Бетон и железобетон

При нагреве в ходе пожара от температур 150-200°С и выше бетон и железобетон постоянно разрушаются - чем выше температура и длительность нагрева, тем больше. Происходит это вследствие постепенной дегидратации (удаления физически, а затем и химически связанной воды) цементного камня, неравномерного теплового расширения отдельных ингредиентов, входящих в состав бетона, и некоторых других процессов.

Процесс разрушения бетона не очень хорошо заметен визуально вплоть до температур нагрева 700-800°С, когда процесс дегидратации полностью завершается и бетон просто начинает сыпаться. Тем не менее, есть признаки, достаточно просто выявляемые и характеризующие (весьма примерно) степень разрушения материала в ходе пожара. Это изменение тона звука при простукивании и образование трещин.

Изменение тона звука при простукивании

Изменение тона звука определяется простукиванием бетонных и железобетонных конструкций каким-либо массивным предметом. Бетон разрушается при нагревании, в нем появляются микротрещины, и тон звука меняется.

Неповрежденный бетон имеет высокий и звонкий тон звука. С увеличением степени разрушения бетона тон становится глухим. Изменение в тональности звука особенно заметно при нагреве выше 600-700 °С, когда бетон практически полностью дегидратирован и потому разрушен.

При простукивании бетона, нагретого до различных температур, можно также заметить, как снижаются с увеличением температуры его прочностные свойства. Нагрев более 500°С приводит к тому, что часть сечения образца при ударе средней силы откалывается. При нагреве более 600 °С молоток при ударе сминает бетон на поверхности образца [23-25].

Визуальная фиксация трещин бетонных конструкций

Микротрещины в тяжелом бетоне начинают образовываться при 300-400 °С.

При 500 °С трещины увеличиваются настолько, что становятся видны невооруженным глазом (ширина трещин не менее 0,1 мм).

При 600-800 °С ширина раскрытия трещин достигает 0,5-1,0 мм.

При 700-800 °С образуются визуально наблюдаемые разрушения на бетоне, в частности, отслоение защитного слоя на железобетонных изделиях [23-25].

Отмеченная выше зависимость интенсивности трещинообразования и ширины раскрытия трещин от температуры нагрева позволяет оценивать примерную температуру нагрева конструкций в тех или иных зонах пожарища. Конечно, речь может идти об очень приблизительной, ориентировочной оценке, т.к. ширина раскрытия трещин зависит от множества факторов, в том числе скорости нагрева и охлаждения при тушении.

Более точное и достоверное определение температуры нагрева бетона и железобетона в ходе пожара, а также выявление зон термических поражений на бетонных и железобетонных конструкциях возможно специальными полевыми и лабораторными методами (см. разд. 12.1). Для лабораторных исследований необходим отбор проб в соответствии с рекомендациями разд. 5.3.

Кирпичная кладка

Кирпичи, изготовленные обжиговым методом (красный, специальный огнеупорный), при тепловом воздействии в ходе пожара не меняют свой состав, структуру и свойства. Поэтому изучение и описание их состояния обычно не представляют интереса для расследования пожара. Лишь резкое охлаждение при тушении может привести к растрескиванию указанных изделий, что, однако, также мало интересно с экспертной точки зрения.

Силикатный (белый) кирпич, а также цементный камень кладочного раствора между кирпичами (в том числе красными и огнеупорными) должны быть исследованы визуально. При нагревании, с увеличением температуры нагрева у них происходит трещинообразование и снижение механической прочности аналогично бетону (см. выше), что и должно выявляться в ходе осмотра места пожара.

При необходимости пробы силикатного кирпича и цементного камня кладочного раствора могут отбираться для лабораторных исследований с целью выявления, аналогично бетону, зон термических поражений и определения очага пожара.

Штукатурка

Штукатурка обычно бывает цементно-песчаная либо известково-песчаная. Первая отличается большей прочностью, однако под воздействием тепла пожара обе претерпевают примерно одинаковые изменения [23].

Цвет штукатурки

В литературе отмечается, что цементно-песчаная штукатурка при нагреве до 400-600°С приобретает розовый оттенок; при нагреве до 800-900°С - бледно-серый цвет.

Более часто наблюдаемым признаком на более прогретых зонах стен и потолка является светлый цвет штукатурки на фоне более темного в менее прогретых зонах. Причина такого явления, вероятно, в следующем. На пожаре при тушении водой стены намокают; там, где стена нагревалась более длительно, интенсивно и, таким образом, прогрета сильнее, она, отдавая тепло после пожара, просыхает быстрее. В результате при осмотре места пожара на более прогретых участках штукатурка выглядит светлее. Это обстоятельство должно быть отражено в протоколе осмотра места пожара и по возможности зафиксировано фото - и видео съемкой.

Отслоение штукатурки

Известно, что в зонах достаточно длительного и интенсивного нагрева штукатурка отваливается. Правда, не всегда это происходит именно в зоне ее экстремальных термических поражений. Достаточно часто такое случается, когда в помещение подается вода на тушение. Гидравлический удар и резкое охлаждение приводят к тому, что штукатурка может отвалиться не там, где была выше температура ее нагрева, а там, куда в первую очередь попала вода из пожарного ствола.

Тем не менее, зоны, где штукатурка отслоилась, обязательно нужно фиксировать при осмотре места пожара и иметь их в виду при поисках очага. Особенно интересны зоны, где штукатурка обвалилась, начиная снизу, от пола.

Температуру прогрева штукатурки в ходе пожара можно определить специальным лабораторным методом, для чего отбираются пробы (см. разд. 5.3).