凝土建筑从其内部微观构成、外部构成以及其材质方面或大或小的改变，并因此激发起结构碳化速度的增加。所以，依据碳化速度的增加范围推算混凝土结构在火场中达到的温度。推断混凝土结构经历过大火之后减少的使用寿命，可以把这种结构和相同使用年限的混凝土结构进行碳化程度比较，根据比较的结果，来推算混凝土结构在火场中达到的温度。

（二）热分析方法

热分析方式是以混凝土结构在火场中产生的一些不可恢复形状和性质改变为依据，根据经历过高温之后材质再受热时候的特点来推断混凝土在火场中达到的温度。其一般使用的解析方式有下面几类：①差热解析法。在试件的外形或者性质产生改变时，它排放或者吸取的热量让试件升高或者降低的温度和比照物温度之间的差额，并且根据这一数值确定差热曲线上的峰值，②差示扫描法（DSC）。这种方式和上文的方式比较像。只有在调整温度的程序上有所不同。它检测的是传输给试件和比照物上的功率和达到温度之间的联系，③热重分析法（TGA）。其测试的主要是在试件达到一定温度时，其质量发生的变化，④热光试验。这种方式主要凭借对混凝土结构中沙子的剩余发光量进行检测，来推算混凝土结构在火场上的温度。

（三）化学分析法

这种方式要检验的内容通常包含两种：一是硬化处理后水凝浆体中的结合水的重量，二是混凝土结构中的含氯化合物的含量。对结合水进行检验的方式来源于日本，其主要操作步骤是：首先收取混凝土结构表层10cm以下的碎末，筛除其中的砂子，加热剩余物并称取结合水的重量。之后凭借结合水重量和温度之间的联系，求出混凝土结构的剩余承载力。而第二种检验方式的主要原理是氯离子是一种比较活跃的因素，在温度条件发生一定变化的时候，氯离子会从其化合物中游离出来。同时，氯离子对混凝土结构具有腐蚀功能。因此，我们就可以凭借氯离子在混凝土中的位置和混凝土结构的腐蚀程度来判断整个结构的剩余承载力。

三、混凝土结构在火灾后的修复加固

（一）拆除危险构件

对于火灾后受损程度属于危险构件者，因构件受火烧时间长，火灾温度高，结构受到实质性的破坏。一般来讲，这类构件已失去修复的可能性，只能将其拆除，另行更换新构件。

（二）轻度受损构件的处理火灾后受损程度属于轻度受损构件者，因结构受损较轻，仅粉刷层有轻度破坏，此类结构只需将其表面粉刷层或表面污物清理干净，重新进行装修粉刷即可。无论已露筋的或未露筋的均应凿除烧酥层直至完全露出坚实基层，并将表面打毛，凸凹不平度>6mm，再用钢丝刷刷除浮尘，并用具有一定压力的清水将表面冲洗干净，刷界面剂一道，采用环氧树脂灌缝，修补处理，然后用复合水泥砂浆或复合高强水泥浆修补平至原截面，少数受损面严重的构件宜采用高强石英砂浆修补。

（三）受损严重构件的加固1、柱的加固设计。钢筋混凝土构件承载力降低的主要原冈是混凝土强度降低，对钢筋混凝土受压柱的加固设计应以提高混凝上抗压强度为主。加固时应首先铲除受损严重的混凝土，由于柱断面临时减小，必要时应设支架，确保结构安全。常见的柱子加固设计有增大截面法、角钢加固法、粘贴钢板法。

2、梁的加固设计。

在一般火灾条件下，梁中受力钢筋强度在冷却后可恢复，构件承载力降低主要是由混凝土强度降低引起的。所以，钢筋混凝土梁的加固设计应设法提高受压区混凝土的抗压能力。在承载力降低不大，梁的配筋率较小时也可采用提高受拉主筋的方法来加固补强。

（四）实例分析

某工程为二层框架结构由于在一层局部堆放的杂物起火燃烧，以致一层柱和二层梁板混凝土受伤严重，经过检测后该房一层17-24轴（包括24轴）火灾后结构构件不符合国家现行标准规范下限水平要求，影响安全及正常使用，必须立即进行处理。

（五）裂缝封闭及灌浆施工方案

对于≥0.15mm的裂缝进行压力灌浆，采用双组份（甲乙组分配合比为4：1）低粘度改性特种环氧树脂92-02#配方，用专用粘结剂将注浆口与裂缝对齐粘结。注浆口的间距根据缝长及缝宽，一般宽缝为稀，注浆口间距20～25cm，窄缝宜密，注浆口间距10～15cm，每一道裂缝至少各有一个进浆口和一个排气口。（注意，注浆口必须对中，保证导流畅通，注浆口并应粘贴牢靠。）然后进行裂缝表面封闭（为使混凝土缝隙完全充满浆液，并保持压力，同时又保证浆液不大量外渗，孔眼及注浆口除外），用环氧树脂浆液沿裂缝走向从上至下均匀涂刷两边进行封闭，形成宽度为5～8cm的封闭带。Zui后进行灌浆，灌浆可由低端向高端进行。从一端开始压浆后，另一端的灌浆嘴在排出裂缝内的气体后冒出浆液时，可停止压浆，然后将灌浆嘴全部封堵，并留一注浆口继续灌浆，并保持一定的压力，时间数分钟以上，Zui后拆除注浆器，用专用闷头封住，并拧紧。灌浆嘴处Zui后用环氧胶泥批平。

该加固工程实施后，经专家鉴定评审达到加固方案的目的和要求，并且未出现过异常情况。四、结语

钢筋混凝土梁、板、柱遭受火灾后，由于混凝土被烧疏、爆裂、剥落、开裂造成强度降低，构件的刚度减小，同时在高温作用下钢筋的弹性模量和强度降低，混凝土与钢筋的粘结力降低，Zui终造成构件的承载力下降。因此，经过对火灾后结构的检测和受损程度的鉴定后，应提出安全、适用和经济的修复加固方案，保证建筑结构的安全性。