Résistance au feu du béton: impact des hautes températures

Parmi les caractéristiques du béton, l'un des paramètres les plus importants est la résistance au feu, qui est responsable de la résistance du matériau à l'ouverture du feu en cas d'incendie. Dans cet article, nous examinerons de plus près ce qu'est la résistance au feu, de quelle manière elle dépend et comment cet indicateur peut être utilisé dans différents types de béton.

Informations générales

Tout d'abord, il faut dire que les gens confondent souvent la résistance au feu des structures en béton armé avec la résistance à la chaleur.

• Résistance au feu - résistance des matériaux à une exposition de courte durée à une flamme nue en cas d'incendie
• Résistance à la chaleur - c’est la capacité du béton à conserver ses propriétés sous une exposition prolongée, voire constante, à des températures élevées lors du fonctionnement des centrales thermiques.

En raison de la conductivité thermique insignifiante du matériau, avec une brève exposition à une température élevée, le béton et l'armature, situés sous la couche de protection, n'ont pas le temps de s'échauffer suffisamment.

Par conséquent, il est beaucoup plus dévastateur pour le béton de verser de l'eau dessus, ce qui se produit lors de l'extinction d'un incendie. Lorsque cela se produit, la fissuration du matériau, la violation de la couche de protection et, par conséquent, la mise à nu du renforcement.

Hautes températures de béton

Sous l'influence des températures élevées, divers processus négatifs se produisent dans le béton:

Ароупорные бетон

Les données du tableau se rapportent au béton ordinaire. Cependant, à la suite de recherches scientifiques et pratiques, la possibilité de créer un béton résistant à la chaleur à base de ciment Portland, capable de supporter des températures de 1100 degrés et même plus, a été ouverte.

Pour ce faire, de la silice d'alumine ou des additifs d'oxyde de calcium finement moulus sont ajoutés à la composition du matériau, laquelle est libérée à la suite de l'hydratation du ciment.

De plus, des matériaux réfractaires et résistant à la chaleur sont utilisés comme charges, tels que:

• Débris de brique;
• Laitier de haut fourneau;
• Tuf;
• La chamotte;
• Andésite;
• Basalte;
• Chrome minerai de fer.

La température maximale que ce béton peut supporter dépend des charges. Par exemple, lorsque vous utilisez de la chamotte, la température maximale est de 1100-1200 degrés Celsius. Si la structure n'est pas soumise à un chauffage supérieur à 700 degrés, on peut utiliser une charge de brique d'argile ou de laitier de haut fourneau.

Ainsi, il est possible de préparer du béton résistant à la chaleur, même de vos propres mains sur le chantier.

Astuce! Après la construction de structures en béton armé, il est souvent nécessaire de les usiner. Dans ce cas, utilisez un équipement spécial avec des buses en diamant. Par exemple, les constructeurs procèdent souvent au forage au diamant de trous dans le béton, ainsi qu'à la découpe de béton armé avec des cercles de diamant.

Résistance au feu des structures en béton armé

Résistance au feu des structures en béton armé зависит от многих параметров:

• Les dimensions de la section de la structure;
• L'épaisseur de la couche protectrice;
• Diamètre et quantité de renfort;
• Charge sur la structure.

Avec une diminution de la densité du matériau, ainsi qu'une augmentation de son épaisseur, la limite de résistance au feu augmente. Il convient également de noter que cet indicateur dépend du schéma statique et du type de support de la structure. Par conséquent, avant de couler, les experts doivent effectuer un calcul de résistance au feu des structures en béton armé.

Structures horizontales

Les éléments de flexion à portée unique supportés librement, lorsqu'ils sont exposés au feu, sont détruits du fait du chauffage de l'armature longitudinale inférieure. Par conséquent, leur température limite dépend de la classe de renforcement, de la conductivité thermique du matériau, ainsi que de l'épaisseur de la couche protectrice.

Ces modèles incluent les types de produits suivants:

• Revêtements de sol et lambris;
• Dalles de poutre;
• Courses;
• Poutres, etc.

