[发明专利]一种钢壳混凝土结构隧道防火保护材料耐火试验方法

说明书

本发明提供了一种钢壳混凝土结构隧道防火保护材料耐火试验方法，涉及建筑构件耐火极限试验技术领域，具体是设置耐火试件基材，在耐火试件基材的内部布置热电偶，其次在耐火试件基材上设置防火保护材料，形成耐火试件，再次将耐火试件放置到耐火试验炉中，选定耐火升温曲线进行耐火试验，最后在耐火试验过程中，观察并记录耐火试件内热电偶的温度，待耐火试件内部温度超过允许温度后，或者达到规定的耐火时间时，则停止试验，防火保护材料的耐火性能通过耐火隔热性进行判断。本发明的耐火试验方法，在模拟真实火灾环境的条件下，实现了对钢壳混凝土结构隧道防火保护材料耐火性能的测试，确保了在使用过程中的安全性及可靠性，方法简单，操作容易。

技术领域

本发明涉及建筑构件耐火极限试验技术领域，尤其是涉及一种钢壳混凝土结构隧道防火保护材料耐火试验方法。

背景技术

过去混凝土结构隧道得到了较大发展，钢结构隧道的发展较为缓慢，国外方面，至今只有日本有6条钢结构隧道；国内方面，最为人们知晓的就是港珠澳大桥沉管隧道的终接头就采用了钢壳混凝土结构沉管隧道，2017年10月随着深中通道钢壳混凝土结构沉管隧道施工图设计通过审查，意味着长度达6.8公里的特长双向八车道海底钢壳混凝土结构沉管隧道将进入实质性的建设阶段，这也是钢壳混凝土结构沉管隧道全球首次大规模应用，据悉这种结构具有能适应超宽、深埋、变宽等建设条件，承载能力、抗裂性能好，耐久性有保障，对海洋环境影响较小等优势。随着隧道技术的革新与关键难点的突破，钢壳混凝土结构隧道必将迎来较大发展。

钢壳混凝土结构隧道快速发展的同时也带来了更多的安全问题，隧道火灾便是其中一个常见的隧道灾害，因此隧道结构的防火保护变得必不可少。对钢壳混凝土结构隧道防火保护材料进行耐火试验是评价隧道防火保护措施有效性的最主要手段。

世界各国，特别是发达国家对隧道火灾的防治非常重视，开展了相当多的研究活动。同时，发布了隧道火灾安全方面的相关标准、规范及导则。如：美国消防协会制定了NFPA502《Standard for Road Tunnel，Bridges，and other Limited Access Highway》，对不同类型隧道的消防要求进行了规定，包括火灾探测、火灾通风、消防设备等；我国《建筑设计防火规范》GB 50016-2014规定了不同类别隧道承重结构体的耐火极限及判定标准。《建筑设计防火规范》GB 50016-2014规定了一、二、三、四类隧道承重结构体耐火极限测定分别需要满足的升温曲线以及耐火时间，但规范对隧道耐火极限判定是针对以钢筋混凝土为主的隧道结构，对钢壳混凝土结构隧道的耐火极限判定不完全适用。美国NFPA 502《Standard forRoad Tunnels，Bridges，and Other Limited Access Highways》中对钢壳的温度规定为不能超过300℃的指标性规定，其并无具体实施的方法可参考。

我国现行对钢结构和隧道保护材料的耐火性能进行检验的国家或者行业标准主要有4部：①GB 14907《钢结构防火涂料》，该标准规定了在I36b或I40b工字型钢梁基材上涂覆的钢结构涂料，简支、水平安装在水平燃烧试验炉上，按照GB/T 9978规定的标准升温曲线进行耐火试验，通过涂覆钢梁承载能力来判定钢结构涂料的耐火等级；②GB 28375《混凝土结构防火涂料》，该标准规定了在C30混凝土板基材上涂覆混凝土防火涂料，按照GB/T9978或者XF/T 714规定的升温曲线进行耐火试验，通过混凝土板的温度来判定混凝土结构涂料的耐火等级；③GB 28376《隧道防火保护板》，该标准规定了在C30混凝土板基材上固定隧道防火保护板，按照GB/T 9978或者XF/T 714规定的升温曲线进行耐火试验，通过混凝土板的温度来判定隧道防火保护板的耐火等级；④XF/T714《构件用防火保护材料》，该标准规定了在混凝土、钢筋混凝土、钢结构基材表面涂覆或者包覆防火材料，混凝土板、预应力混凝土板为基材的试件水平安装一面受火，钢结构为基材的试件垂直安装三面受火，按照GB/T 9978或者XF/T 714规定的升温曲线进行耐火试验，通过混凝土板或钢结构的温度来判定保护材料的耐火等级。可见以上标准均不能直接用于钢壳混凝土结构隧道防火保护材料耐火性能的评价。