Faites attention! Dans les pistes et les poutres, la limite de résistance au feu dépend largement de la largeur de la section.

Il convient également de noter que, avec les mêmes paramètres, la résistance au feu des poutres et des dalles est différente, en raison du fait que les poutres lors d’un incendie sont chauffées de trois côtés.

Les structures de flexion à paroi mince peuvent s’effondrer prématurément sous l’influence du feu le long des sections obliques au niveau des supports. De tels dommages sont évités en installant des cadres de longueur verticale? étendre sur les sites de support.

Les structures à paroi mince coudées comprennent:

• Panneaux côtelés et creux;
• Poutres et poutres;
• Revêtements de sol, etc.

La résistance au feu des éléments supportés le long du contour de la plaque est bien supérieure à celle des éléments de flexion. Ces plaques étant renforcées dans deux directions, leur résistance au feu dépend donc du rapport longueur / longueur des armatures dans les ouvertures longue et courte.

Sur des plaques carrées, la température critique est de 800 degrés C. Avec l'augmentation de l'un des côtés, la température critique diminue, de même que la limite de résistance au feu diminue. Si le rapport hauteur / largeur est supérieur à quatre, la résistance au feu des plaques est identique à celle des structures supportées des deux côtés.

Faites attention! Du point de vue de la résistance au feu, l’acier d’armature de nuance 25G2S, classe A-III, est le plus durable. Sa température critique est de 570 degrés Celsius. Je dois dire que le prix des raccords en acier est relativement élevé.

Les colonnes

La résistance au feu de structures telles que des colonnes dépend également d'un certain nombre de facteurs:

• La charge sur eux (central et décentré);
• Dimensions transversales;
• Type d'agrégat grossier;
• Pourcentage de renforcement;
• L'épaisseur de la couche de protection dans le renfort longitudinal. Par conséquent, lors du coulage de la structure, les instructions doivent être strictement suivies.

La destruction de colonnes sous l’effet d’un feu ouvert résulte d’une diminution de la résistance du béton et des armatures. De plus, une charge excentrique réduit leur résistance au feu.

Dans les cas où la charge est générée avec une excentricité importante, la résistance au feu de la structure dépend de l'épaisseur de la couche de protection dans la zone de l'armature tendue. En d'autres termes, la nature du travail des colonnes chauffées est similaire à celle des poutres simples. Si la charge se produit avec une petite excentricité, la conception peut résister aux effets du feu, ainsi qu'aux colonnes comprimées de manière centralisée.

Обратите внимание! Résistance au feu колонн, выполненных из раствора на гранитном щебне, на 20 процентов меньше, чем колонн на известковом щебне.

Résistance au feu du béton cellulaire

Comme mentionné ci-dessus, plus la densité du matériau est faible, plus il est résistant aux effets du feu. Par conséquent, la résistance au feu des blocs de béton cellulaire et des autres produits en béton cellulaire est plus élevée.

Selon de nombreuses études menées par l'Université technique suédoise, ainsi que par le Centre technique finlandais, une fois chauffé, la résistance du béton cellulaire est modifiée comme suit:

• Augmenter la température à 400 degrés - la résistance du matériau augmente à 85%.
• Réchauffement jusqu'à 700 degrés - la force est réduite aux chiffres d'origine.
• Réchauffement jusqu'à 1000 degrés - la force diminue de 86% et ce chiffre se stabilise.

Ainsi, la résistance au feu des blocs de béton mousse est d'environ 900 degrés. À titre de comparaison, le béton ordinaire à une température d'environ 400 à 700 degrés perd l'essentiel de sa résistance.

Par conséquent, ce matériau est largement utilisé dans la construction de bâtiments dans lesquels un risque accru d'incendie est prévu.

Conclusion

Comme nous l'avons découvert, la résistance au feu et à la chaleur du béton dépend de nombreux facteurs, allant du matériau de remplissage aux caractéristiques des structures en béton. Par conséquent, il convient de prêter attention à cet indicateur à toutes les étapes de la construction.

À partir de la vidéo de cet article, vous pouvez obtenir plus d’informations sur ce sujet.